دافع گربه: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

برای شروع ، من از گربه ها متنفر نیستم ، اما عاشق پرندگان هستم. در باغ من چند قفس باز داریم که پرندگان می توانند به دلخواه وارد و خارج شوند. آنها می توانند غذا و آب را در آنجا پیدا کنند. متأسفانه گاهی اوقات گربه ای از محله وارد باغ من می شود و من نمی خواهم پرنده ای در آن گیر کند.

چند سال پیش یک دافع گربه خریدم اما دیگر کار نمی کند. وقتی یک دستگاه جدید خریدم ، دخترم می توانست صدایی را بشنود که بسیار ناراحت کننده بود ، بنابراین من آن را پس دادم. به نظر می رسید که با فرکانس حدود 20 کیلوهرتز کار می کند. من شروع به جستجوی نسخه ای کردم که روی 40 کیلوهرتز کار می کرد ، اما بعداً به این فکر افتادم که خودم آن را بسازم.

من اغلب از تعداد IC با اجزای خارجی که در این دستگاه ها استفاده می شد شگفت زده می شدم ، همچنین نسخه قبلی من از دو IC NE555 استفاده می کرد ، یکی برای صدای فرکانس بالا و دیگری برای چشمک زدن LED های دستگاه. من نیازی به LED های چشمک زن نداشتم ، فقط سیگنال 40 کیلوهرتز برای من کافی بود.

دافع گربه من بر اساس یک میکروکنترلر PIC12F615 است که دارای قطعات الکترونیکی روی آن است تا سیگنال مدولاسیون عرض پالس (PWM) را تولید کند. به دلیل آن سخت افزار ، تقریباً هیچ قطعه خارجی مورد نیاز نیست. در کنار آن ، من از ویژگی دیگری از PIC برای افزایش عملکرد دافع گربه استفاده کردم.

مرحله 1: طراحی الکترونیکی دافع گربه

نمودار شماتیک طرح دافع گربه را نشان می دهد. این دستگاه شامل یک دستگاه PIC12F615 ، دو دستگاه وزوز پیزو و چند خازن می باشد. از سه باتری NiMH قابل شارژ استفاده می کند و از یک ماژول مینی مادون قرمز غیرفعال خارجی (PIR) برای تشخیص حرکت استفاده می کند. از آنجا که دافع گربه قبلی من دارای پنل خورشیدی بود ، من از آن برای شارژ مجدد باتری ها در این طرح استفاده کردم.

در ابتدا فکر می کردم که برای رانندگی وزوزهای پیزو به یک IC راننده مانند HEF4049 نیاز دارم ، اما به نظر نمی رسد که اینطور باشد. PIC بیش از آنکه بتواند بوزوهای پیزو را مستقیماً هدایت کند. در اسکرین شات های اسیلوسکوپ من سیگنال های پین 2 و پین 3 PIC را بدون و با وزوزهای پیزو متصل به PIC مشاهده می کنید.

PIC12F615 از حالت پل PWM پشتیبانی می کند ، به این معنی که وقتی یک خروجی بالا می رود ، خروجی دیگر پایین می رود. هنگام اتصال هر دو خروجی به زنگ پیزو ، نوسان ولتاژ دو برابر ولتاژ باتری خواهد بود و بنابراین سیگنال خروجی زنگ های پیزو را دو برابر می کند. من همچنین یک تصویر از اسیلوسکوپ خود را از آن سیگنال قرار دادم.

ماژول مینی PIR دارای کلیه قطعات الکترونیکی است که در آشکارساز PIR ادغام شده است و می تواند با ولتاژ تغذیه 2.7 تا 12 ولت کار کند. برد آن محدود به 3-5 متر است که برای هدف من کافی است.

برای این پروژه به قطعات الکترونیکی زیر نیاز دارید:

• 1 میکروکنترلر PIC 12F615
• 1 ماژول مادون قرمز منفعل (PIR)
• 1 دیود شاتکی ، به عنوان مثال 1N5819
• 2 وزوز پیزو ، 40 کیلوهرتز ، به عنوان مثال Murata MA40S4S
• 4 خازن سرامیکی 100 nF
• 1 مقاومت 1 کیلو اهم
• 1 LED با روشنایی بالا
• 1 نگهدارنده باتری برای 3 باتری AA
• 3 باتری NiMH AA قابل شارژ
• 1 پنل خورشیدی 4.2 ولت ، 100 میلی آمپر همچنین می تواند یک پانل با ولتاژ بالاتر باشد.

