Katzenabwehrmittel - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Zunächst hasse ich keine Katzen, aber ich liebe Vögel. In meinem Garten haben wir einige offene Käfige, in die Vögel nach Belieben ein- und ausgehen können. Dort finden sie Nahrung und Wasser. Leider kommt manchmal eine Katze aus der Nachbarschaft in meinen Garten und ich möchte nicht, dass sie irgendwelche Vögel fängt.

Ich habe vor einigen Jahren ein Katzenschutzmittel gekauft, aber es funktioniert nicht mehr. Als ich einen neuen kaufte, konnte meine Tochter das Geräusch hören, was ziemlich störend war, also habe ich es zurückgeschickt. Es schien, dass es mit einer Frequenz von etwa 20 kHz arbeitete. Ich habe angefangen, nach einer Version zu suchen, die auf 40 kHz funktioniert, aber dann kam mir die Idee, selbst eine zu bauen.

Ich war oft überrascht von der Anzahl der ICs mit externen Komponenten, die in diesen Geräten verwendet wurden, auch meine vorherige Version verwendete zwei NE555-ICs, einen für den Hochfrequenzton und einen zum Blinken der LEDs am Gerät. Blinkende LEDs brauchte ich nicht, mir reichte nur das 40 kHz Signal.

Mein Katzenabwehrmittel basiert auf einem PIC12F615-Mikrocontroller, der über eine integrierte Elektronik verfügt, um ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM) zu erzeugen. Aufgrund dieser Hardware werden kaum externe Komponenten benötigt. Daneben habe ich noch eine weitere Funktion des PIC genutzt, um die Funktionalität meines Katzenabwehrmittels zu verbessern.

Schritt 1: Das katzenabweisende elektronische Design

Die schematische Darstellung zeigt den Aufbau des Katzenabwehrmittels. Es besteht aus einem PIC12F615, zwei Piezo-Summern und einigen Kondensatoren. Es wird von drei wiederaufladbaren NiMH-Batterien betrieben und verwendet ein externes Mini-Passiv-Infrarot-Modul (PIR), um Bewegungen zu erkennen. Da mein vorheriges Katzenabwehrmittel ein Solarpanel hatte, habe ich es in diesem Design wiederverwendet, um die Batterien aufzuladen.

Anfangs dachte ich, dass ich einen Treiber-IC wie den HEF4049 brauche, um die Piezo-Summer anzusteuern, aber das schien nicht der Fall zu sein. Der PIC war mehr als in der Lage, die Piezo-Summer direkt anzusteuern. In den Screenshots meines Oszilloskops sehen Sie die Signale von Pin 2 und Pin 3 des PIC ohne und mit den am PIC angeschlossenen Piezo-Summern.

Der PIC12F615 unterstützt einen PWM-Brückenmodus, was bedeutet, dass, wenn ein Ausgang hoch wird, der andere Ausgang niedrig wird. Wenn beide Ausgänge an einen Piezo-Summer angeschlossen werden, beträgt der Spannungshub das Doppelte der Batteriespannung und verdoppelt damit das Ausgangssignal der Piezo-Summer. Ich habe auch einen Screenshot meines Oszilloskops dieses Signals beigefügt.

Das Mini-PIR-Modul hat die gesamte Elektronik im PIR-Melder integriert und kann mit einer Versorgungsspannung von 2,7 bis 12 Volt betrieben werden. Seine Reichweite ist auf ca. 3-5 Meter begrenzt, was für meinen Zweck ausreichend ist.

Für dieses Projekt benötigen Sie folgende elektronische Komponenten:

• 1 PIC-Mikrocontroller 12F615
• 1 Mini-Passiv-Infrarot-Modul (PIR)
• 1 Shottkey-Diode, z. B. 1N5819
• 2 Piezo-Summer, 40 kHz, z. B. Murata MA40S4S
• 4 Keramikkondensatoren von 100 nF
• 1 Widerstand von 1 kOhm
• 1 LED mit hoher Helligkeit
• 1 Batteriehalter für 3 AA-Batterien
• 3 wiederaufladbare NiMH-AA-Batterien
• 1 Solarpanel von 4,2 Volt, 100 mA. Könnte auch ein Panel mit einer höheren Spannung sein.

Ich habe einige Messungen zum Stromverbrauch des Geräts durchgeführt. Im Schlafmodus verbraucht der PIC kaum Strom – zumindest konnte ich ihn nicht messen – aber der PIR zieht einen Dauerstrom von 16 uA. Wenn der PIC und die Summer aktiv sind, beträgt der durchschnittliche Gesamtstrom etwa 4,4 mA. Die vom Solarpanel gelieferte Leistung sollte ausreichen, um die Batterien geladen zu halten.

