Kaķu atbaidīšanas līdzeklis: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Sākumā es neienīstu kaķus, bet es mīlu putnus. Manā dārzā mums ir daži atvērti būri, kur putni var ieiet un iziet, kā vēlas. Tur viņi var atrast pārtiku un ūdeni. Diemžēl dažreiz manā dārzā ienāk kaķis no apkārtnes, un es nevēlos, lai tas noķertu putnus.

Pirms dažiem gadiem es nopirku kaķu atbaidīšanas līdzekli, bet tas vairs nedarbojās. Kad es iegādājos jaunu, mana meita varēja dzirdēt diezgan satraucošu skaņu, tāpēc es to atgriezu. Šķita, ka tas darbojas ar frekvenci aptuveni 20 kHz. Es sāku meklēt versiju, kas darbotos 40 kHz frekvencē, bet tad man radās ideja to izveidot pašam.

Mani bieži pārsteidza šajās ierīcēs izmantoto ārējo komponentu IC skaits, arī manā iepriekšējā versijā tika izmantoti divi NE555 IC, viens augstfrekvences signālam un otrs ierīces gaismas diodes mirgošanai. Man nevajadzēja mirgot gaismas diodes, man pietika tikai ar 40 kHz signālu.

Mans kaķu atbaidīšanas līdzeklis ir balstīts uz PIC12F615 mikrokontrolleru, kurā ir iebūvēta elektronika, lai ģenerētu impulsa platuma modulācijas (PWM) signālu. Šīs aparatūras dēļ gandrīz nav nepieciešami ārēji komponenti. Papildus tam es izmantoju vēl vienu PIC funkciju, lai uzlabotu sava kaķu atbaidīšanas līdzekļa funkcionalitāti.

1. solis: Kaķu atbaidīšanas elektroniskais dizains

Shematiskā diagramma parāda kaķu atbaidīšanas līdzekļa dizainu. Tas sastāv no viena PIC12F615, diviem pjezo skaņas signāliem un dažiem kondensatoriem. To darbina trīs atkārtoti uzlādējamas NiMH baterijas, un kustību noteikšanai tas izmanto ārēju mini pasīvo infrasarkano (PIR) moduli. Tā kā manam iepriekšējam kaķu atbaidīšanas līdzeklim bija saules panelis, es to atkārtoti izmantoju šajā dizainā, lai uzlādētu baterijas.

Sākotnēji es domāju, ka, lai vadītu pjezo skaņas signālus, man ir nepieciešams draiveris IC, piemēram, HEF4049, taču šķiet, ka tas tā nav. PIC bija vairāk nekā spējīgs tieši vadīt pjezo skaņas signālus. Mana osciloskopa ekrānuzņēmumos redzat PIC 2. un 3. tapas signālus bez un ar PIC pieslēgtiem pjezo signāliem.

PIC12F615 atbalsta PWM tilta režīmu, kas nozīmē, ka tad, kad viena izeja ir augsta, otra izeja samazinās. Savienojot abas izejas ar pjezo skaņas signālu, sprieguma svārstības būs divas reizes lielākas par akumulatora spriegumu un tādējādi dubultos pjezo signālu izejas signālu. Es iekļāvu arī šī signāla osciloskopa ekrānuzņēmumu.

Mini PIR modulim ir visa elektronika, kas integrēta PIR detektorā, un tas var darboties ar barošanas spriegumu no 2,7 līdz 12 voltiem. Tās diapazons ir ierobežots līdz apmēram 3-5 metriem, kas ir pietiekams manam mērķim.

Šim projektam jums ir nepieciešami šādi elektroniskie komponenti:

• 1 PIC mikrokontrolleris 12F615
• 1 mini pasīvais infrasarkanais modulis (PIR)
• 1 shottkey diode, piem. 1N5819
• 2 pjezo signāli, 40 kHz, piem. Murata MA40S4S
• 4 keramikas kondensatori 100 nF
• 1 rezistors ar 1 kOhm
• 1 augsta spilgtuma LED
• 1 bateriju turētājs 3 AA baterijām
• 3 NiMH AA uzlādējamas baterijas
• 1 saules panelis ar 4,2 voltu jaudu, 100 mA. Tas varētu būt arī panelis ar augstāku spriegumu.

