Kassitõrje: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Alustuseks ei vihka ma kasse, aga ma armastan linde. Minu aias on meil mõned avatud puurid, kuhu linnud saavad siseneda ja sealt lahkuda. Nad leiavad sealt toitu ja vett. Kahjuks satub mõnikord minu aeda mõni naabruskonna kass ja ma ei taha, et ta linde püüaks.

Ostsin mõned aastad tagasi kassitõrjevahendi, kuid see ei töötanud enam. Kui ma uue ostsin, kuulis mu tütar üsna häirivat heli, nii et ma andsin selle tagasi. Tundus, et see töötab sagedusel umbes 20 kHz. Hakkasin otsima versiooni, mis töötaks 40 kHz sagedusel, kuid siis tekkis mul mõte see ise ehitada.

Olin sageli üllatunud nendes seadmetes kasutatud väliste komponentidega IC -de arvust, samuti kasutas minu eelmine versioon kahte NE555 IC -d, ühte kõrgsagedusliku tooni jaoks ja üht seadme LED -ide vilkumiseks. Mul polnud vajadust vilkuvate LED -ide järele, piisas ainult 40 kHz signaalist.

Minu kassitõrje põhineb PIC12F615 mikrokontrolleril, millel on pardal olev elektroonika, et genereerida PWM (Pulse Width Modulation) signaal. Selle riistvara tõttu pole väliseid komponente peaaegu vaja. Lisaks kasutasin oma Cat tõrjevahendi funktsionaalsuse suurendamiseks ka teist PIC funktsiooni.

1. samm: Kassi tõrjuv elektrooniline disain

Skemaatiline diagramm näitab kassitõrje konstruktsiooni. See koosneb ühest PIC12F615, kahest piesosummerist ja mõnest kondensaatorist. Selle toiteallikaks on kolm laetavat NiMH -akut ja see kasutab liikumise tuvastamiseks välist mini -passiivset infrapunamoodulit (PIR). Kuna mu eelmisel kassitõrjevahendil oli päikesepaneel, siis kasutasin seda selles disainis patareide laadimiseks uuesti.

Algselt arvasin, et mul on vaja piesosummerite juhtimiseks sellist draiveri IC -d nagu HEF4049, kuid see ei tundunud nii. PIC oli enam kui võimeline piesosummereid otse juhtima. Minu ostsilloskoobi ekraanipiltidel näete PIC -i tihvti 2 ja 3 signaale ilma PIC -ga ühendatud piesosummeritega ja nendega.

PIC12F615 toetab PWM -sildrežiimi, mis tähendab, et kui üks väljund läheb kõrgele, läheb teine väljund madalale. Kui ühendate mõlemad väljundid piesosummeriga, on pinge kõikumine kaks korda suurem kui aku pinge ja seega kahekordistatakse piesosummerite väljundsignaal. Lisasin ka selle signaali ostsilloskoobi ekraanipildi.

Mini PIR -moodulil on kogu elektroonika integreeritud PIR -andurisse ja see võib töötada toitepingega 2,7–12 volti. Selle ulatus on piiratud umbes 3-5 meetriga, mis on minu jaoks piisav.

Selle projekti jaoks vajate järgmisi elektroonilisi komponente:

• 1 PIC mikrokontroller 12F615
• 1 väike passiivne infrapunamoodul (PIR)
• 1 shottkey diood, nt. 1N5819
• 2 piesosummerit, 40 kHz, nt. Murata MA40S4S
• 4 keraamilist kondensaatorit 100 nF
• 1 takisti 1 kOhm
• 1 suure heledusega LED
• 1 patareihoidja 3 AA patareile
• 3 NiMH AA laetavat akut
• 1 päikesepaneel 4,2 V, 100 mA. Võib olla ka kõrgema pingega paneel.