Übrigens. Ich habe nur 3 Batterien verwendet, weil ich ein Solarpanel herumliegen hatte, das nur etwa 4,2 Volt liefern konnte, aber Sie können auch 4 Akkus und ein Solarpanel verwenden, das 6 Volt liefern kann. Wenn Sie dies tun, erhöht sich das Signal der Piezo-Summer und erhöht so die Reichweite des Katzenschutzmittels.

Ich benutzte ein Steckbrett, um die Elektronik zusammenzubauen. Auf dem Foto sieht man die Platine während des Tests.

Schritt 2: Das katzenabweisende Gehäuse

Leute, die einen 3D-Drucker haben, könnten das Gehäuse drucken, aber da ich keinen solchen Drucker habe, habe ich weißen Acrylkunststoff mit einer Dicke von 3 mm verwendet, um das Gehäuse herzustellen. Die Bilder zeigen die Einzelteile und die zusammengebaute Version.

Nachdem ich alle Teile zusammengeklebt hatte – bis auf die Bodenplatte – habe ich sie mit etwas goldener Sprühfarbe bemalt, die ich herumgelegt hatte.

Schritt 3: Die Software

Wie bereits erwähnt, habe ich einige zusätzliche On-Board-Hardware des PIC12F615 verwendet, um den Funktionsumfang des Katzenabwehrmittels zu erweitern.

Die Software führt die folgenden Hauptaufgaben aus:

• Wenn der PIR eine Bewegung erkennt, erzeugt er einen Impuls an seinem Ausgang, der mit dem externen Interrupt-Pin des PIC verbunden ist. Dieses Ereignis weckt den PIC aus dem Ruhezustand und setzt einen Timer zurück. Der Timer wird bei jeder Bewegungserkennung durch den PIR zurückgesetzt.
• Wenn der PIC aufgeweckt und der Timer zurückgesetzt wird, wird ein 40-kHz-Signal für die Piezo-Summer erzeugt und die LED wird eingeschaltet.
• Wenn der PIR 60 Sekunden lang keine Bewegung erkennt, wird das 40-kHz-Signal gestoppt, die LED ausgeschaltet und der PIC in einen Schlafmodus versetzt, um den Stromverbrauch zu reduzieren.

• Die zusätzliche Funktion ist die folgende. Der PIC hat einen Analog Digital Converter (ADC) an Bord, mit dem ich die Batteriespannung gemessen habe. Es sind zwei Funktionen implementiert:

  • Wenn die Batteriespannung unter 3,0 Volt fällt und das Gerät aktiv ist, blinkt die LED, um anzuzeigen, dass die Batteriespannung niedrig ist.
  • Wenn die Batteriespannung unter 2,7 Volt fällt und das Gerät aktiv ist, geht der PIC nach dem Aufwachen sofort wieder in den Ruhezustand zurück. Diese Funktion wird implementiert, um zu verhindern, dass die Batterien vollständig entladen werden, was die Batterien beschädigen kann.

Wie Sie von all meinen PIC-Projekten erwarten können, ist die Software in JAL geschrieben, einer Pascal-ähnlichen höheren Programmiersprache für PIC-Mikrocontroller.

Die JAL-Quelldatei und die Intel Hex-Datei zum Programmieren des PIC sind beigefügt.

Wenn Sie daran interessiert sind, den PIC-Mikrocontroller mit JAL zu verwenden, besuchen Sie die JAL-Website.

Schritt 4: Das Katzenabwehrmittel in Aktion

Dieses sehr kurze Video zeigt das Katzenabwehrmittel in Aktion. Ich ahme ein bisschen Cat nach, indem ich aus 3 Metern Entfernung am Gerät vorbeigehe. Wie man sieht - aber nicht hört - wird das Gerät eingeschaltet, sobald ich daran vorbeigehe.

Zu meiner Überraschung ist der PIR ziemlich empfindlich, sogar empfindlicher als das Katzenabwehrgerät, das ich vor vielen Jahren gekauft hatte. Mir ist auch aufgefallen, dass es sich einschaltet, wenn große Vögel vorbeikommen, aber das Geräusch scheint sie nicht zu stören.

Viel Spaß beim Erstellen dieses Instructable und freuen uns auf Ihre Reaktionen und Ergebnisse.