Es veicu dažus ierīces enerģijas patēriņa mērījumus. Miega režīmā PIC gandrīz neizmanto jaudu - vismaz es nevarēju to izmērīt -, bet PIR velk nepārtrauktu strāvu 16 uA. Kad PIC un skaņas signāli ir aktīvi, vidējā kopējā strāva ir aptuveni 4,4 mA. Saules paneļa piegādātajai jaudai jābūt pietiekamai, lai baterijas būtu uzlādētas.

BTW. Es izmantoju tikai 3 baterijas, jo man bija saules panelis, kas ap to varēja piegādāt tikai aptuveni 4,2 voltu, bet jūs varat arī izmantot 4 uzlādējamas baterijas un saules paneli, kas var nodrošināt 6 voltus. Ja to darīsit, signāls uz pjezo signāliem palielināsies, un tādējādi palielināsies kaķu atbaidīšanas diapazons.

Elektronikas salikšanai izmantoju maizes dēli. Fotoattēlā testa laikā var redzēt tāfeli.

2. solis: Kaķu atbaidīšanas korpuss

Cilvēki, kuriem ir 3D printeris, varētu izdrukāt korpusu, bet, tā kā man nav šāda printera, korpusa izveidošanai es izmantoju baltu akrila plastmasu ar 3 mm biezumu. Attēlos redzamas atsevišķas detaļas un samontētā versija.

Pēc visu detaļu salīmēšanas, izņemot apakšējo plāksni, es to nokrāsoju ar kādu zelta aerosola krāsu.

3. darbība: programmatūra

Kā minēts iepriekš, es izmantoju papildu PIC12F615 iebūvēto aparatūru, lai paplašinātu kaķu atbaidīšanas līdzekļu komplektu.

Programmatūra veic šādus galvenos uzdevumus:

• Kad PIR nosaka kustību, tā izejā ģenerē impulsu, kas ir savienots ar PIC ārējo pārtraukuma tapu. Šis notikums pamodinās PIC no miega un atiestatīs taimeri. Taimeris tiks atiestatīts ar katru PIR noteikto kustību.
• Kad PIC tiek pamodināts un taimeris ir atiestatīts, pjezo skaņas signāliem tiek ģenerēts 40 kHz signāls un gaismas diode tiek ieslēgta.
• Ja 60 sekundes PIR neatklāj kustības, 40 kHz signāls tiek apturēts, gaismas diode tiek izslēgta un PIC pāriet miega režīmā, lai samazinātu enerģijas patēriņu.

• Papildu funkcija ir šāda. PIC ir aprīkots ar analogo digitālo pārveidotāju (ADC), ko izmantoju, lai izmērītu akumulatora spriegumu. Tiek ieviestas divas funkcijas:

  • Kad akumulatora spriegums nokrītas zem 3,0 voltiem un ierīce ir aktīva, gaismas diode mirgos, norādot, ka akumulatora spriegums ir zems.
  • Kad akumulatora spriegums nokrītas zem 2,7 voltiem un ierīce ir aktīva, PIC nekavējoties atgriezīsies miega režīmā pēc pamodināšanas. Šī funkcija ir ieviesta, lai novērstu bateriju pilnīgu iztukšošanos, kas var kaitēt baterijām.

Kā jūs varētu gaidīt no visiem maniem PIC projektiem, programmatūra ir uzrakstīta JAL, Pascal līdzīga augsta līmeņa programmēšanas valoda PIC mikrokontrolleriem.

Ir pievienots JAL avota fails un Intel Hex fails PIC programmēšanai.

Ja jūs interesē PIC mikrokontrollera izmantošana kopā ar JAL, apmeklējiet JAL vietni.

4. darbība. Kaķu atbaidīšanas līdzeklis darbībā

Šis ļoti īsais video parāda kaķu repelentu darbībā. Es atdarinu mazliet Kaķi, ejot garām ierīcei no 3 metru attāluma. Kā redzat, bet nedzirdat, ierīce tiek ieslēgta, tiklīdz es tam paeju garām.

Man par pārsteigumu, PIR ir diezgan jutīgs, pat jutīgāks nekā Cat Repellent ierīce, kuru iegādājos pirms daudziem gadiem. Es arī pamanīju, ka tas ieslēdzas, kad garām brauc lieli putni, bet šķiet, ka skaņa viņus netraucē.

Izklaidējieties, padarot šo pamācību un gaidām jūsu reakcijas un rezultātus.