Απωθητικό γάτας: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αρχικά, δεν μισώ τις γάτες αλλά αγαπώ τα πουλιά. Στον κήπο μου έχουμε μερικά ανοιχτά κλουβιά όπου τα πουλιά μπορούν να μπουν και να φύγουν όπως θέλουν. Μπορούν να βρουν φαγητό και νερό εκεί. Δυστυχώς μερικές φορές μια γάτα από τη γειτονιά μπαίνει στον κήπο μου και δεν θέλω να πιάσει πουλιά.

Αγόρασα ένα απωθητικό γάτας πριν από μερικά χρόνια, αλλά δεν λειτούργησε πια. Όταν αγόρασα ένα νέο, η κόρη μου μπορούσε να ακούσει τον ήχο που ήταν αρκετά ενοχλητικός, έτσι τον επέστρεψα. Φαινόταν ότι λειτουργούσε σε συχνότητα περίπου 20 kHz. Άρχισα να ψάχνω για μια έκδοση που δούλευε στα 40 kHz αλλά τότε είχα την ιδέα να φτιάξω μόνος μου.

Συχνά με εξέπληττε ο αριθμός των IC με εξωτερικά εξαρτήματα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτές τις συσκευές, επίσης η προηγούμενη έκδοση μου χρησιμοποίησε δύο IC NE555, ένα για τον τόνο υψηλής συχνότητας και ένα για το αναβοσβήσιμο των LED στη συσκευή. Δεν είχα ανάγκη να αναβοσβήνουν LED, μόνο το σήμα των 40 kHz ήταν αρκετό για μένα.

Το απωθητικό της γάτας μου βασίζεται σε έναν μικροελεγκτή PIC12F615 που διαθέτει ενσωματωμένα ηλεκτρονικά για να παράγει ένα σήμα Pulse Width Modulation (PWM). Λόγω αυτού του υλικού, ελάχιστα εξωτερικά εξαρτήματα χρειάζονται. Δίπλα σε αυτό χρησιμοποίησα επίσης ένα άλλο χαρακτηριστικό του PIC για να βελτιώσω τη λειτουργικότητα του απωθητικού της γάτας μου.

Βήμα 1: Η απωθητική ηλεκτρονική σχεδίαση της γάτας

Το σχηματικό διάγραμμα δείχνει τον σχεδιασμό του απωθητικού γάτας. Αποτελείται από έναν PIC12F615, δύο πιεζοηλεκτρικούς βομβητές και μερικούς πυκνωτές. Τροφοδοτείται από τρεις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες NiMH και χρησιμοποιεί εξωτερική μονάδα mini Passive Infrared (PIR) για την ανίχνευση κίνησης. Δεδομένου ότι το προηγούμενο απωθητικό γάτας μου είχε ηλιακό πάνελ, το ξαναχρησιμοποίησα σε αυτό το σχέδιο για να φορτίσω τις μπαταρίες.

Αρχικά σκέφτηκα ότι χρειαζόμουν ένα IC οδηγού όπως το HEF4049 για να οδηγήσω τους πιεζοηλεκτρικούς βομβητές, αλλά αυτό δεν φαινόταν. Το PIC ήταν περισσότερο από ικανό να οδηγήσει τους πιεζοηλεκτρικούς βομβητές απευθείας. Στα στιγμιότυπα οθόνης του παλμογράφου μου βλέπετε τα σήματα των ακίδων 2 και 3 του PIC χωρίς και με τους πιεζοηλεκτρικούς βομβητές συνδεδεμένους στο PIC.

Το PIC12F615 υποστηρίζει μια λειτουργία γέφυρας PWM που σημαίνει ότι όταν η μία έξοδος ανεβαίνει ψηλά, η άλλη έξοδος χαμηλώνει. Όταν συνδέετε και τις δύο εξόδους σε πιεζοηλεκτρικό βομβητή, η ταλάντωση της τάσης θα είναι διπλάσια από την τάση της μπαταρίας και έτσι διπλασιάζεται το σήμα εξόδου των πιεζοηλεκτρικών βομβητών. Έβαλα επίσης ένα στιγμιότυπο οθόνης του παλμογράφου μου για το σήμα αυτό.

Η μονάδα mini PIR έχει όλα τα ηλεκτρονικά ενσωματωμένα στον ανιχνευτή PIR και μπορεί να λειτουργήσει με τάση τροφοδοσίας 2,7 έως 12 Volt. Η εμβέλεια του περιορίζεται σε περίπου 3-5 μέτρα που είναι αρκετό για τον σκοπό μου.

Χρειάζεστε τα ακόλουθα ηλεκτρονικά εξαρτήματα για αυτό το έργο:

• 1 μικροελεγκτής PIC 12F615
• 1 μίνι παθητική μονάδα υπερύθρων (PIR)
• 1 δίοδος shottkey, π.χ. 1Ν5819
• 2 πιεζοηλεκτρικοί βομβητές, 40 kHz, π.χ. Murata MA40S4S
• 4 κεραμικοί πυκνωτές 100 nF
• 1 αντίσταση 1 kOhm
• 1 LED υψηλής φωτεινότητας
• 1 υποδοχή μπαταρίας για 3 μπαταρίες ΑΑ
• 3 επαναφορτιζόμενες μπαταρίες NiMH AA
• 1 ηλιακό πάνελ 4,2 Volt, 100 mA. Θα μπορούσε επίσης να είναι ένας πίνακας με υψηλότερη τάση.

