Mbu wa Paka: Hatua 4 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Kuanza, siwachukia paka lakini napenda ndege. Kwenye bustani yangu tuna mabwawa ya wazi ambayo ndege wanaweza kuingia na kutoka watakavyo. Wanaweza kupata chakula na maji huko. Kwa bahati mbaya wakati mwingine paka kutoka jirani huingia kwenye bustani yangu na sitaki ikamate ndege wowote.

Nilinunua paka ya kutuliza miaka kadhaa iliyopita lakini haikufanya kazi tena. Wakati nilinunua mpya, binti yangu aliweza kusikia sauti ambayo ilikuwa inasumbua sana kwa hivyo nikamrudisha. Ilionekana kuwa inafanya kazi kwa masafa ya karibu 20 kHz. Nilianza kutafuta toleo ambalo lilifanya kazi kwa 40 kHz lakini basi nilikuwa na wazo la kujiunda mwenyewe.

Mara nyingi nilishangazwa na idadi ya IC iliyo na vifaa vya nje ambavyo vilitumika katika vifaa hivi, pia toleo langu la awali lilitumia NE555 IC mbili, moja kwa sauti ya masafa ya juu na moja kwa kupepesa LED kwenye kifaa. Sikuwa na haja ya kupepesa LED, ishara ya 40 kHz tu ilitosha kwangu.

Mbwa wangu wa paka anategemea mdhibiti mdogo wa PIC12F615 ambaye ana vifaa vya elektroniki kwenye bodi ili kutoa ishara ya Upanaji wa Upana wa Pulse (PWM). Kwa sababu ya vifaa hivyo, hakuna vifaa vya nje vinahitajika. Karibu na hayo pia nilitumia huduma nyingine ya PIC ili kuongeza utendaji wa dawa yangu ya Paka.

Hatua ya 1: Uundaji wa Elektroniki wa Paka

Mchoro wa skimu unaonyesha muundo wa mbu wa paka. Inayo PIC12F615 moja, buzzers mbili za piezo na capacitors zingine. Inatumiwa na betri tatu zinazoweza kuchajiwa za NiMH na hutumia moduli ya nje ya mini Passive Infrared (PIR) kugundua mwendo. Kwa kuwa dawa yangu ya paka iliyotangulia ilikuwa na paneli ya jua, niliitumia tena katika muundo huu kama kuchaji betri.

Hapo awali nilidhani kwamba ninahitaji dereva IC kama HEF4049 kuendesha buzzers za piezo lakini hiyo haikuonekana kuwa hivyo. PIC ilikuwa na uwezo zaidi wa kuendesha moja kwa moja buzzers za piezo. Katika viwambo vya skrini ya oscilloscope yangu unaona ishara za pini 2 na pini 3 ya PIC bila na buzzers za piezo zilizounganishwa na PIC.

PIC12F615 inasaidia hali ya daraja la PWM ambayo inamaanisha kuwa wakati pato moja linakwenda juu, pato lingine huenda chini. Wakati wa kuunganisha matokeo yote kwa buzzer ya piezo, swing ya voltage itakuwa mara mbili ya voltage ya betri na hivyo kuongeza maradufu ishara ya pato la buzzers za piezo. Nilijumuisha pia picha ya skrini ya oscilloscope yangu ya ishara hiyo.

Moduli ya mini ya PIR ina vifaa vyote vya elektroniki vilivyounganishwa kwenye kichunguzi cha PIR na inaweza kufanya kazi kwa voltage ya usambazaji ya 2.7 hadi 12 Volt. Masafa yake ni mdogo kwa karibu mita 3-5 ambayo ni ya kutosha kwa kusudi langu.

Unahitaji vifaa vifuatavyo vya elektroniki kwa mradi huu:

• 1 PIC microcontroller 12F615
• Moduli ndogo ya infrared ya mini (PIR)
• 1 diode ya shottkey, k.m. 1N5819
• Buzzers 2 za piezo, 40 kHz, k.m. Murata MA40S4S
• 4 capacitors kauri ya 100 nF
• Kinga 1 ya 1 kOhm
• 1 mwangaza wa juu wa LED
• Mmiliki 1 wa betri kwa betri 3 AA
• 3 NiMH AA betri zinazoweza kuchajiwa
• Jopo 1 la jua la 4.2 Volt, 100 mA. Inaweza pia kuwa jopo na voltage ya juu.

