Отпугиватель мышей на Ардуино

В сегодняшнем нашем уроке будем делать отпугиватель мышей (ОМ), т.к. задолбали они бегать в гипсокартонных стенах, шуршать в гипсокартонном потолке и ночью чего то там делать. По 5- ти бальной шкале трудности данное устройство чуть вытягивает на 2. Так что имеет смысл попробовать его сделать. Хоть и наложил отравы везде где только можно но проблему это не убрало, т.к. бегают они не в подвале а на чердаке и туда сейчас (17 декабря) залезть довольно проблематично. Вход через гулянку на крыше, крыша из оцинкованного железа и съехать с нее пару пустяков. Ну это прелюдия теперь непосредственно к делу. Затраты на постройку ОМ- ардуино (любая, можно даже использовать Attiny85, размер скетча маленький и влезет в 8кБ), два резистора по 1кОм, транзистор кт315 или любой другой маломощный кремниевый n-p-n и любой полевой n-канальный транзистор с материнских плат компьютеров, я использовал 13n03la с напряжением до 25В и током до 30А что позволило использовать его вообще без радиатора. Излучателем является динамическая головка 3ГДШ от старого советского магнитофона с сопротивлением катушки 8Ом, но можно использовать любую другую мощностью не менее 1Вт.
Прежде всего поставим себе задачу (как и в любом другом деле) определить какие данные мы должны получить на выходе. По итогам поисков я нашел что диапазон звуковой чувствительности мышей и крыс лежит в диапазоне от 15 до 60 кГц.  15 кГц человеческое ухо воспринимает как писк и при длительном прослушивании вызывает чувство раздражения поэтому частоту сдвигаем за пределы слухового диапазона человека, т.е. больше 20кГц. Примем её равно 22 кГц. Высшую частоту примем 50 кГц. Опять же эти жЫвотные имеют привыкание к определенной частоте и  я решил сделать свободно генерируюмую  установку. Принцип работы такой:
1. Генерируем произвольно частоту в пределах 22-50кГц
2. Генерируем время работы на этой частоте в секундах.
3. Выдаем звук.
4. ВСЁ!

 

 

Вот что получилось в итоге:

/*генератор для отпугивания крыс и мышей*/

long lfreq; //частота генерируемого сигнала
int itime; //длительность звучания в секндах
//int ipause; //длительность паузы
//double count=0; // для подсчета количества срабатываний при отладке

void setup() {
//Serial.begin(9600);
pinMode(8,OUTPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {

lfreq=random(22000, 50000); // частота генератора в герцах
itime=random(1, 30); // длительность генерации в секундах
//ipause=random(5, 30); // длительность паузы в секундах
//count++; //подсчет количества срабатываний
//Serial.println(lfreq);
// Serial.println(itime);

//Serial.println(ipause);

//Serial.println(«ON»);
//Serial.println(count);
digitalWrite(13, HIGH); // зажигаем светодиод
tone(8, lfreq ); // генерируем сигнал с частотой lfreq и временем itime в миллисекундах
delay(itime*1000);
noTone(8);
// Serial.println(«OFF»);
digitalWrite(13, LOW); // гасим светодиод
// delay(ipause*1000); // пауза ipause в миллисекундах
// delay(5000); //для отладки 5 сек пауза

}

Пройдемся по скетчу.  Комментарии здесь были мне нужны для отладки и посмотреть как хоть работает данное устройство, т.к. при больших значения itime и ipause (>90) генератор самопроизвольно подвешивался на одной частоте. Почему это происходило я не понимаю до сих пор, поэтому кто знает- отпишитесь в комментариях. Опять же по моей первоначальной задумке хотелось сделать немного по другому. Т.е. генерируем еще длительность паузы. После цикла работы переводим ОМ в режим тишины на ipause секунд и затем снова даем мощь в динамик! Если хотите то сможете сделать и так! Но я подумал- НЕТ ПОЩАДЫ ВРАГАМ! В секции setup определяем выходные пины: 8- для вывода сгенерированного сигнала, 13- для индикации что выдается частота (сделано для контроля паузы). В секции loop уже описано что и как делается. Копируем скетч, снимаем нужные комментарии (в секции setup не забываем снять комментарии с Serial.begin(9600)), заливаем в Ардуино. Затем открываем монитор порта (в правом верхнем углу) и смотрим КАК работает наш ОМ.  Если пошел обмен данными и все вроде работает… оставьте работать Ардуино на 20-30 минут чтобы проверить, не подвиснет ли контроллер.

Принцип работы. При поступлении сигнала от АРДУИНО на транзистор VT1 сигнал усиливается и передается на затвор VT2.  Схема построена таким образом что выходной сигнал с АРДУИНО не инвертируется. Сделано это было для того чтобы в периоды паузы транзистор VT2 не открывался и не подавал напряжение на динамик, который в конце концов просто сгорит в результате.  R1 не даст сгореть выходному каскаду 8 пина АРДУИНО в случае пробоя транзистора T1, R2- является нагрузкой Т1 и при закрытии Т1 закрывает Т2, т.е. пропадает напряжение на динамике.

Вы можете конечно ввести еще кучу настроек, кнопок, индикаторов и т.д. но самое главное- цена вопроса. Данная схема при напряжении питания выходного каскада 5В потребляет 0,2А вместе с АРДУИНО, что позволяет использовать китайские микроБП на 3- 5Вт. При повышении напряжения мощность должна возрасти. Если вы решите поднять напряжение питания выходного каскада то пересчитайте значения резистора R1 на такое чтобы он имел ограничение в 15-20 мА по формуле R=U/I (значения в Омах, Вольтах, Амперах) и ставьте резистор не ниже этого значения, лучше большего. В данном случае достаточно 250 Ом но стоит поставить больше… на всякий пожарный.

Ощущения от работы. Хоть частота и задрана но все равно слышно черт побери какие то гармоники. Хотя это и не критично но надоедает. Поэтому делаем так- крепим динамик в таком месте где вы вообще не услышите издаваемый генератором звук, лучше прикрутить динамик к какой нибудь доске которая в свою очередь прикреплена к какой нибудь несущей конструкции. Хоть доска будет не в резонансе с излучаемым звуком но звук все равно передастся на все помещение, дом и т.д. При чувствительности уха мышей и крыс в 20 -40 раз лучше чувствительности звука у человека стоит понять что для них даже самые слабые вибрации будут приниматься ими как дико орущая музыка.

Мои испытания прошли очень успешно! Вечером приставил динамик плотно к деревянной стене в котельной и включил. 2 ночи включал и вообще ни шороха не слышал. Как только выключил, на следующее утро буквально услышал ооочень неуверенное шуршание мыши (ну правильно, куда она зимой побежит, но я все равно сведу её с ума!).