Kattavvisande: 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Till att börja med hatar jag inte katter men jag älskar fåglar. I min trädgård har vi några öppna burar där fåglar kan komma in och lämna som de vill. De kan hitta mat och vatten där. Tyvärr kommer ibland en katt från grannskapet in i min trädgård och jag vill inte att den ska fånga några fåglar.

Jag köpte en kattdämpare för några år sedan men den fungerade inte längre. När jag köpte en ny kunde min dotter höra ljudet som var ganska störande så jag lämnade tillbaka det. Det verkade som att det fungerade med en frekvens på cirka 20 kHz. Jag började leta efter en version som fungerade på 40 kHz men sedan fick jag idén att bygga en själv.

Jag blev ofta överraskad av antalet IC: er med externa komponenter som användes i dessa enheter, även min tidigare version använde två NE555 IC: er, en för högfrekvent ton och en för blinkande lysdioder på enheten. Jag behövde inte blinka lysdioder, bara 40 kHz signalen var tillräcklig för mig.

Mitt kattavvisande medel är baserat på en PIC12F615 mikrokontroller som har inbyggd elektronik för att generera en PWM-signal (Pulsbreddsmodulering). På grund av den hårdvaran behövs knappast några externa komponenter. Utöver det använde jag också en annan funktion i PIC för att förbättra funktionaliteten hos mitt kattavvisande medel.

Steg 1: Kattavvisande elektronisk design

Det schematiska diagrammet visar kattavstötarens design. Den består av en PIC12F615, två piezo -summer och några kondensatorer. Den drivs av tre uppladdningsbara NiMH -batterier och den använder en extern mini Passiv Infraröd (PIR) modul för att upptäcka rörelse. Eftersom mitt tidigare kattavvisande medel hade en solpanel, återanvändde jag den i denna design för att ladda batterierna.

Inledningsvis trodde jag att jag behövde en förar -IC som HEF4049 för att driva piezo -summerna men det verkade inte vara fallet. PIC var mer än kapabel att driva piezosummer direkt. I skärmdumparna i mitt oscilloskop ser du signalerna från stift 2 och stift 3 på PIC utan och med piezo -summerna anslutna till PIC.

PIC12F615 stöder ett PWM -bryggläge vilket innebär att när en utgång blir hög blir den andra utgången låg. När du ansluter båda utgångarna till en piezo -summer kommer spänningssvängningen att vara dubbelt så mycket som batterispänningen och fördubbla så utgångssignalen från piezo -summerna. Jag inkluderade också en skärmdump av mitt oscilloskop av den signalen.

Mini PIR -modulen har all elektronik integrerad i PIR -detektorn och kan fungera med en matningsspänning på 2,7 till 12 volt. Dess räckvidd är begränsad till ca 3-5 meter vilket är tillräckligt för mitt ändamål.

Du behöver följande elektroniska komponenter för detta projekt:

• 1 PIC -mikrokontroller 12F615
• 1 mini passiv infraröd modul (PIR)
• 1 shottkey -diod, t.ex. 1N5819
• 2 piezo -summer, 40 kHz, t.ex. Murata MA40S4S
• 4 keramiska kondensatorer på 100 nF
• 1 motstånd på 1 kOhm
• 1 LED med hög ljusstyrka
• 1 batterihållare för 3 AA -batterier
• 3 laddningsbara NiMH AA -batterier
• 1 solpanel på 4,2 Volt, 100 mA. Kan också vara en panel med högre spänning.

Jag gjorde några mätningar av enhetens strömförbrukning. I viloläge använder PIC knappast någon ström - åtminstone kunde jag inte mäta det - men PIR drar en kontinuerlig ström på 16 uA. När PIC och summer är aktiva är den genomsnittliga totala strömmen cirka 4,4 mA. Strömmen från solpanelen bör vara tillräcklig för att hålla batterierna laddade.

BTW. Jag använde bara 3 batterier eftersom jag hade en solpanel som bara kunde leverera runt 4,2 Volt men du kan också använda 4 laddningsbara batterier och en solpanel som kan ge 6 Volt. Om du gör det kommer signalen på piezo -summerna att öka och därmed öka kattavstötarens räckvidd.

Jag använde en brödbräda för att montera elektroniken. På bilden kan du se tavlan under testet.

Steg 2: Kattavvisande hölje

Personer som har en 3D -skrivare kan skriva ut höljet men eftersom jag inte har en sådan skrivare använde jag vit akrylplast med en tjocklek av 3 mm för att skapa höljet. Bilderna visar de enskilda delarna och den monterade versionen.

Efter att ha limt ihop alla delarna - förutom bottenplattan - målade jag den med lite guldfärg som jag hade lagt runt.

Steg 3: Programvaran

Som nämnts tidigare använde jag ytterligare en inbyggd hårdvara på PIC12F615 för att utöka kattavstötarens funktionsuppsättning.

Programvaran utför följande huvuduppgifter:

• När PIR detekterar rörelse genererar den en puls på utgången som är ansluten till PIC: s externa avbrottsstift. Denna händelse väcker PIC från viloläge och återställer en timer. Timern återställs med varje detektering av rörelse av PIR.
• När PIC väcks och timern återställs, genereras en 40 kHz signal för piezo -summerna och lysdioden tänds.
• När ingen rörelse detekteras av PIR under 60 sekunder, stoppas 40 kHz -signalen, lysdioden släcks och PIC går in i viloläge för att minska strömförbrukningen.

• Den extra funktionen är följande. PIC har en Analog Digital Converter (ADC) ombord som jag använde för att mäta batterispänningen. Två funktioner är implementerade:

  • När batterispänningen sjunker under 3,0 Volt och enheten är aktiv blinkar lysdioden för att indikera att batterispänningen är låg.
  • När batterispänningen sjunker under 2,7 Volt och enheten är aktiv, kommer PIC -enheten att somna omedelbart efter att den vaknat. Denna funktion är implementerad för att förhindra att batterierna är helt urladda vilket kan skada batterierna.

Som du kan förvänta dig av alla mina PIC-projekt är programvaran skriven i JAL, ett Pascal-liknande programmeringsspråk på hög nivå för PIC-mikrokontroller.

JAL -källfilen och Intel Hex -filen för programmering av PIC bifogas.

Om du är intresserad av att använda PIC -mikrokontroller med JAL, besök JAL: s webbplats.

Steg 4: The Cat Repellent in Action

Denna mycket korta video visar Cat Repellent i aktion. Jag imiterar lite Cat genom att passera enheten från 3 meter bort. Som ni ser - men inte hör - sätts enheten på så snart jag passerar den.

Till min förvåning är PIR ganska känslig, ännu mer känslig än Cat Repellent -enheten som jag hade köpt för många år sedan. Jag märkte också att den tänds när stora fåglar passerar men ljudet verkar inte störa dem.

Ha kul att göra detta instruerbart och ser fram emot dina reaktioner och resultat.