Nilifanya vipimo kadhaa juu ya matumizi ya nguvu ya kifaa. Wakati wa hali ya kulala PIC haitumii nguvu yoyote - angalau sikuweza kuipima - lakini PIR inachora mkondo unaoendelea wa 16 uA. Wakati PIC na buzzers zinafanya kazi, wastani wa jumla wa sasa ni karibu 4.4 mA. Nguvu inayotolewa na jopo la jua inapaswa kuwa ya kutosha kuweka betri kuchaji.

BTW. Nilitumia betri 3 tu kwa sababu nilikuwa na jopo la jua lililowekwa karibu ambalo lilikuwa na uwezo wa kusambaza karibu Volt 4.2 lakini pia unaweza kutumia betri 4 zinazoweza kuchajiwa na jopo la jua linaloweza kutoa 6 Volt. Ukifanya hivyo ishara kwenye buzzers za piezo itaongezeka na hivyo kuongeza anuwai ya mbu wa paka.

Nilitumia ubao wa mkate kukusanya umeme. Kwenye picha unaweza kuona bodi wakati wa jaribio.

Hatua ya 2: Nyumba ya Kukataa Paka

Watu ambao wana printa ya 3D wanaweza kuchapisha nyumba lakini kwa kuwa sina printa kama hiyo, nilitumia plastiki nyeupe ya akriliki na unene wa mm 3 kuunda nyumba hiyo. Picha zinaonyesha sehemu za kibinafsi na toleo lililokusanyika.

Baada ya kuunganisha sehemu zote pamoja - isipokuwa kwa sahani ya chini - niliipaka rangi ya dawa ya dhahabu ambayo nilikuwa nimeiweka karibu.

Hatua ya 3: Programu

Kama nilivyosema hapo awali nilitumia vifaa vya ziada kwenye bodi ya PIC12F615 ili kupanua seti ya kipengee cha paka.

Programu hufanya kazi kuu zifuatazo:

• Wakati PIR inagundua harakati, inazalisha mapigo kwenye pato lake ambalo limeunganishwa na pini ya kukatiza ya nje ya PIC. Tukio hili litaamsha PIC kutoka usingizi na itaweka upya kipima muda. Kipima muda kitawekwa upya na kila kugundua harakati na PIR.
• Wakati PIC imeamshwa na kipima muda kimewekwa tena, ishara ya kHz 40 hutengenezwa kwa buzzers za piezo na LED imewashwa.
• Wakati hakuna harakati inayogunduliwa na PIR kwa sekunde 60, ishara ya 40 kHz imesimamishwa, LED imezimwa na PIC inaingia katika hali ya kulala ili kupunguza matumizi ya nguvu.

• Kipengele cha ziada ni yafuatayo. PIC ina Analog Digital Converter (ADC) kwenye bodi ambayo nilikuwa nikipima voltage ya betri. Kazi mbili zinatekelezwa:

  • Wakati voltage ya betri inapungua chini ya 3.0 Volt na kifaa kikiwa kimefanya kazi, LED itamulika kuonyesha kuwa voltage ya betri iko chini.
  • Wakati voltage ya betri inapungua chini ya 2.7 Volt na kifaa kiko hai, PIC itarudi kulala mara moja baada ya kuamshwa. Kipengele hiki kinatekelezwa kuzuia kwamba betri zimetolewa kabisa ambazo zinaweza kudhuru betri.

Kama unavyotarajia kutoka kwa miradi yangu yote ya PIC, programu hiyo imeandikwa katika JAL, lugha ya programu ya kiwango cha juu cha Pascal kwa wadhibiti-udhibiti wa PIC.

Faili ya chanzo ya JAL na faili ya Intel Hex ya programu ya PIC imeambatishwa.

Ikiwa una nia ya kutumia microcontroller ya PIC na JAL tembelea wavuti ya JAL.

Hatua ya 4: Paka Anayejizuia kwa Paka

Video hii fupi sana inaonyesha paka anayewaka Pepo akifanya kazi. Ninaiga Paka kidogo kwa kupita kwenye kifaa kutoka mita 3 mbali. Kama unavyoweza kuona - lakini usisikie - kifaa kimewashwa mara tu nikiipitisha.

Kwa mshangao wangu PIR ni nyeti kabisa, ni nyeti zaidi kuliko kifaa cha Kutuliza Paka ambacho nilikuwa nimenunua miaka mingi iliyopita. Niligundua pia kuwa inawasha wakati ndege kubwa hupita lakini sauti haionekani kuwasumbua.

Furahiya kuifanya hii iwe yenye Agizo na inakutazamia athari na matokeo.