Έκανα κάποιες μετρήσεις σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας της συσκευής. Όταν βρίσκεται σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας, το PIC δεν χρησιμοποιεί σχεδόν καμία ισχύ - τουλάχιστον δεν μπορούσα να το μετρήσω - αλλά το PIR αντλεί ένα συνεχές ρεύμα 16 uA. Όταν ο PIC και ο βομβητής είναι ενεργοί, το μέσο συνολικό ρεύμα είναι περίπου 4,4 mA. Η ισχύς που παρέχεται από τον ηλιακό πίνακα πρέπει να είναι επαρκής για να διατηρεί τις μπαταρίες φορτισμένες.

BTW. Χρησιμοποίησα μόνο 3 μπαταρίες επειδή είχα ένα ηλιακό πάνελ γύρω από το οποίο ήταν ικανό να τροφοδοτήσει μόνο 4,2 Volt, αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε 4 επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και ένα ηλιακό πάνελ που μπορεί να παρέχει 6 Volt. Αν το κάνετε αυτό, το σήμα στους πιεζοηλεκτρικούς βομβητές θα αυξηθεί και έτσι θα αυξηθεί το εύρος του απωθητικού γάτας.

Χρησιμοποίησα ένα breadboard για να συναρμολογήσω τα ηλεκτρονικά. Στη φωτογραφία μπορείτε να δείτε τον πίνακα κατά τη διάρκεια της δοκιμής.

Βήμα 2: Το απωθητικό περίβλημα της γάτας

Άτομα που έχουν τρισδιάστατο εκτυπωτή θα μπορούσαν να εκτυπώσουν το περίβλημα, αλλά επειδή δεν έχω τέτοιο εκτυπωτή, χρησιμοποίησα λευκό ακρυλικό πλαστικό με πάχος 3 mm για να δημιουργήσω το περίβλημα. Οι εικόνες δείχνουν τα μεμονωμένα μέρη και τη συναρμολογημένη έκδοση.

Αφού κόλλησα όλα τα μέρη μαζί - εκτός από την κάτω πλάκα - το έβαψα με χρυσό σπρέι που είχα τοποθετήσει γύρω.

Βήμα 3: Το Λογισμικό

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως χρησιμοποίησα κάποιο πρόσθετο ενσωματωμένο υλικό του PIC12F615 για να επεκτείνω το σύνολο χαρακτηριστικών του απωθητικού γάτας.

Το λογισμικό εκτελεί τις ακόλουθες κύριες εργασίες:

• Όταν το PIR ανιχνεύσει κίνηση, δημιουργεί έναν παλμό στην έξοδο του ο οποίος είναι συνδεδεμένος με τον εξωτερικό πείρο διακοπής του PIC. Αυτό το συμβάν θα αφυπνίσει το PIC από τον ύπνο και θα επαναφέρει ένα χρονόμετρο. Ο χρονοδιακόπτης θα επαναφέρεται με κάθε ανίχνευση κίνησης από το PIR.
• Όταν ξυπνήσει ο PIC και επαναρυθμιστεί ο χρονοδιακόπτης, δημιουργείται ένα σήμα 40 kHz για τους πιεζοηλεκτρικούς βομβητές και το LED ανάβει.
• Όταν δεν ανιχνεύεται καμία κίνηση από το PIR για 60 δευτερόλεπτα, το σήμα 40 kHz σταματά, το LED απενεργοποιείται και ο PIC μπαίνει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας για να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας.

• Το επιπλέον χαρακτηριστικό είναι το ακόλουθο. Το PIC διαθέτει έναν Αναλογικό Digitalηφιακό Μετατροπέα (ADC), τον οποίο χρησιμοποίησα για τη μέτρηση της τάσης της μπαταρίας. Εφαρμόζονται δύο λειτουργίες:

  • Όταν η τάση της μπαταρίας πέσει κάτω από τα 3,0 Volt και η συσκευή είναι ενεργή, η λυχνία LED θα αναβοσβήνει για να δείξει ότι η τάση της μπαταρίας είναι χαμηλή.
  • Όταν η τάση της μπαταρίας πέσει κάτω από τα 2,7 Volt και η συσκευή είναι ενεργή, ο PIC θα ξανακοιμηθεί αμέσως μετά το ξύπνημά του. Αυτή η λειτουργία εφαρμόζεται για να αποφευχθεί η πλήρης εξάντληση των μπαταριών, γεγονός που μπορεί να βλάψει τις μπαταρίες.

Όπως μπορείτε να περιμένετε από όλα τα έργα PIC μου, το λογισμικό είναι γραμμένο σε JAL, μια γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου που μοιάζει με Pascal για μικροελεγκτές PIC.

Επισυνάπτονται το αρχείο προέλευσης JAL και το αρχείο Intel Hex για τον προγραμματισμό του PIC.

Εάν ενδιαφέρεστε να χρησιμοποιήσετε τον μικροελεγκτή PIC με το JAL επισκεφθείτε τον ιστότοπο του JAL.

Βήμα 4: Το απωθητικό της γάτας σε δράση

Αυτό το πολύ σύντομο βίντεο δείχνει το Cat Repellent εν δράσει. Μιμούμαι λίγο Cat περνώντας από τη συσκευή από 3 μέτρα μακριά. Όπως μπορείτε να δείτε - αλλά δεν ακούτε - η συσκευή είναι ενεργοποιημένη μόλις την περάσω.

Προς έκπληξή μου, το PIR είναι αρκετά ευαίσθητο, ακόμη πιο ευαίσθητο από τη συσκευή Cat Repellent που είχα αγοράσει πριν από πολλά χρόνια. Παρατήρησα επίσης ότι ενεργοποιείται όταν περνούν μεγάλα πουλιά αλλά ο ήχος δεν φαίνεται να τους ενοχλεί.

Διασκεδάστε κάνοντας αυτό το Instructable και περιμένουμε τις αντιδράσεις και τα αποτελέσματα.