Tegin mõningaid mõõtmisi seadme energiatarbimise kohta. Unerežiimis ei kasuta PIC peaaegu üldse energiat - vähemalt ma ei suutnud seda mõõta -, kuid PIR tõmbab pidevat voolu 16 uA. Kui PIC ja helisignaalid on aktiivsed, on keskmine koguvool umbes 4,4 mA. Päikesepaneelist saadav võimsus peaks olema piisav, et hoida akusid laetuna.

BTW. Ma kasutasin ainult 3 patareid, kuna mul oli päikesepaneel, mille ümber oli võimalik toita ainult umbes 4,2 volti, kuid võite kasutada ka 4 laetavat akut ja päikesepaneeli, mis võib pakkuda 6 volti. Kui te seda teete, suureneb piesosummerite signaal ja see suurendab kassitõrjevahendite valikut.

Elektroonika kokkupanemisel kasutasin leivaplaati. Fotol näete testi ajal tahvlit.

2. samm: kassi tõrjuv korpus

Inimesed, kellel on 3D -printer, saaksid korpust printida, kuid kuna mul sellist printerit pole, kasutasin korpuse loomiseks valget akrüülplastikku paksusega 3 mm. Piltidel on näha üksikud osad ja kokkupandud versioon.

Pärast kõigi osade kokku liimimist - välja arvatud alumine plaat - värvisin selle mõne kuldse pihustusvärviga, mille olin ümber pannud.

Samm: tarkvara

Nagu varem mainitud, kasutasin kassitõrjevahendite funktsioonide laiendamiseks PIC12F615 täiendavat riistvara.

Tarkvara täidab järgmisi põhiülesandeid:

• Kui PIR tuvastab liikumise, genereerib see oma väljundis impulsi, mis on ühendatud PIC -i välise katkestusnõelaga. See sündmus äratab PIC-i unest ja taimer lähtestatakse. Taimer lähtestatakse iga kord, kui PIR tuvastab liikumise.
• Kui PIC üles äratatakse ja taimer lähtestatakse, genereeritakse piesokumbritele 40 kHz signaal ja LED süttib.
• Kui PIR ei tuvasta 60 sekundi jooksul ühtegi liikumist, peatatakse 40 kHz signaal, LED kustub ja PIC lülitub energiatarbimise vähendamiseks unerežiimi.

• Lisafunktsioon on järgmine. PIC -il on pardal analoog -digitaalne muundur (ADC), mida kasutasin aku pinge mõõtmiseks. Rakendatakse kahte funktsiooni:

  • Kui aku pinge langeb alla 3,0 V ja seade on aktiivne, vilgub LED, mis näitab, et aku pinge on madal.
  • Kui aku pinge langeb alla 2,7 volti ja seade on aktiivne, lülitub PIC kohe pärast ärkamist magama. Selle funktsiooni eesmärk on vältida patareide täielikku tühjenemist, mis võib patareisid kahjustada.

Nagu võite arvata kõigist minu PIC-projektidest, on tarkvara kirjutatud JAL-is, mis on PIC-mikrokontrollerite jaoks Pascal-laadne kõrgetasemeline programmeerimiskeel.

Lisatud on JAL -i lähtefail ja Intel Hex -fail PIC -i programmeerimiseks.

Kui olete huvitatud PIC -mikrokontrolleri kasutamisest koos JAL -iga, külastage JAL -i veebisaiti.

4. samm: kasside tõrjevahend tegevuses

See väga lühike video näitab Cat Repellent'i toimimist. Ma jäljendan natuke kassi, möödudes seadmest 3 meetri kauguselt. Nagu näete - kuid ei kuule - lülitatakse seade kohe sisse, kui sellest möödun.

Minu üllatuseks on PIR üsna tundlik, isegi tundlikum kui Cat Repellent seade, mille olin ostnud palju aastaid tagasi. Samuti märkasin, et see lülitub sisse, kui suured linnud mööduvad, kuid heli ei näi neid häirivat.

Lõbutsege selle juhendi tegemisel ja oodake teie reaktsioone ja tulemusi.