Kissan hylkivä: 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Aluksi en vihaa kissoja, mutta rakastan lintuja. Puutarhassa meillä on avoimia häkkejä, joihin linnut voivat tulla ja lähteä halutessaan. He voivat löytää sieltä ruokaa ja vettä. Valitettavasti joskus kissa naapurustosta tulee puutarhaan, enkä halua sen saavan lintuja.

Ostin muutama vuosi sitten kissankarkotteen, mutta se ei enää toiminut. Kun ostin uuden, tyttäreni kuuli melko häiritsevän äänen, joten palautin sen. Näytti siltä, että se toimi noin 20 kHz: n taajuudella. Aloin etsiä versiota, joka toimi 40 kHz: n taajuudella, mutta sitten tuli idea rakentaa sellainen itse.

Olin usein yllättynyt näissä laitteissa käytettyjen ulkoisten komponenttien sisältämien sisäpiirien määrästä, myös edellisessä versiossa käytin kahta NE555 -IC: tä, toista korkeataajuiselle äänelle ja toista laitteen LED -valojen vilkkumiselle. Minun ei tarvinnut vilkkua LED -valoja, vain 40 kHz signaali riitti minulle.

Kissankarkotteeni perustuu PIC12F615-mikrokontrolleriin, jossa on sisäinen elektroniikka pulssileveysmodulaatiosignaalin (PWM) tuottamiseksi. Tämän laitteiston takia ulkoisia komponentteja ei tarvita. Tämän lisäksi käytin myös toista PIC -ominaisuutta parantaakseni kissankarkotteeni toimivuutta.

Vaihe 1: Kissan hylkivä elektroninen muotoilu

Kaavamainen kaavio esittää kissan hylkivän rakenteen. Se koostuu yhdestä PIC12F615, kahdesta pietsosummerista ja joistakin kondensaattoreista. Se saa virtansa kolmesta ladattavasta NiMH -paristosta ja käyttää ulkoista PIR -moduulia liikkeen havaitsemiseen. Koska edellisessä kissankarkotteessani oli aurinkopaneeli, käytin sitä uudelleen tässä mallissa akkujen lataamiseksi.

Aluksi ajattelin, että tarvitsin HEF4049: n kaltaisen kuljettajan IC: n pietsosummerien ajamiseen, mutta näin ei näyttänyt olevan. PIC oli enemmän kuin kykenevä ohjaamaan pietsosummeria suoraan. Oskilloskoopin kuvakaappauksissa näet PIC: n nastan 2 ja nasta 3 signaalit ilman PIC: hen kytkettyjä pietsosummeria.

PIC12F615 tukee PWM -silta -tilaa, mikä tarkoittaa, että kun yksi lähtö menee korkealle, toinen ulostulo laskee. Kun liität molemmat lähdöt pietsosummeriin, jännitteen vaihtelu on kaksinkertainen akun jännitteeseen nähden ja kaksinkertaistaa pietsosummerien lähtösignaalin. Lisäsin myös kuvakaappauksen signaalin oskilloskoopistani.

Mini PIR -moduulissa on kaikki elektroniikka integroitu PIR -ilmaisimeen, ja se voi toimia 2,7 - 12 voltin syöttöjännitteellä. Sen kantama on rajoitettu noin 3-5 metriin, mikä riittää tarkoitukseeni.

Tätä projektia varten tarvitset seuraavat elektroniset komponentit:

• 1 PIC -mikrokontrolleri 12F615
• 1 pieni passiivinen infrapunamoduuli (PIR)
• 1 shottkey -diodi, esim. 1N5819
• 2 pietsosummeria, 40 kHz, esim. Murata MA40S4S
• 4 keraamista kondensaattoria 100 nF
• 1 vastus 1 kOhm
• 1 kirkas LED
• 1 paristopidike 3 AA -paristolle
• 3 ladattavaa NiMH AA -akkua
• 1 aurinkopaneeli 4,2 V, 100 mA. Se voi olla myös korkeamman jännitteen paneeli.

