Repel·lent de gats: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Per començar, no odio els gats, però m'encanten els ocells. Al meu jardí tenim unes gàbies obertes on els ocells poden entrar i sortir com vulguin. Hi poden trobar menjar i aigua. Malauradament, de vegades, un gat del barri entra al meu jardí i no vull que agafi cap ocell.

Vaig comprar un repel·lent de gats fa uns anys, però ja no funcionava. Quan en vaig comprar un de nou, la meva filla va sentir el so que era força inquietant, així que el vaig tornar. Semblava que funcionava a una freqüència d’uns 20 kHz. Vaig començar a buscar una versió que funcionés a 40 kHz, però després vaig tenir la idea de construir-ne una.

Sovint em va sorprendre el nombre de circuits integrats amb components externs que s’utilitzaven en aquests dispositius, també la meva versió anterior feia servir dos IC NE555, un per al to d’alta freqüència i un per parpellejar els LED del dispositiu. No tenia cap necessitat de LED intermitents, només el senyal de 40 kHz era suficient per a mi.

El meu repel·lent de gats es basa en un microcontrolador PIC12F615 que té electrònica integrada per generar un senyal de modulació d’amplada de pols (PWM). A causa d'aquest maquinari, gairebé no es necessiten components externs. Al costat, també he utilitzat una altra característica del PIC per millorar la funcionalitat del meu repel·lent Cat.

Pas 1: el disseny electrònic repel·lent al gat

El diagrama esquemàtic mostra el disseny del repel·lent de gats. Consta d’un PIC12F615, dos brunzidors piezoelèctrics i alguns condensadors. Funciona amb tres bateries recarregables NiMH i utilitza un mòdul mini infraroig passiu (PIR) extern per detectar el moviment. Com que el meu anterior repel·lent de gats tenia un panell solar, el vaig reutilitzar en aquest disseny per recarregar les bateries.

Inicialment vaig pensar que necessitava un controlador IC com l'HEF4049 per conduir els brunzidors piezoelèctrics, però no semblava que fos el cas. El PIC era més que capaç de conduir directament els brunzidors piezoelèctrics. A les captures de pantalla del meu oscil·loscopi es veuen els senyals del pin 2 i el pin 3 del PIC sense i amb els brunzidors piezoelèctrics connectats al PIC.

El PIC12F615 admet un mode de pont PWM que significa que quan una sortida augmenta, l'altra baixa. Quan es connecten les dues sortides a un brunzidor piezoelèctric, el canvi de tensió serà el doble de la tensió de la bateria i, per tant, es duplicarà el senyal de sortida dels brunzidors piezoelèctrics. També he inclòs una captura de pantalla del meu oscil·loscopi d’aquest senyal.

El mòdul mini PIR té tota l’electrònica integrada al detector PIR i pot funcionar amb una tensió d’alimentació de 2,7 a 12 volts. El seu abast està limitat a uns 3-5 metres, cosa que és suficient per al meu propòsit.

Necessiteu els components electrònics següents per a aquest projecte:

• 1 microcontrolador PIC 12F615
• 1 mini mòdul d'infrarojos passius (PIR)
• 1 diode de Shottkey, per exemple 1N5819
• 2 brunzidors piezoelèctrics de 40 kHz, p. Ex. Murata MA40S4S
• 4 condensadors ceràmics de 100 nF
• 1 resistència d'1 kOhm
• 1 LED d’alta brillantor
• 1 suport per a 3 piles AA
• 3 bateries recarregables NiMH AA
• 1 panell solar de 4,2 volts, 100 mA. També podria ser un panell amb un voltatge més alt.

Vaig fer algunes mesures sobre el consum d'energia del dispositiu. Quan es troba en mode de repòs, el PIC gairebé no utilitza cap energia (almenys jo no ho podia mesurar), però el PIR dibuixa un corrent continu de 16 uA. Quan el PIC i els brunzidors estan actius, el corrent total mitjà és d’uns 4,4 mA. La potència subministrada pel panell solar hauria de ser suficient per mantenir les bateries carregades.

BTW. Només he fet servir 3 bateries perquè tenia una placa solar al voltant de la qual només era capaç de subministrar uns 4,2 volts, però també podeu utilitzar 4 bateries recarregables i un panell solar que pot proporcionar 6 volts. Si ho feu, el senyal dels brunzidors piezoelèctrics augmentarà i augmentarà així l’abast del repel·lent per a gats.

Vaig fer servir una placa per muntar l’electrònica. A la foto es pot veure el tauler durant la prova.

Pas 2: la carcassa repel·lent al gat

Les persones que tinguin una impressora 3D podrien imprimir la carcassa, però com que no en tinc, he utilitzat plàstic acrílic blanc amb un gruix de 3 mm per crear la carcassa. Les imatges mostren les parts individuals i la versió muntada.

Després d’enganxar totes les parts, excepte la placa inferior, la vaig pintar amb una mica de pintura en aerosol daurada que tenia al voltant.

Pas 3: el programari

Com es va esmentar anteriorment, vaig utilitzar alguns components de bord addicionals del PIC12F615 per ampliar el conjunt de funcions del repel·lent de gats.

El programari realitza les tasques principals següents:

• Quan el PIR detecta moviment, genera un impuls a la sortida que es connecta al pin d'interrupció extern del PIC. Aquest esdeveniment activarà el PIC des del mode de repòs i restablirà un temporitzador. El temporitzador es restablirà amb cada detecció de moviment per part del PIR.
• Quan es desperta el PIC i es reinicia el temporitzador, es genera un senyal de 40 kHz per als brunzidors piezoelèctrics i s’encén el LED.
• Quan el PIR no detecta cap moviment durant 60 segons, el senyal de 40 kHz s’atura, el LED s’apaga i el PIC entra en mode de repòs per reduir el consum d’energia.

• La característica addicional és la següent. El PIC té un convertidor digital analògic (ADC) a bord que he utilitzat per mesurar el voltatge de la bateria. S'implementen dues funcions:

  • Quan la tensió de la bateria caigui per sota de 3,0 volts i el dispositiu estigui actiu, el LED parpellejarà per indicar que la tensió de la bateria és baixa.
  • Quan el voltatge de la bateria caigui per sota de 2,7 volts i el dispositiu estigui actiu, el PIC tornarà a dormir immediatament després que es desperti. Aquesta característica s’implementa per evitar que les bateries s’esgotin completament, cosa que pot danyar-les.

Com podeu esperar de tots els meus projectes PIC, el programari està escrit en JAL, un llenguatge de programació d'alt nivell semblant a Pascal per a microcontroladors PIC.

S'adjunten el fitxer font JAL i el fitxer Intel Hex per programar el PIC.

Si esteu interessats en utilitzar el microcontrolador PIC amb JAL, visiteu el lloc web de JAL.

Pas 4: El gat repel·lent en acció

Aquest vídeo molt breu mostra el repelent de gats en acció. Imito una mica el gat passant pel dispositiu a 3 metres de distància. Com podeu veure, però no sentir-lo, el dispositiu s'encén tan bon punt el passo.

Per a la meva sorpresa, el PIR és bastant sensible, fins i tot més sensible que el dispositiu Repelent de gats que havia comprat fa molts anys. També vaig notar que s’encén quan passen grans ocells, però el so no sembla que els molesti.

Diverteix-te fent que sigui instructiu i esperes reaccions i resultats.