С наступлением холодов мыши, которые летом бегали по полям, зимой в поисках еды и тепла сбегаются в помещения – фермы для скота, частные дома, и сараи. С мышами ещё можно бороться различными способами, но если человек сталкивается с вредительской деятельностью крыс, то это становится действительно проблемой. Они всеядны, способны испортить запасы продовольствия, представляют угрозу для человека как разносчики эпидемий. Основная проблема в борьбе с крысами заключается в том, что они очень хитры. Если крысам нужно добыть себе пропитание, то они объединяются в «команду», в которой каждое животное выполняет определённую задачу. Чаще всего они «работают» парами. Один мой коллега по работе рассказывал мне, как он пытался поймать крыс с помощью простой ловушки. Он случайно увидел, как две крысы утащили приманку из ловушки. Одна крыса зубами приподняла распорку ловушки, опустив её на прежнее место после того, как другая вытащила приманку. Крысы настолько способны приспосабливаться под различные условия, что избавиться от них практически невозможно. Не просто же говорят, что после ядерной войны выживут только тараканы и крысы.
Столкнувшись с вредоносной деятельностью крыс, я решил собрать ультразвуковой отпугиватель грызунов. Сначала я покопался в интернете пытаясь найти информацию об эффективности этих ультразвуковых генераторов.
Зная, и очередной раз убедившись в том, что интернет «кишит» рекламой предназначенной не только для честной продажи, но и «впаривания» ненужных товаров, я стал искать информацию о параметрах и схемы ультразвуковых отпугивателей грызунов. В вопросах выбора частот, во всех источниках пишется по разному. Только схемы ультразвуковых отпугивателей и принципы их работы в основном одинаковы.
В разных источниках приводятся различные варианты ультразвуковых частот отпугивающие грызунов: 15…40 кГц, 16..28 кГц, 25…50 кГц и т.д.
Для того, чтобы грызуны не адаптировались к ультразвуковым частотам, применяют модуляцию с прерыванием ультразвука на частотах: 2…10 Гц, 6…9 Гц, 10…30 Гц. На самом деле логичнее написать не «адаптировались», а «привыкали». Представьте себе, что у вас на кухне вскипел чайник со свистком, а вы находитесь в комнате, поэтому звук чайника не очень громкий. Проведите эксперимент – не выключайте чайник сразу. Через некоторое время вы почувствуете, что не замечаете его свиста. Происходит это потому, что звук свистка чайника непрерывный. А теперь представьте свист спортивного судьи. Его свисток намного сильнее привлекает внимание, чем свисток чайника потому, что внутри судейского свистка находится шарик, который прерывает звук свистка. Выньте из свистка шарик, и звук свистка станет менее восприимчив. Задумайтесь, почему электрический будильник не просто пищит, а пикает? Именно прерывание звука, создаваемое модулятором, не позволяет привыкать к нему. Поэтому пикающий будильник и заставляет вас проснуться.
Теперь затронем вопрос адаптации к ультразвуку. Для того, чтобы крысы не адаптировались, предлагается 2-3 раза в неделю менять частоту ультразвукового генератора. Это логично. Но делать это с помощью переключателей не очень то удобно. А как же «лень-матушка»? Поэтому предлагаются схемы с автоматической сменой частоты ультразвука. Но все схемы с автоматической сменой частоты, публикуемые в интернете, работают только на одной, или на двух ультразвуковых частотах. Я не грызун, поэтому не могу сказать об эффективности двухчастотных схем, но внимательно просмотрев предлагаемые схемы, обнаружив почти во всех из них «косяки», или недоработки, я решил путём незначительной доработки одной из схем, сделать свою «универсальную» схему четырёхчастотного ультразвукового отпугивателя грызунов.
В качестве «сырья» я взял следующую схему ультразвукового генератора, который автоматически изменяет частоты модулирующего и собственно ультразвукового генератора.
Ультразвуковой генератор выполнен на элементах DD1.3 и DD1.4. Он модулируется генератором, выполненным на элементах DD1.1 и DD1.2.
Схема управления изменением частот состоит из генератора на микросхеме DD2, работающего с частотой 0,2…0,3 Гц и ключей VT1, VT2. Ключи работают противофазно, изменяя параметры времязадающих цепей генераторов и тем самым их частоту. Частота работы генератора на DD1.1, DD1.2 — 15…20 Гц, а генератора на DD1.3, DD1.4 — 40 кГц.
Что представляет собой это устройство? Вышеуказанная схема работает всего на двух частотах, и не «корректно». При работе схемы изменяется не частота колебаний, а только длительность положительных импульсов высокочастотного колебания мультивибратора — скважность. При этом изменение незначительно – не более 10%. Происходит это изменение скачкообразно, поэтому если окажется, что вы установили частоту ультразвукового генератора не являющейся «неприятной» для грызунов, то ваш отпугиватель будет абсолютно бесполезным. Управление частотой ультразвукового генератора и модулятора одной схемой управления это вообще глупость. Кроме того, я не увидел в этой схеме функции, направленной против адаптации грызунов.
Я предлагаю другую, разработанную мной схему ультразвукового отпугивателя грызунов, которая немного сложнее, и по моему мнению должна быть эффективнее всего того, что мне удалось найти в интернете. Принципиальная схема разработанного и реализованного мной на практике ультразвукового отпугивателя грызунов представлена ниже.
