Odpuzovač koček: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Za prvé, nenávidím kočky, ale miluji ptáky. V mé zahradě máme několik otevřených klecí, kam mohou ptáci vstupovat a odcházet, jak se jim zlíbí. Mohou tam najít jídlo a vodu. Bohužel někdy mi do zahrady vstoupí kočka ze sousedství a já nechci, aby chytila nějaké ptáky.

Před několika lety jsem si koupil repelent na kočky, ale to už nefungovalo. Když jsem koupil nový, moje dcera slyšela zvuk, který byl docela znepokojující, a tak jsem ho vrátil. Zdálo se, že pracuje na frekvenci kolem 20 kHz. Začal jsem hledat verzi, která pracovala na 40 kHz, ale pak mě napadlo postavit si ji sám.

Často mě překvapoval počet integrovaných obvodů s externími součástmi, které byly v těchto zařízeních použity, také moje předchozí verze používala dva integrované obvody NE555, jeden pro vysokofrekvenční tón a jeden pro blikání LED na zařízení. Blikající LED diody jsem nepotřeboval, stačil mi jen signál 40 kHz.

Můj odpuzovač koček je založen na mikrokontroléru PIC12F615, který má integrovanou elektroniku pro generování signálu PWM (Pulse Width Modulation). Kvůli tomuto hardwaru nejsou potřeba téměř žádné externí komponenty. Kromě toho jsem také použil další funkci PIC k vylepšení funkce mého repelentu Cat.

Krok 1: Elektronický design odpuzující kočky

Schematický diagram ukazuje konstrukci repelentu pro kočky. Skládá se z jednoho PIC12F615, dvou piezoelektrických bzučáků a několika kondenzátorů. Je napájen třemi dobíjecími bateriemi NiMH a k detekci pohybu používá externí mini pasivní infračervený (PIR) modul. Vzhledem k tomu, že můj předchozí odpuzovač koček měl solární panel, znovu jsem ho použil v tomto designu, abych dobil baterie.

Zpočátku jsem si myslel, že k ovládání piezoelektrických bzučáků potřebuji ovladač IC, jako je HEF4049, ale nezdálo se, že by tomu tak bylo. PIC byl více než schopný řídit přímo piezo bzučáky. Na screenshotech mého osciloskopu vidíte signály pinu 2 a pinu 3 PIC bez a s piezo bzučáky připojenými k PIC.

PIC12F615 podporuje režim mostu PWM, což znamená, že když jeden výstup stoupne vysoko, druhý výstup klesne. Při připojení obou výstupů k piezoelektrickému bzučáku bude kolísání napětí dvojnásobné oproti napětí baterie a zdvojnásobení výstupního signálu piezoelektrických bzučáků. Také jsem zahrnoval snímek mého osciloskopu tohoto signálu.

Mini PIR modul má veškerou elektroniku integrovanou v PIR detektoru a může pracovat na napájecím napětí 2,7 až 12 Voltů. Jeho dosah je omezen na přibližně 3–5 metrů, což je pro můj účel dostačující.

Pro tento projekt potřebujete následující elektronické součástky:

• 1 PIC mikrokontrolér 12F615
• 1 mini pasivní infračervený modul (PIR)
• 1 dioda typu shottkey, např. 1N5819
• 2 piezo bzučáky, 40 kHz, např. Murata MA40S4S
• 4 keramické kondenzátory 100 nF
• 1 odpor 1 kOhm
• 1 LED s vysokým jasem
• 1 držák baterie pro 3 baterie AA
• 3 nabíjecí baterie NiMH AA
• 1 solární panel 4,2 V, 100 mA. Může to být také panel s vyšším napětím.

Provedl jsem několik měření spotřeby energie zařízení. Když je v režimu spánku, PIC téměř nepoužívá žádnou energii - alespoň jsem to nemohl změřit - ale PIR čerpá nepřetržitý proud 16 uA. Když jsou aktivní PIC a bzučáky, průměrný celkový proud je asi 4,4 mA. Výkon dodávaný solárním panelem by měl být dostatečný, aby udržel baterie nabité.

MIMOCHODEM. Použil jsem pouze 3 baterie, protože jsem měl kolem solární panel, který byl schopen dodávat pouze 4,2 V, ale můžete také použít 4 dobíjecí baterie a solární panel, který může poskytnout 6 voltů. Pokud tak učiníte, signál na piezoelektrických bzučácích se zvýší a tím se zvýší dosah odpuzovače koček.

K sestavení elektroniky jsem použil prkénko. Na fotografii vidíte desku během testu.

Krok 2: Pouzdro odpuzující kočky

Lidé, kteří mají 3D tiskárnu, mohli tisknout pouzdro, ale protože takovou tiskárnu nemám, použil jsem k vytvoření pouzdra bílý akrylový plast o tloušťce 3 mm. Obrázky ukazují jednotlivé díly a sestavenou verzi.

Po slepení všech částí dohromady - kromě spodní desky - jsem ji natřel zlatou barvou ve spreji, kterou jsem měl položenou kolem.

Krok 3: Software

Jak již bylo zmíněno dříve, použil jsem nějaký další palubní hardware PIC12F615, abych rozšířil sadu funkcí repelentu pro kočky.

Software provádí následující hlavní úkoly:

• Když PIR detekuje pohyb, generuje na svém výstupu impuls, který je připojen k externímu přerušovacímu kolíku PIC. Tato událost probudí PIC ze spánku a resetuje časovač. Časovač bude resetován při každé detekci pohybu PIR.
• Když je PIC probuzen a časovač je resetován, je generován signál 40 kHz pro piezo bzučáky a LED svítí.
• Pokud PIR po dobu 60 sekund nezjistí žádný pohyb, signál 40 kHz se zastaví, kontrolka LED zhasne a PIC přejde do režimu spánku, aby se snížila spotřeba energie.

• Extra funkce je následující. PIC má na desce analogový digitální převodník (ADC), který jsem použil k měření napětí baterie. Jsou implementovány dvě funkce:

  • Když napětí baterie klesne pod 3,0 V a zařízení je aktivní, LED dioda začne blikat, což znamená, že napětí baterie je nízké.
  • Když napětí baterie klesne pod 2,7 V a zařízení je aktivní, PIC se po probuzení okamžitě vrátí do režimu spánku. Tato funkce je implementována, aby se zabránilo úplnému vybití baterií, které by mohly baterie poškodit.

Jak můžete očekávat od všech mých projektů PIC, software je napsán v JAL, programovacím jazyce na vysoké úrovni podobném Pascalu pro mikrokontroléry PIC.

Připojen je zdrojový soubor JAL a soubor Intel Hex pro programování PIC.

Pokud máte zájem o použití mikrokontroléru PIC s JAL, navštivte webové stránky JAL.

Krok 4: Odpuzovač koček v akci

Toto velmi krátké video ukazuje odpuzovač koček v akci. Trochu napodobuji Cat, když projíždím kolem zařízení ze vzdálenosti 3 metrů. Jak vidíte - ale neslyšíte - zařízení se zapne, jakmile jej projdu.

K mému překvapení je PIR docela citlivý, dokonce citlivější než zařízení Cat Repellent, které jsem si koupil před mnoha lety. Také jsem si všiml, že se zapne, když kolem projíždějí velcí ptáci, ale zdá se, že jim zvuk nevadí.

Bavte se dělat tento návod a těšíme se na vaše reakce a výsledky.