Отпугиватель грызунов
Электрическая схема, конструкция и печатная плата

Кроты являются одной из основных угроз среди подземных грызунов-вредителей для садоводческой деятельности. С грызунами в основном борются механическими и химическими способами. Но в последнее время появились электронные приборы, позволяющие вести борьбу с грызунами более гуманными методами, прогоняя излучаемыми тревожными звуками кротов и других грызунов с огородных участков.

В продаже есть множество видов электронных устройств, но они дорогие и не всегда оправдывают ожидания. Убедиться в эффективности купленного электронного устройства для отпугивания кротов можно только после его опытной эксплуатации.

Предлагаемый вариант электронного устройства собран по оригинальной электрической схеме, проверен в эксплуатации в течение двух лет и показал высокую эффективность работы. В схеме, в отличие от промышленных образцов, легко реализуется возможность изменения частоты излучаемого сигнала, что исключает привыкание кротов к излучаемому звуку.

Внешний вид

Устройство для отпугивания кротов сделано из подручных материалов, потребляет мало электроэнергии и при изготовлении не требует приборов для настройки. Корпусом для размещения электронной начинки отпугивателя послужила металлическая банка от корма для кошек.

Отпугиватель кротов

На фотографии банка, в которой размещена схема отпугивателя кротов проработавшая два дачных сезона, наполовину закопанная в грунт.

Электрическая схема и принцип работы

Отпугиватель грызунов (кротов) собран, по ниже приведенной электрической принципиальной схеме и состоит всего из двух простых логических микросхем, транзистора и нескольких пассивных элементов, размещенных на печатной плате. Отличительной особенностью предложенной схемы является малый расход электроэнергии (комплекта из трех пальчиковых элементов АА емкостью 1 А*ч хватает на весь сезон), что обусловлено излучением звукового сигнала частотой около 480 Гц в течение двух секунд с периодичностью раз в 32 секунды. Такой режим работы отпугивателя в дополнение более эффективно воздействует на кротов и увеличивает время привыкания грызунов к звуку.

Электрическая схема отпугивателя кротов

Структурно схема состоит из тактового генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2 вырабатывающего частоту около 480 Гц, делителя частоты на микросхеме DD2, логического сумматора сигналов на DD1.3, ключевого транзистора VT1 и звукового излучателя BA1.

Частота тактового генератора отпугивателя грызунов определяется номиналами сопротивления R1 и конденсатора C1. Уменьшая или увеличивая величину R1 или C1 можно соответственно увеличить или уменьшить частоту излучаемого звукового сигнала.

С генератора звуковой сигнал прямоугольной формы без изменения частоты, через логический элемент DD1.3 и токоограничивающий резистор R4, подается на транзистор VT1, включенный в режиме ключа. В режиме молчания на базу транзистора подается напряжение близкое к нулю и транзистор закрыт. В этом режиме ток потребления отпугивателя грызунов составляет 0,1 мА. В режиме излучения звукового сигнала, ток возрастает до 22 мА. Простой расчет показывает, что при использовании батареек емкостью 1 А*ч отпугиватель кротов проработает 9000 часов или 375 дней.

С тактового генератора сигнал также поступает на счетный вход (10 вывод) делителя частоты DD2. По положительному перепаду сигнала на выводе 9 счетчика логический ноль сменяется на логическую единицу. Для того чтобы обеспечить излучение звукового сигнала с периодом 32 секунды логическая единица подается с выводов 15, 1, 2 и 3 через диоды на 12 вывод логического элемента DD1.3, запирая его. Как только одновременно на выводах 15, 1, 2 и 3 DD2 появится логический ноль, DD1.3 пропустит сигнал с тактового генератора на базу транзистора VT1 и ВА1 начнет излучать звук.

Цепочка C2 и R2 служит для установки выходных напряжений микросхемы DD2 в нулевое состояние. При подаче напряжения питания на схему, конденсатор C2 начинает заряжаться и на его нижнем выводе появляется напряжение питания, которое подается на вывод R микросхемы. Когда процесс зарядки закончится, напряжение на нижнем его выводе опустится до нуля и больше не будет влиять на работу микросхемы DD2. Резистор R3 является нагрузочным для диодов VD1-VD4, чтобы было, куда течь току и для исключения наводок при отсутствии напряжения на вывод 12 микросхемы DD1.3. C3 служит для подавления помех, возникающих при переходных процессах в микросхемах.

