O repelente de pragas ultrassônico explicado é um dispositivo que gera ultra-som ou um ruído de frequência muito alta na faixa de mais de 20 kHz que se torna útil para repelir ou espantar animais como cães vadios, gatos, ratos, morcegos, etc. são capazes de detectar facilmente as frequências nesta faixa e considerá-las perturbadoras em seus ouvidos, enquanto os humanos permanecem inalterados devido à menor faixa de audição.
O que é Ultrassom ou Frequência Ultrassônica
Animais como cães, ratos, morcegos têm a capacidade de captar frequências sonoras de até 40 kHz. Existem vários tipos de insetos e pragas que também são capazes de ouvir ou responder às frequências de som nesse nível.
A frequência sonora neste nível é classificada como ultra-som e pode ser usada em várias aplicações de tentativa e erro e funcionais. A unidade explicada aqui pode ser melhor aplicada para desencorajar cães vadios e outros animais indesejados, em estudos científicos e vários outros propósitos intrigantes.
O circuito aqui proposto gera uma frequência sonora ininterrupta que pode estar bem acima da capacidade de percepção do ouvido humano, ou seja, em uma faixa entre 18.000 e 40 kHz.
Como funciona o circuito
Um único IC 4093 que possui portas NAND quádruplas Schmidt é usado aqui para a geração da frequência necessária.
Apenas uma porta das 4 é usada como oscilador através da rede RC, P1, R1 e C1. Todos esses 3 componentes determinam a frequência da saída e podem ser ajustados para otimizar a resposta de saída. As 3 portas restantes são manipuladas como buffers para fornecer corrente de condução suficiente para o transistor.
O transdutor piezoelétrico indicado inclui sua potência de saída ótima entre 700 e 3.000 Hz, embora também possa trabalhar em frequências maiores, mas gerando uma potência menor. A fonte de alimentação recomendada é uma bateria de 9 volts.
Este projeto gera frequências ultrassônicas aproximadamente entre 18.000 e 40.000 Hz, embora seja possível ajustar facilmente essa faixa alterando C1, dentro dos valores de 470 pF e 0,001 uF. A frequência pode ser fixada através de P1 na faixa determinada por C1.
Observe que a faixa máxima de frequência que pode ser gerada pelo IC 4093 é de 500 kHz. O diagrama de circuito completo do Gerador Ultrassônico pode ser visto na figura abaixo
Lista de peças
- lC1 – 4093 IC
- Q1 – BD135 transistor de silício NPN de média potência
- BZ – Transdutor piezoelétrico
- T1 – Transformador: primário 110 VCA; secundário 6Vx100 mA
- R1 – 10K, 1/4W, resistor de 5%
- R2 – 1K, 1/4W, resistor de 5%
- P1 – potenciômetro do aparador de 100K
- C1 – capacitor de filme de cerâmica ou metal de 4,7nF
- C2 – 100 uF/16V
- S1 – alternar ou deslizar SPST
- B1 – 6V ou 9V – Pilhas ou bateria AA – ver texto
Imagem de pinagem IC 4093
Imagem do Transdutor Piezo
A sobreposição de componentes e o layout da trilha do PCB podem ser vistos na imagem a seguir.
Todo o circuito pode ser encerrado dentro de um recipiente compacto de material plástico. O transdutor ou o elemento piezoelétrico podem ser instalados na placa frontal.
Tenha cuidado com a colocação das partes que carregam polaridade, por exemplo, o transistor, capacitor eletrolítico e entrada da fonte de alimentação. Se a unidade for operada continuamente, certifique-se de que Q1 esteja montado em um dissipador de calor adequado.
As especificações do transformador não são um fator importante. Qualquer transformador com uma bobina secundária variando de 100 a 500 mA pode ser usado neste projeto de repelente de pragas ultrassônico.
Ideias que você pode ajustar ainda mais
Para saber mais sobre o circuito ou melhorar sua eficácia:
- Você pode tentar substituir o transdutor piezoelétrico por um tweeter e verificar a resposta, se melhora ou não.
- Remova T1 e BZ e coloque o tweeter entre a linha positiva e o coletor do transistor. Você também pode tentar medir o nível da potência de ultrassom gerada?
- O circuito também pode ser ajustado para gerar som dentro da faixa de audição humana.
- Isso pode ser feito simplesmente substituindo C1 por qualquer outro capacitor com valor entre 0,02 e 0,1 uF.
Repelente de insetos usando IC 555
Usar uma frequência de som ininterrupta para repelir ou atrair insetos pode realmente ser possível na vida real.