Tein joitakin mittauksia laitteen virrankulutuksesta. Lepotilassa PIC ei juurikaan käytä virtaa - en ainakaan pystynyt mittaamaan sitä - mutta PIR vetää jatkuvaa virtaa 16 uA. Kun PIC ja summerit ovat aktiivisia, keskimääräinen kokonaisvirta on noin 4,4 mA. Aurinkopaneelin tuottaman virran pitäisi riittää pitämään akut ladattuina.

BTW. Käytin vain 3 paristoa, koska minulla oli aurinkopaneeli, jonka ympärille pystyi syöttämään vain noin 4,2 volttia, mutta voit myös käyttää 4 ladattavaa akkua ja 6 voltin aurinkopaneelia. Jos teet niin, pietsosummerien signaali kasvaa ja siten kissankarkotteen valikoima kasvaa.

Käytin leipälautaa elektroniikan kokoamiseen. Kuvassa näet taulun testin aikana.

Vaihe 2: Kissan hylkivä kotelo

Ihmiset, joilla on 3D -tulostin, voivat tulostaa kotelon, mutta koska minulla ei ole sellaista tulostinta, käytin kotelon luomiseen valkoista akryylimuovia, jonka paksuus oli 3 mm. Kuvissa on yksittäiset osat ja koottu versio.

Liimaamisen jälkeen kaikki osat yhteen - paitsi pohjalevy - maalasin sen kultaisella ruiskumaalilla, jonka olin asettanut ympärilleni.

Vaihe 3: Ohjelmisto

Kuten aiemmin mainitsin, käytin PIC12F615: n lisälaitteistoa kissankarkotteen ominaisuuksien laajentamiseksi.

Ohjelmisto suorittaa seuraavat päätehtävät:

• Kun PIR havaitsee liikkeen, se tuottaa lähtöään pulssin, joka on kytketty PIC: n ulkoiseen keskeytystappiin. Tämä tapahtuma herättää PIC: n lepotilasta ja nollaa ajastimen. Ajastin nollautuu aina, kun PIR havaitsee liikkeen.
• Kun PIC herätetään ja ajastin nollataan, pietsosummerit tuottavat 40 kHz signaalin ja LED syttyy.
• Kun PIR ei havaitse liikettä 60 sekuntiin, 40 kHz: n signaali pysäytetään, LED sammuu ja PIC siirtyy lepotilaan virrankulutuksen vähentämiseksi.

• Lisäominaisuus on seuraava. PIC: ssä on analoginen digitaalimuunnin (ADC), jota käytin akun jännitteen mittaamiseen. Kaksi toimintoa toteutetaan:

  • Kun akun jännite laskee alle 3,0 voltin ja laite on aktiivinen, LED vilkkuu osoittaen, että akun jännite on alhainen.
  • Kun akun jännite laskee alle 2,7 voltin ja laite on aktiivinen, PIC palaa heti nukkumaan herätyksen jälkeen. Tämä ominaisuus estää paristojen tyhjenemisen kokonaan, mikä voi vahingoittaa paristoja.

Kuten voit odottaa kaikilta PIC-projekteiltani, ohjelmisto on kirjoitettu JAL: lla, Pascalin kaltaisella korkean tason ohjelmointikielellä PIC-mikrokontrollereille.

JAL -lähdetiedosto ja Intel Hex -tiedosto PIC: n ohjelmoimiseksi ovat liitteenä.

Jos olet kiinnostunut käyttämään PIC -mikrokontrolleria JALin kanssa, käy JAL -verkkosivustolla.

Vaihe 4: Kissankarkotin toiminnassa

Tämä hyvin lyhyt video näyttää Cat Repellentin toiminnassa. Jäljittelen vähän kissaa ohittamalla laitteen 3 metrin päästä. Kuten näette - mutta ette kuule - laite kytketään päälle heti, kun ohitan sen.

Yllätyksekseni PIR on melko herkkä, jopa herkempi kuin Cat Repellent -laite, jonka ostin monta vuotta sitten. Huomasin myös, että se kytkeytyy päälle, kun suuret linnut kulkevat ohi, mutta ääni ei näytä häiritsevän heitä.

Pidä hauskaa tämän ohjeen tekemisestä ja odotan reaktioita ja tuloksia.