من اندازه گیری هایی در مورد مصرف برق دستگاه انجام دادم. در حالت خواب PIC به سختی از نیرویی استفاده می کند - حداقل من نمی توانم آن را اندازه گیری کنم - اما PIR جریان پیوسته 16 uA را ترسیم می کند. هنگامی که PIC و وزوزها فعال هستند ، میانگین جریان کلی حدود 4.4 میلی آمپر است. توان ارائه شده توسط پنل خورشیدی باید برای شارژ باتری کافی باشد.

BTW من فقط از 3 باتری استفاده کردم زیرا یک پنل خورشیدی داشتم که دور آن فقط 4.2 ولت برق می داد ، اما شما همچنین می توانید از 4 باتری قابل شارژ و یک پنل خورشیدی که 6 ولت را تامین می کند ، استفاده کنید. اگر این کار را انجام دهید ، سیگنال روی وزوزهای پیزو افزایش می یابد و بنابراین دامنه دافع گربه افزایش می یابد.

من از یک تخته نان برای جمع آوری وسایل الکترونیکی استفاده کردم. روی عکس می توانید تخته را در حین آزمایش ببینید.

مرحله 2: مسکن دافع گربه

افرادی که دارای چاپگر سه بعدی هستند می توانند محفظه را چاپ کنند اما از آنجا که من چنین چاپگری ندارم ، از پلاستیک اکریلیک سفید با ضخامت 3 میلی متر برای ایجاد محفظه استفاده کردم. تصاویر قطعات جداگانه و نسخه مونتاژ شده را نشان می دهد.

پس از چسباندن همه قسمت ها به یکدیگر - به جز صفحه پایینی - آن را با رنگ اسپری طلا که دور آن چیده بودم رنگ آمیزی کردم.

مرحله 3: نرم افزار

همانطور که قبلاً ذکر شد ، من از برخی سخت افزارهای اضافی PIC12F615 برای افزایش مجموعه ویژگی دافع گربه استفاده کردم.

این نرم افزار وظایف اصلی زیر را انجام می دهد:

• وقتی PIR حرکت را تشخیص می دهد ، یک خروجی تولید می کند که به پین وقفه خارجی PIC متصل است. این رویداد PIC را از خواب بیدار می کند و زمان سنج را تنظیم می کند. با هر بار تشخیص حرکت توسط PIR ، زمان سنج تنظیم می شود.
• هنگامی که PIC بیدار می شود و زمان سنج تنظیم می شود ، یک سیگنال 40 کیلوهرتز برای وزوزهای پیزو ایجاد می شود و LED روشن می شود.
• هنگامی که هیچ حرکتی توسط PIR به مدت 60 ثانیه تشخیص داده نشود ، سیگنال 40 کیلوهرتز متوقف می شود ، LED خاموش می شود و PIC برای کاهش مصرف برق وارد حالت خواب می شود.

• ویژگی اضافی موارد زیر است. PIC دارای مبدل دیجیتال آنالوگ (ADC) است که از آن برای اندازه گیری ولتاژ باتری استفاده کردم. دو عملکرد اجرا می شود:

  • هنگامی که ولتاژ باتری به زیر 3.0 ولت می رسد و دستگاه فعال است ، LED چشمک می زند تا نشان دهد ولتاژ باتری کم است.
  • هنگامی که ولتاژ باتری به زیر 2.7 ولت می رسد و دستگاه فعال است ، PIC بلافاصله پس از بیدار شدن دوباره به خواب می رود. این ویژگی برای جلوگیری از خالی شدن کامل باتری ها استفاده می شود که می تواند به باتری ها آسیب برساند.

همانطور که از همه پروژه های PIC من انتظار دارید ، نرم افزار با JAL ، یک زبان برنامه نویسی سطح بالا مانند پاسکال برای میکروکنترلرهای PIC ، نوشته شده است.

فایل منبع JAL و فایل Intel Hex برای برنامه نویسی PIC ضمیمه شده است.

اگر علاقمند به استفاده از میکروکنترلر PIC با JAL هستید به وب سایت JAL مراجعه کنید.

مرحله 4: دافع گربه در عمل

این ویدیوی بسیار کوتاه دافع گربه را در عمل نشان می دهد. من با عبور از کنار دستگاه از فاصله 3 متری ، کمی گربه را تقلید می کنم. همانطور که می بینید - اما نمی شنوید - دستگاه به محض عبور از آن روشن می شود.

در کمال تعجب من PIR بسیار حساس است ، حتی حساس تر از دستگاه دفع گربه که سالها پیش خریداری کرده بودم. من همچنین متوجه شدم که هنگام عبور پرندگان بزرگ روشن می شود اما به نظر نمی رسد صدا آنها را اذیت کند.

از ساختن این دستورالعمل لذت ببرید و منتظر واکنشها و نتایج شما باشید.