自制超声波驱狗器

前言
       有些时刻,你会发现有的狗瞥见你就会一直的叫,这很烦。大多数时刻,这不是狗的问题,而是狗主人的问题。若何让狗住手大叫,这是本文要讨论的问题。
       超声波驱狗器是一种让狗住手大叫的装置,可以分为两类:

   1.自动式。自动式需要使用者自动操作装置以发出超声波;

   2.被动式。被动式是装置通过麦克风检测狗叫,当检测到了狗叫,装置发出超声波。本文讨论自动式驱狗器


       你也可以在网上买到超声波驱狗器,价钱在30–230元。

 

本文参考地址:

       https://bigdanzblog.wordpress.com/2018/03/13/woof-off-a-device-to-control-an-out-of-control-barking-dog/

NE555和LM386数据手册、驱狗器原理图下载地址

        链接   :https://pan.baidu.com/s/1-sBi6mq2uLmPSu1WLibqRQ
        提取码:ufwu

 

你需要具备的技术

        1.基本的焊接技巧和电路学知识

        2.鉴别二极管偏向

        3.鉴别IC引脚

        4.操作示波器,考察NE555和LM386输出的波形

        5.一定的胆子,测试你的驱狗器

原理

        人耳可以闻声的声波频率局限为20–20,000Hz,狗可以闻声的局限为15–50,000Hz。我们将以非常大的功率发出一个具有特定频率的声波,该声波应该知足以下条件:

    1.处在狗可闻声局限而且处在人耳可听局限外。

    2.该声波具有特殊的频率,在这个频率下狗应该感应焦躁或恐惧。就似乎你用粉笔刮黑板所发生的声音。

 

        电路主要由NE555定时器、LM386音频放大器、超声波扬声器和电源组成。NE555输出20–27KHz的方波,方波被LM386放大,最后LM386推动扬声器发生超声波。我对原电路图做了以下改动:

    1.在12V输入端串接一个拨动开关。

    2.用1N4007替换1N4935。

    3.将R1替换为3K9电阻串联2K双联可变电阻器的其中一联;将R2替换为3K9电阻串联2K双联可变电阻器的另外一联。用于改变信号频率。

 

        D1(1N4935)是一个是整流二极管,使用1N4007替换。

        C4是NE555输出信号的耦合电容。

        电路图中X1-1和X1-2划分接+12V和地,是电源电压输入端;X2-1和X2-2是超声波扬声器1的信号输入端和地;X3-1和X3-2是超声波扬声器2的信号输入端和地。原作者设计了两个扬声器。扬声器的数目应该凭据实际情况调整,笔者只使用了一个。

自制超声波驱狗器

原理图(版权归原作者所有,改动未标识在原理图上)

 

元件清单

   洞洞板    *1

   NE555    *1

   LM386    *1

   DIP8芯片座 *2(可选)

   323×7型超声波扬声器 *1(最好两个)

   1N4007整流二极管   *1

   LED红     *1

   常开按键开关  *1(可选)

   拨动开关  *1

   2K双联可变电阻器 *1

   3K9电阻  *2(对功率没有特殊要求,下同)

   47K电阻  *1

   33K电阻   *1

   18K电阻   *1

   10R电阻   *1

    4.7nF(472)瓷片电容 *1

    10nF(103)瓷片电容  *1

    0.1uF(104)瓷片电容 *1

    47nF(473)瓷片电容  *1

    0.1uF铝电解电容      *1

    1uF铝电解电容         *1

 自制超声波驱狗器

 所有元件合照(图中不包罗扬声器和双联可变电阻器)

Deep Dream模型与实现

部门元件先容

        NE555:NE555是一种常见的定时器,最大供电电压为18V,笔者使用9V。其事情在多谐振荡器模式,3号引脚输出20–27KHz的方波(方波的参数计算公式见下面,输出信号频率可通过双联电阻器调治)。

自制超声波驱狗器

NE555P-DIP8

自制超声波驱狗器

NE555引脚界说

自制超声波驱狗器

NE555内部框图

Tw1=0.7(R2+R1)C2——输出高电平宽度

Tw2=0.7R1C2————–输出低电平宽度

 f=1.44/[(R2+2R1)C]———-输出方波频率

q=(R1+R2)/(2R1+R2)—-输出信号占空比

(所有参数的单元应该根据国际标准单元设置)

自制超声波驱狗器

NE555输出方波示例(f=47KHz,Vpp=1V)

         LM386:一款常见的低电压音频放大器。LM386 N-1供电电压最大为12V,笔者使用9V。本原理图中的LM386增益为20dB(100倍),若是需要改变增益,参考数据手册。

 自制超声波驱狗器

LM386实物

自制超声波驱狗器

LM386引脚界说

自制超声波驱狗器

LM386等效电路图

自制超声波驱狗器

典型应用

自制超声波驱狗器

LM386放大NE555方波后的波形(f=47KHz,Vpp=10V,可以瞥见信号失真)

         超声波扬声器(高音喇叭):一种输出声波频率比一样平常的扬声器更宽的扬声器,型号为323×7的压电喇叭,频响局限2–27KHz,阻抗4–8欧,使用万用表丈量两头电阻均为无穷大。可以用它发出人类无法听到的声波。

 自制超声波驱狗器

实物(正)

自制超声波驱狗器

实物(反)

         可变电阻器:用于改变输出信号的频率,其中R1和R2巨细相等且同时转变。输出信号为20KHz时R1=R2且对应于5K1,为27KHz时R1=R2且对应于3K8。信号输出的占空比恒为66%。注重,双联电阻器的两联不同步将导致信号频率偏移。

 自制超声波驱狗器

实物

         1N4007整流二极管:一种常见的整流二极管,在此电路中用于防止电源接反。

自制超声波驱狗器

 1N400X二极管参数

完成后

自制超声波驱狗器

正面(图中未添加LED和按键开关,下同)

自制超声波驱狗器

反面

 

测试效果

        1.使用可变电阻器举行频率调治时,频率不是按预期的单调转变,频率转变有如下纪律:7KHz–>28.7KHz–>19.8KHz。原因是双联可变电阻器的两联不是严酷的同步转变,两联之间存在一些误差。

        2.实验用耳朵听时,发现声音十分逆耳,逆耳不是指声音大,而是令人感应恶心。应该制止长时间听此声音,其对听觉系统有影响。

        3.找了一条狗举行测试,当我走进它时,它最先狂叫。这时我打开驱狗器,它似乎听到了什么,就不叫了,很神奇。

        4.功耗如下: 45–88mA @12V

                          38–68mA @9V

 

改善措施

        1.可以实验使用精度更高的双联可变电阻器,用以消除频率误差。

        2.在上述拨动开关处再并联一个按键开关(可以更方便地控制驱狗器)。

        3.若是你要训练你的狗,那么你需要为这个电路添上一个麦克风和其他一些电路,也就是被动式驱狗器。可以参考此书:《玩转电子制作DIY:33例》科学出版社。

        4.当使用此装置时,人耳可闻声喇叭发出逆耳的声音,可以想办法滤除该声音。

声明

        原理图版权归原作者所有。此教程未经DLHC允许,克制转载。DLHC保留所有权力。

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