Repellente per gatti: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Per cominciare, non odio i gatti, ma amo gli uccelli. Nel mio giardino abbiamo delle gabbie aperte dove gli uccelli possono entrare ed uscire a loro piacimento. Possono trovare cibo e acqua lì. Purtroppo a volte un gatto del vicinato entra nel mio giardino e non voglio che prenda uccellini.

Ho acquistato un repellente per gatti alcuni anni fa ma non funzionava più. Quando ne ho acquistato uno nuovo, mia figlia sentiva il suono che era piuttosto fastidioso, quindi l'ho restituito. Sembrava che stesse operando a una frequenza di circa 20 kHz. Ho iniziato a cercare una versione che funzionasse a 40 kHz, ma poi ho avuto l'idea di costruirne una da solo.

Sono stato spesso sorpreso dal numero di circuiti integrati con componenti esterni utilizzati in questi dispositivi, inoltre la mia versione precedente utilizzava due circuiti integrati NE555, uno per il tono ad alta frequenza e uno per far lampeggiare i LED sul dispositivo. Non avevo bisogno di LED lampeggianti, solo il segnale a 40 kHz era sufficiente per me.

Il mio repellente per gatti si basa su un microcontrollore PIC12F615 che ha un'elettronica integrata per generare un segnale PWM (Pulse Width Modulation). A causa di quell'hardware, non sono necessari quasi componenti esterni. Oltre a questo ho anche usato un'altra funzione del PIC per migliorare la funzionalità del mio repellente per gatti.

Passaggio 1: il design elettronico repellente per gatti

Il diagramma schematico mostra il design del repellente per gatti. Consiste di un PIC12F615, due cicalini piezoelettrici e alcuni condensatori. È alimentato da tre batterie ricaricabili NiMH e utilizza un mini modulo a infrarossi passivi (PIR) esterno per rilevare il movimento. Poiché il mio precedente repellente per gatti aveva un pannello solare, l'ho riutilizzato in questo design per ricaricare le batterie.

Inizialmente pensavo di aver bisogno di un driver IC come l'HEF4049 per pilotare i cicalini piezo, ma non sembrava essere il caso. Il PIC era più che in grado di pilotare direttamente i cicalini piezoelettrici. Negli screenshot del mio oscilloscopio si vedono i segnali del pin 2 e del pin 3 del PIC senza e con i buzzer piezoelettrici collegati al PIC.

Il PIC12F615 supporta una modalità bridge PWM, il che significa che quando un'uscita diventa alta, l'altra uscita diventa bassa. Quando si collegano entrambe le uscite a un cicalino piezoelettrico, l'oscillazione di tensione sarà il doppio della tensione della batteria, raddoppiando così il segnale di uscita dei cicalini piezoelettrici. Ho anche incluso uno screenshot del mio oscilloscopio di quel segnale.

Il mini modulo PIR ha tutta l'elettronica integrata nel rilevatore PIR e può funzionare con una tensione di alimentazione da 2,7 a 12 Volt. La sua portata è limitata a circa 3-5 metri, il che è sufficiente per il mio scopo.

Per questo progetto sono necessari i seguenti componenti elettronici:

• 1 microcontrollore PIC 12F615
• 1 mini modulo infrarossi passivi (PIR)
• 1 diodo shottkey, ad es. 1N5819
• 2 cicalini piezoelettrici, 40 kHz, ad es. Murata MA40S4S
• 4 condensatori ceramici da 100 nF
• 1 resistenza da 1 kOhm
• 1 LED ad alta luminosità
• 1 portabatterie per 3 batterie AA
• 3 batterie ricaricabili NiMH AA
• 1 pannello solare da 4,2 Volt, 100 mA. Potrebbe anche essere un pannello con una tensione maggiore.

Ho fatto alcune misurazioni sul consumo energetico del dispositivo. Quando è in modalità di sospensione, il PIC utilizza pochissima energia - almeno non ho potuto misurarla - ma il PIR assorbe una corrente continua di 16 uA. Quando il PIC e i cicalini sono attivi, la corrente totale media è di circa 4,4 mA. La potenza erogata dal pannello solare dovrebbe essere sufficiente a mantenere cariche le batterie.

BTW. Ho usato solo 3 batterie perché avevo intorno un pannello solare che era in grado di fornire solo circa 4,2 Volt ma puoi anche usare 4 batterie ricaricabili e un pannello solare che può fornire 6 Volt. Se lo fai, il segnale sui cicalini piezoelettrici aumenterà e quindi aumenterà la portata del repellente per gatti.

Ho usato una breadboard per assemblare l'elettronica. Nella foto potete vedere la tavola durante il test.

Passaggio 2: l'alloggiamento repellente per gatti

Le persone che hanno una stampante 3D potrebbero stampare l'alloggiamento, ma poiché non ho una stampante del genere, ho usato plastica acrilica bianca con uno spessore di 3 mm per creare l'alloggiamento. Le immagini mostrano le singole parti e la versione assemblata.

Dopo aver incollato insieme tutte le parti – tranne la piastra inferiore – l'ho dipinta con della vernice spray dorata che avevo in giro.

Passaggio 3: il software

Come accennato in precedenza, ho utilizzato dell'hardware aggiuntivo a bordo del PIC12F615 per estendere il set di funzionalità del repellente per gatti.

Il software svolge le seguenti attività principali:

• Quando il PIR rileva un movimento, genera un impulso sulla sua uscita che è collegata al pin di interruzione esterno del PIC. Questo evento risveglierà il PIC dallo stato di sospensione e ripristinerà un timer. Il timer verrà ripristinato ad ogni rilevamento di movimento da parte del PIR.
• Quando il PIC viene riattivato e il timer viene azzerato, viene generato un segnale a 40 kHz per i cicalini piezoelettrici e il LED si accende.
• Quando non viene rilevato alcun movimento dal PIR per 60 secondi, il segnale a 40 kHz viene interrotto, il LED si spegne e il PIC entra in modalità di sospensione per ridurre il consumo di energia.

• La caratteristica extra è la seguente. Il PIC ha a bordo un convertitore analogico digitale (ADC) che ho usato per misurare la tensione della batteria. Sono implementate due funzioni:

  • Quando la tensione della batteria scende al di sotto dei 3.0 Volt e il dispositivo è attivo, il LED lampeggerà per indicare che la tensione della batteria è bassa.
  • Quando la tensione della batteria scende al di sotto di 2,7 Volt e il dispositivo è attivo, il PIC tornerà immediatamente in modalità di sospensione dopo essere stato riattivato. Questa funzione è implementata per evitare che le batterie siano completamente scariche, il che può danneggiare le batterie.

Come ci si può aspettare da tutti i miei progetti PIC, il software è scritto in JAL, un linguaggio di programmazione di alto livello simile a Pascal per microcontrollori PIC.

Il file sorgente JAL e il file Intel Hex per la programmazione del PIC sono allegati.

Se sei interessato a utilizzare il microcontrollore PIC con JAL, visita il sito Web JAL.

Passaggio 4: il repellente per gatti in azione

Questo brevissimo video mostra il Cat Repellent in azione. Sto imitando un po' Cat passando dal dispositivo da 3 metri di distanza. Come puoi vedere - ma non sentire - il dispositivo si accende non appena lo passo.

Con mia grande sorpresa, il PIR è piuttosto sensibile, persino più sensibile del dispositivo Cat Repellent che avevo acquistato molti anni fa. Ho anche notato che si accende quando passano grandi uccelli ma il suono non sembra disturbarli.

Divertiti a creare questo Instructable e attendo con ansia le tue reazioni e i tuoi risultati.