Конструкция и устройство

Придумал конструкцию, изготовил и проверил на практике эффективность работы четырех устройств для отпугивания кротов, мой приятель, большей любитель выращивать овощи на собственном участке Иванов Геннадий Васильевич. Конструкция очень простая в изготовлении и практически не требует финансовых затрат. Одно из устройств, для отпугивания кротов Геннадий Васильевич любезно предоставил мне для подготовки этой статьи.

Корпусом для устройства отпугивателя кротов послужила металлическая банка от сухого корма для кошек, в которой размещены все детали. Банка герметично закрывается пластмассовой крышкой и исключается попадания в нее воды от дождя и при поливе огорода. Для изготовления отпугивателя кротов подойдет любая металлическая герметично закрывающаяся банка подходящего размера, например от кофе.

В качестве излучателя звуковых волн в отпугивателе применен телефонный капсюль ТК-67-НТ, который широко применяется в трубках стационарных телефонных аппаратов. Это простой и надежный излучатель и его можно взять от любого старого телефона. Капсюль хорошо излучает звук в диапазоне частот от 300 до 3400 Гц, что как раз и надо, имеет модуль полного электрического сопротивления на частоте 1000 Гц, 260±52 Ом. И самое главное, капсюль позволил легко решить проблему герметизации корпуса и одновременно многократно повысить КПД отпугивателя кротов за счет оригинальной его установки в корпусе.

Капсюль отпугивателя кротов

С капсюля откручена крышка, снята металлическая мембрана (на фото слева), и он просто приложен ко дну банки (на фото справа). Для того, чтобы капсюль ни перемещался по дну банки, в одной точке его корпус зафиксирован каплей силикона. Можно придумать и другой способ крепления. Дело в том, что в капсюле встроен постоянный магнит, и капсюль, приложенный к металлу, примагничивается и сам хорошо держится. Нужно только ограничить его горизонтальное перемещение. При таком креплении излучателем звука является уже не мембрана, а сама банка. Из-за неплотного примыкания к дну банки капсюль во время работы вибрирует, и издаваемый звук получается очень неприятным, хриплым с большими нелинейными искажениями. Для отпугивателя кротов такой звук оказался очень подходящим.

В банке с внутренней стороны по периметру, на высоте, обеспечивающей размещение трех батареек и печатной платы отпугивателя кротов, припаиваются припоем три уголка, и на них устанавливается круглая пластина (второе дно) из любого материала с отверстием в центре для проводов.

Уголки для установки плоской пластины

В качестве материала для уголков взяты металлические канцелярские скрепки, но можно уголки сделать из любого материала, который паяется оловянно-свинцовым припоем, например, медной проволоки, стальной полоски и т.п. Длина уголков выбирается исходя из размера плоской перегородки - второго дна, а ее размер обусловлен диаметром горловины банки.

Дно корпуса

На втором дне размещен выключатель отпугивателя кротов, для отключения батареек при транспортировании устройства или в случае неиспользования. Но выключатель можно и не устанавливать, а подключать батарейки с помощью разъема.

Так как условия эксплуатации отпугивателя кротов жесткие, температура может колебаться от нуля до 50˚С, и для упрощения конструкции, элементы питания подключены к проводам устройства и соединены между собой методом пайки. Для исключения от замыкания о металлические стенки корпуса, батарейки обвиты изоляционной лентой.

Изоляция батареек

Чтобы исключить замыкание дорожек и элементов печатной платы, она помещена в полиэтиленовый мешок, который в месте выхода проводов завязан ниткой.