Генератор ультразвукового сигнала выполнен на микросхеме D3 и элементах D1.3 и D1.4. Генератор работает в диапазоне частот от 13 до 50 кГц. Этот диапазон разбит на 10 поддиапазонов, которые можно выбрать вручную, с помощью переключателя SA1. Использование операционного усилителя позволило реализовать электронное регулирование не скважностью сигнала, а его частотой, что в других интернетовских схемах ультразвуковых отпугивателей реализуется лишь путём значительного усложнения схем.
Схема ультразвукового отпугивателя грызунов имеет целых три модулятора:
1. Модулятор, выполненный на элементах D1.1 и D1.2 работает с частотой прерывания сигнала 1 минута. Из них 45 секунд ультразвуковой генератор работает, и 15 секунд «молчит». Эти временные интервалы определяются номиналом и свойствами электролитического конденсатора. Этот вид модуляции используется для того, чтобы грызуны не привыкали к ультразвуку, как таковому.
2. Модулятор, выполненный на элементах D2.1 и D2.2, который изменяет частоту генератора ультразвука с периодичностью 20 минут. Изменение частоты происходит скачкообразно, в пределах 5 кГц. Этот вид модуляции используется для того, чтобы грызуны не привыкали к конкретным частотам ультразвука.
3. Модулятор, выполненный на элементах D2.3 и D2.4 плавно изменяет частоту генератора ультразвука пределах 5 кГц с частотой изменения 1 Гц, подобно свистку спортивного судьи. Происходит «скольжение» частоты ультразвука «вниз-вверх». Из всех видов модуляции, эта создает самый неприятный эффект.
Без оперативной смены частот переключателем SA1, в ультразвуковом отпугивателе фактически происходит одновременное плавное и скачкообразное изменение частоты колебаний в пределах 10 кГц. А поскольку модуляторы работают с собственной частотой, и происходит плавное, не фиксированное скольжение частоты ультразвука, то в любом случае грызунам это не понравится. Переключатель SA1 позволяет подобрать тот поддиапазон ультразвуковых частот, который окажется наиболее эффективным для отпугивания грызунов. Его применение явилось следствием того, что мне не удалось найти точную информацию о том, какой диапазон частот действительно влияет на грызунов. Поэтому, путём подбора поддиапазона появляется возможность определения тех частот, которые максимально отпугивают грызунов.
О конструкции и элементах схемы
Вся конструкция собрана в корпусе от беспроводного квартирного звонка. Внешний вид работающего генератора вы видите на фото выше. Все элементы устройства закреплены внутри корпуса с помощью клеевого пистолета (см. фото).
Микросхему D2 можно заменить на 561ЛЕ5. Транзистор VT3 можно заменить на КТ315Б (Г). Транзистор VT4 можно заменить на КТ361Б (Г).
В качестве излучателя практически во всех ультразвуковых отпугивателях грызунов применяется высокочастотная динамическая головка. Сопротивление катушки такой головки очень мало, что приводит к увеличению потребляемого тока. Да и излучение ультразвука от неё слабое в связи с тем, что ультразвук находится на срезе частотного диапазона высокочастотной динамической головки. Я предлагаю использовать ультразвуковой пьезоизлучатель. Отечественные пьезоизлучатели типа ЗП-1 или ЗП-3 для этого мало подходят – слабая мощность излучения, поэтому я предлагаю использовать более мощные импортные типа АК-059, АК-157, или другие аналогичные. Поскольку ультразвуковой пьезоизлучатель представляет собой не индуктивность, как динамическая головка, а ёмкость, которая должна заряжаться и разряжаться, в качестве выходного каскада используется двухтактный балансный усилитель тока, собранный на транзисторах VT3- VT6.
Для питания ультразвукового отпугивателя от сетевого напряжения 220 вольт, введена бестрансформаторная схема питания. Ток потребления от сети — около 30 миллиампер. Поскольку схема не потребляет большого тока, её можно включать как непосредственно в розетку, так и на контакты выключателя света в помещении. Таким образом, уходя из помещения, вы выключаете свет, что приводит к включению ультразвукового отпугивателя грызунов, а когда заходите и включаете свет, контакты замыкаются и отпугиватель отключается. Это очень удобно для подвальных помещений и погребов.
Конденсатор С18 обязательно должен быть рассчитан на 400 вольт. Выпрямительные диоды VD1 – VD4 – любые выпрямительные, на обратное напряжение не менее 400 вольт. Электролитические конденсаторы – на рабочее напряжение не менее 10 вольт. Вместо стабилитрона Д814Б применим любой другой на напряжение стабилизации 9 вольт.
Схема ультразвукового отпугивателя в ходе сборки, настройки и испытаний неоднократно изменялась и дорабатывалась, поэтому собрана на двух печатных платах с большим количеством перемычек и перерезанными проводниками. Часть элементов размещена в корпусе навесным монтажом. Это наглядно видно на фотографии. Поэтому, предлагать вам «неправильную» печатную плату с размещением элементов нет смысла.
Везде пишут, что генератор отрицательно воздействует на нервную систему человека и животных. Поэтому после его включения необходимо покинуть помещение и удалить из него домашних животных. В ходе настройки и испытаний, я не ощущал на себе негативное воздействие. На более высоких частотах – вообще ничего, но на более низких частотах, на слух колебания весьма неприятны. Как будто не в ушах, а в голове что-то шумит и некоторая тяжесть. В полной тишине свист ощущается и в соседних помещениях, причём местонахождение источника ультразвука определить органами слуха не возможно.
Мой кот по началу, вообще никак не реагировал, но при генерации в диапазоне 16…26 кГц немного полежал, а потом ушёл в другую комнату и вовсе не заходил в течение суток.