A faixa de frequência ou profundidade pode depender da implementação e do tipo de praga, o que talvez possa ser determinado através de alguns ensaios.
O circuito mostrado abaixo produz uma frequência de ruído ininterrupta que você pode usar para afastar (ou atrair) vários tipos de insetos.
O circuito pode ser acionado por baterias de 9V que podem funcionar por um longo período de tempo devido ao seu consumo mínimo de corrente. O centro do circuito é o 7555 lC, um temporizador CMOS configurado como um oscilador de som que opera um transdutor piezoelétrico.
O posicionamento das peças em um PCB do tipo faça você mesmo é revelado na figura abaixo.
A localização precisa pode não ser muito crítica. Cada uma das partes e a fonte de alimentação podem ser colocadas em um recipiente compacto de plástico. O transdutor BZ pode ser um fone de ouvido de cristal ou um transdutor piezoelétrico.
A localização dos itens polarizados, como c2 e a fonte de alimentação, deve ser conectada com cautela.
Aplicar o repelente de insetos pode ser bastante simples. Você tem que ajustar o potenciômetro do aparador P1 para gerar um ruído com o mesmo alcance, combinando com o alcance do inseto que você gostaria de repelir.
Tentativa e erro tem que ser feito antes de descobrir a frequência ideal para repelir um determinado inseto.
Lista de peças
Circuitos repelentes de pragas que foram testados e encontrados funcionando
O circuito do repelente de pragas que investigamos é mostrado na Figura 1 acima. Ficamos surpresos ao ver que o circuito tinha apenas um único 555 timer IC conectado à maneira de um gerador de ondas quadradas. De acordo com os parâmetros de R1, R2 e C1, sua frequência era de cerca de 45 kHz.
Uma forma de onda de tensão trapezoidal modificada aplicada ao pino 5 do temporizador 555 modula a portadora de 45 kHz. Uma combinação de C2, R3 e R4 ligados através de um ponto final da ponte retificadora gera a tensão de modulação. Um exame de osciloscópio revelou uma varredura de aproximadamente 20kHz em cada lado da frequência base.
Um tweeter piezoelétrico de 2 polegadas serve como alto-falante.
O circuito mostrado na Figura 2 abaixo é um repelente de pragas relatado em uma das publicações eletrônicas francesas. O autor diz no estudo que frequências que variam de 20 a 40 kHz induzem cavidades muito dolorosas a se desenvolverem nos fluidos cerebrais e nas artérias sanguíneas de camundongos e insetos, levando-os a fugir. A potência irradiada pode ser tão pequena quanto um terço de um watt.
Um portão NAND de duas entradas quádruplas é conectado como um multivibrador no circuito, que opera em aproximadamente 40 kHz. Um dente de serra residual de 120 Hz na linha de alimentação regula a frequência ultrassônica com a menor quantidade de filtragem na fonte de alimentação.
Alguns transistores NPN conectados a Darlington permitem a amplificação de potência para acionar o alto-falante de maneira ideal.
O circuito da Fig. 3 abaixo é perfeito para experimentar os efeitos de sinais de alta frequência contínuos ou pulsados, pois pode fornecer uma saída contínua ou pulsada.
A ideia foi desenvolvida pela Signetics.
Referindo-se ao circuito, um temporizador 555, IC2, cria uma onda quadrada ultrassônica a uma frequência desejada de 20 kHz. Um 555 adicional, IC1, pode fornecer esse sinal constantemente ou como um sinal ligado e desligado.
É simples experimentar com frequência e ciclo de trabalho. O ciclo de trabalho é o percentual de tempo gasto “ligado” em relação ao período total, podendo ser regulado de pouco mais de 50% a quase 100%. O ciclo de trabalho do circuito multivibrador astável é determinado pelos resistores de temporização RT1 e RT2 e é igual a RT1 + (RT2 / RT1) + 2RT2.
O tempo de ativação pode ser esperado em 100% se RT1 for extremamente pequeno em valor e, enquanto restringe a corrente através do transistor de descarga ao máximo, conforme a folha de dados, o tempo de ativação está próximo de 100 por cento.
O transistor de descarga do 555 é um dispositivo NPN de coletor aberto com o coletor conectado ao pino 7 e o emissor conectado ao terra no pino 1. Como a corrente máxima através dele varia de acordo com o fabricante, você deve verificar novamente a folha de dados do fabricante para esteja a salvo.
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FONTE
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