Репеллент для кошек: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Во-первых, я не ненавижу кошек, но люблю птиц. В моем саду есть открытые клетки, куда птицы могут заходить и уходить, когда им заблагорассудится. Там они могут найти пищу и воду. К сожалению, иногда в мой сад заходит кошка из окрестностей, и я не хочу, чтобы она ловила птиц.

Несколько лет назад я купил репеллент для кошек, но он больше не работал. Когда я купил новый, моя дочь могла слышать довольно неприятный звук, поэтому я вернул его. Казалось, что он работал на частоте около 20 кГц. Я начал искать версию, которая работала бы на 40 кГц, но потом у меня возникла идея создать ее самому.

Меня часто удивляло количество микросхем с внешними компонентами, которые использовались в этих устройствах, также в моей предыдущей версии использовались две микросхемы NE555, одна для высокочастотного тона, а другая для мигания светодиодов на устройстве. Мигающие светодиоды мне не понадобились, мне хватило только сигнала 40 кГц.

Мой репеллент для кошек основан на микроконтроллере PIC12F615 со встроенной электроникой для генерации сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Из-за этого оборудования почти не требуются внешние компоненты. Кроме того, я также использовал еще одну функцию PIC, чтобы улучшить функциональность моего репеллента для кошек.

Шаг 1. Электронный дизайн кошачьего репеллента

На принципиальной схеме показан дизайн репеллента для кошек. Он состоит из одного PIC12F615, двух пьезозуммеров и нескольких конденсаторов. Он питается от трех никель-металлгидридных аккумуляторных батарей и использует внешний мини-пассивный инфракрасный (PIR) модуль для обнаружения движения. Поскольку в моем предыдущем репелленте для кошек была солнечная панель, я повторно использовал ее в этой конструкции для подзарядки батарей.

Сначала я подумал, что мне нужна микросхема драйвера, такая как HEF4049, для управления пьезозуммером, но это оказалось не так. PIC был более чем способен напрямую управлять пьезо-зуммером. На скриншотах моего осциллографа вы видите сигналы контактов 2 и 3 PIC без пьезозуммеров, подключенных к PIC, и с ними.

PIC12F615 поддерживает режим моста PWM, что означает, что когда один выход становится высоким, другой выход становится низким. При подключении обоих выходов к пьезозуммеру, колебание напряжения будет вдвое больше напряжения батареи и, таким образом, удвоит выходной сигнал пьезозуммера. Я также приложил снимок экрана моего осциллографа с этим сигналом.

В мини-модуль PIR вся электроника встроена в детектор PIR, и он может работать при напряжении питания от 2,7 до 12 В. Его диапазон ограничен 3-5 метрами, чего достаточно для моей цели.

Для этого проекта вам потребуются следующие электронные компоненты:

• 1 PIC микроконтроллер 12F615
• 1 мини-пассивный инфракрасный модуль (PIR)
• 1 диод Шоттки, например 1N5819
• 2 пьезозуммера, 40 кГц, например Мурата MA40S4S
• 4 керамических конденсатора по 100 нФ
• 1 резистор 1 кОм
• 1 светодиод высокой яркости
• 1 батарейный отсек для 3 батареек АА
• 3 NiMH аккумуляторные батареи AA
• 1 солнечная панель 4,2 Вольт, 100 мА. Также может быть панель с более высоким напряжением.

Я сделал несколько замеров энергопотребления устройства. В спящем режиме PIC почти не потребляет энергию - по крайней мере, я не мог ее измерить - но PIR потребляет непрерывный ток 16 мкА. Когда активны PIC и зуммеры, средний общий ток составляет около 4,4 мА. Мощность, отдаваемая солнечной панелью, должна быть достаточной для поддержания заряда батарей.

КСТАТИ. Я использовал только 3 батареи, потому что у меня была солнечная панель, которая могла обеспечивать только около 4,2 вольт, но вы также можете использовать 4 аккумуляторные батареи и солнечную панель, которая может обеспечить 6 вольт. Если вы это сделаете, сигнал на пьезозуммеру увеличится, что увеличит радиус действия репеллента для кошек.

Я использовал макетную плату для сборки электроники. На фото вы видите плату во время теста.

Шаг 2: кожух для отпугивания кошек

Люди, у которых есть 3D-принтер, могут распечатать корпус, но, поскольку у меня нет такого принтера, я использовал белый акриловый пластик толщиной 3 мм для создания корпуса. На фотографиях показаны отдельные детали и собранный вариант.

Склеив все части вместе, за исключением нижней пластины, я покрасил ее золотой краской из баллончика, которая лежала у меня вокруг.

Шаг 3: Программное обеспечение

Как упоминалось ранее, я использовал дополнительное бортовое оборудование PIC12F615, чтобы расширить набор функций репеллента для кошек.

Программа выполняет следующие основные задачи:

• Когда PIR обнаруживает движение, он генерирует импульс на своем выходе, который подключен к внешнему контакту прерывания PIC. Это событие выведет PIC из спящего режима и сбросит таймер. Таймер сбрасывается при каждом обнаружении движения PIR.
• Когда PIC просыпается и таймер сбрасывается, для пьезозуммеров генерируется сигнал 40 кГц и включается светодиод.
• Когда PIR не обнаруживает движения в течение 60 секунд, сигнал 40 кГц прекращается, светодиод выключается, и PIC переходит в спящий режим для снижения энергопотребления.

• Дополнительная функция заключается в следующем. На плате PIC есть аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), который я использовал для измерения напряжения батареи. Реализованы две функции:

  • Когда напряжение батареи упадет ниже 3,0 В и устройство будет активным, светодиод будет мигать, показывая, что напряжение батареи низкое.
  • Когда напряжение батареи упадет ниже 2,7 В и устройство будет активным, PIC сразу же вернется в спящий режим после того, как он был разбужен. Эта функция реализована для предотвращения полного разряда батарей, который может повредить батареи.

Как и следовало ожидать от всех моих проектов PIC, программное обеспечение написано на JAL, языке программирования высокого уровня, подобном Pascal, для микроконтроллеров PIC.

Исходный файл JAL и файл Intel Hex для программирования PIC прилагаются.

Если вы заинтересованы в использовании микроконтроллера PIC с JAL, посетите веб-сайт JAL.

Шаг 4. Репеллент для кошек в действии

Это очень короткое видео демонстрирует репеллент для кошек в действии. Я немного имитирую Кота, проходя мимо устройства с расстояния 3 метра. Как вы видите - но не слышите - устройство включается, как только я прохожу мимо него.

К моему удивлению, PIR довольно чувствителен, даже более чувствителен, чем устройство Cat Repellent, которое я купил много лет назад. Я также заметил, что он включается, когда мимо проходят большие птицы, но звук их не беспокоит.

Получайте удовольствие, создавая это Руководство, и с нетерпением ждем ваших отзывов и результатов.