Repelente de mouse ultrassônico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Entre as vibrações elásticas do ar, o ultrassom, que não é percebido pelo ouvido humano (do latim ultra - mais, mais, acima), há muito se interessa por si mesmo, cujo limite de frequência inferior é considerado 20 kHz. Insetos, morcegos e até cetáceos usam com sucesso esse dom natural: alguns para comunicação, outros para caça, outros para localizar o terreno e evitar obstáculos em condições de visibilidade insuficiente. Olhando atentamente para o papel do ultrassom no mundo animal, uma pessoa leva algumas das "patentes" identificadas da natureza para seu arsenal. Em particular, ele usa um apito "silencioso". O caçador sopra nele e, a esse chamado, completamente inaudível para muitos, um cachorro surge repentinamente do mato, percebendo adequadamente os comandos dados por tal apito.

Não menos populares são os ecobatímetros ultrassônicos, cujos análogos podem ser atribuídos com segurança aos "localizadores" de cetáceos e morcegos. Enviando com a ajuda deste dispositivo e, em seguida, recebendo pulsos ultrassônicos refletidos do fundo, o capitão da embarcação recebe informações operacionais sobre as profundidades do reservatório.

É para ultrassom e outros trabalhos. Na química, por exemplo, é a produção de emulsões finamente dispersas, na medicina - o estudo de órgãos internos, na detecção de falhas de metal - a detecção de cascas ocultas e rachaduras em peças fundidas. Os fãs de programas populares de televisão científica provavelmente se lembram da experiência espetacular mostrada na televisão central, onde um copo pacificamente parado de repente se estilhaça em pedaços, e uma explicação: tal destruição ocorre quando a frequência da irradiação ultrassônica coincide com a frequência ressonante de um vaso frágil e que microexplosões provocadas por ultrassom podem ser usadas de forma promissora para a limpeza de determinadas superfícies.

Um método para obter um jato de ar sonoro em condições de laboratório (a) e uma sirene operando com o mesmo princípio (b) como fonte de vibrações do ar com frequências que são múltiplos do número de orifícios multiplicado pelo número de rotações do disco por segundo

Filtro para combater a autoexcitação de um amplificador de sinais elétricos em frequências ultrassônicas

É curiosa uma forma não convencional de obtenção de ultrassom pela interrupção periódica de um fluxo de ar estreitamente direcionado por um disco giratório com muitos orifícios ao redor da circunferência. Quando o jato é interrompido pela parede que se aproxima, uma rarefação é formada atrás dele, que é imediatamente preenchida com ar ambiente.

O espectro de oscilações do ar que surge neste caso contém muitas frequências que são múltiplos da principal (unidade de medida - Hz), que é determinada pelo produto do número de furos no disco e sua velocidade de rotação (rev / seg) . Claro, o ultrassom também está presente aqui, que pode ser usado para vários fins, incluindo o combate a roedores nocivos (há evidências de que camundongos e ratos, acostumados a vibrações ultrassônicas monótonas, não toleram mudanças periódicas de frequência dentro de 25-50 kHz ).

E aqui está um exemplo do efeito negativo do ultrassom. Você tem que lidar com isso ao operar dispositivos que possuem cascatas eletrônicas com alto ganho, quando o chamado feedback parasitário da entrada e da saída se afirma. Com isso, surge não só o ultrassom parcialmente reproduzido pelo emissor, do qual os ouvidos das pessoas começam a doer, mas também uma sobrecarga oculta de componentes radioeletrônicos que de forma alguma é percebida por uma pessoa, ameaçando sua falha. Esse efeito indesejável da capacitância parasita é neutralizado pela introdução de filtros RfSfRf especiais (por exemplo, resistor-capacitor) no circuito de energia comum das cascatas.

Os métodos radioeletrônicos também não falham na solução de outros problemas, não apenas técnicos. Por exemplo, na luta contra os roedores já mencionados, usando sua reação específica ao ultrassom. Os leitores da revista - amantes de fazer tudo com as próprias mãos, podem recomendar um desses designs anti-rato (anti-rato): um emissor ultrassônico de comutação automática.

Diagrama esquemático e placa de circuito de um emissor ultrassônico de fabricação própria "Anti-roedor" (clique para ampliar)

O dispositivo de fabricação própria "Anti-roedor" contém dois geradores de oscilações elétricas, um poderoso estágio de saída e um emissor eletrodinâmico de oscilações ultrassônicas, "balançando" o ar circundante. O gerador principal operando na região ultrassônica é construído de acordo com o esquema de um multivibrador simétrico baseado nos transistores VT1-VT2. A frequência de comutação correspondente é definida pelos valores de capacitância dos capacitores C1 e C2, bem como pela resistência dos pares de resistores R2-R3 e R4-R5. Sujeito às classificações indicadas no diagrama de circuito, é aproximadamente igual a 25 kHz. No entanto, se os resistores R3 e R4 estiverem em curto, a frequência dobrará. É isso que o segundo gerador, montado nos transistores VT3-VT4, "faz" com uma frequência de cerca de sete vezes por segundo.

Os altos e baixos na tensão do coletor VT4 controlam o transistor VT5, destravando-o e travando-o. A junção coletor-emissor aberta deste triodo semicondutor desvia (através dos diodos VD1 e VD2) os resistores R3 e R4, o que faz com que a frequência do gerador principal aumente. No entanto, a comutação do transistor VT5 não ocorre em saltos, mas gradualmente. Graças à cadeia integradora R11C5, obtém-se uma espécie de "passeio" na faixa de 25 a 50 kHz.

Com as mesmas frequências, os transistores VT6-VT9 do estágio de saída operando no modo chave são comutados, controlados por pulsos alternados nos coletores VT1 e VT2. Um alto nível de tensão na carga VT1 desbloqueia o transistor VT9 e um nível baixo na saída de VT2 - o transistor VT6. Como resultado, a corrente da fonte de alimentação flui em um meio ciclo do gerador através de BA1 de baixo para cima e no outro, quando VT7 e VT8 estão abertos, na direção oposta, forçando a cabeça dinâmica a trabalhar em uma parte incomum da faixa ultrassônica.

As peças para montar esse radiador requerem as mais comuns. Em particular, resistores e capacitores MLT-0,25 KLS (C1, C2), K73-11 (C5, C6), K50-20 (C7). Uma cabeça dinâmica de "alta frequência" do tipo ZGDV-1 é adequada como emissor.

Todas as partes do dispositivo, com exceção dos poderosos transistores VT6-VT9, são montadas em uma placa pseudo-impressa (com fenda) feita de fibra de vidro de folha unilateral com 1,5-2 mm de espessura. Os transistores VT6-VT9 são usados ​​com dissipadores de calor retangulares, que são montados em uma placa de circuito ou montados diretamente na caixa do dispositivo, excluindo a conexão elétrica dos dissipadores de calor entre si.

As execuções de teste do emissor ultrassônico podem ser realizadas alimentando-o a partir de seis células galvânicas conectadas em série. No modo normal, o dispositivo opera continuamente, portanto, um retificador com filtro, projetado para uma corrente de carga de 2,5-3 A a uma tensão de 9 V, deve ser usado para alimentação.

Autor: P.Yuriev

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