Отпугиватель грызунов с незакрытой крышкой

Батарейки и печатная плата уложены на второе дно корпуса, осталось закрыть крышку и отпугиватель кротов готов к использованию по назначению. Достаточно его зарыть в грунт на глубину, исключающую попадание потоков воды по грунту во время дождей и полива сбоку крышки, так как она все же не совсем герметична. Достаточно закопать до уровня половины банки. Индикатор включенного состояния отпугивателя в схеме не предусмотрен для исключения необоснованного расходования энергии, так как когда отпугиватель издает звук, то он слышен даже на значительном от него удалении.

Печатная плата

В связи с отсутствием возможности изготовления печатной платы отпугивателя кротов с использованием химической технологии, был использован механический способ удаления участков медной фольги с фольгированного стеклотекстолита.

Печатная плата со стороны пайки

Расположение радиодеталей на печатной плате отпугивателя кротов приведено на фотографии ниже.

Печатная плата со стороны деталей

Внешний вид печатной платы для изготовления фотохимическим способом и расположение радиоэлементов представлен на фотографии ниже.

Печатная плата профессиональная

Плату можно сделать из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Печатная плата Сан Саныча

Посетитель сайта, который представился Сан Санычем, любезно предоставил свой вариант печатной платы отпугивателя грызунов, разведенной в графическом редакторе для разводки печатных плат Sprint-Layout 3.0R, за что ему огромное спасибо.

Детали

Вместо телефонного капсюля BA1 типа ТК-67-НТ можно применить аналогичные капсюли типа ТА-56М, ТА-56, ТОН-2 или ТГ-7 с сопротивлением обмоток около 60 Ом.

Конденсаторы и резисторы подойдут любого типа. Вместо диодов VD1-VD4 КД521 можно устанавливать любые маломощные, которые надутся.

Транзистор подойдет любой n-p-n , но лучше с минимальным падением напряжения между коллектором и эмиттером. В таком случае излучаемая мощность звукового сигнала будет больше без увеличения тока потребления отпугивателя. Подойдут импортные транзисторы: 2N1893,2N2243, 2SC309, 2N3107, 2SС498, BС300, 2N2988, 2SС310, 2SC510, 2N1711, 2N2989, BC140, 2N2194, 2N2195, BFY46, 2N1420, BFY68, BSY52 и многими другими.

Микросхему D1 типа К561ЛЕ5 можно заменить зарубежным аналогом CD4001A, а типа К561ИЕ16 микросхемой CD4020B.

Настройка отпугивателя грызунов

При исправности всех радиодеталей и безошибочном монтаже отпугиватель кротов заработает сразу. При желании можно изменять временные параметры издаваемого звукового сигнала. Частота увеличится при уменьшении резистора R1 или конденсатора C1. Если есть желание изменять частоту в процессе эксплуатации отпугивателя кротов, то резистор R1 можно заменить двумя последовательно соединенными, постоянным и подстроечным резисторами номиналом по 75 кОм. При изменении частоты тактового генератора необходимо, чтобы она оставалась в диапазоне от 300 до 900 Гц, так как именно такие звуковые частоты наиболее эффективно отгоняют грызунов.

При изменении частоты генератора надо учесть, что пропорционально изменится и период следования звуковых сигналов. Например, если будет установлена частота в два раза ниже - 250 Гц, то время между звуковыми сигналами и длительность сигнала тоже станут в два раза больше, 64 секунды и 4 секунды соответственно. Так что тут есть возможность поэкспериментировать. При желании можно восстановить прежние временные параметры, перекинув анод диода с 3 вывода DD2 на 14.

Длительность звукового сигнала и период его следования легко можно менять. Если удалить диод с 15 вывода DD2, то длительность звукового сигнала будет равна 4 секунды без изменения периода повторения 32 секунды, а если добавить дополнительный диод с 14 вывода DD2 на вывод 12 DD1.3, то звуковой сигнал станет длительностью 1 секунду.


Человек Александр Викторович 26.04.2016

Уважаемый Александр Николаевич!
Измученный неравной борьбой с кротами на своей даче, решил собрать отпугиватель по схеме, предложенной на вашем сайте. Подкупила простота и экономичность устройства.
Однако возникла проблема. При подаче питания динамик сразу начинает издавать звуковой сигнал в непрерывном режиме. Периодичности нет. Частота сигнала подстроечным резистором R1.2 регулируется хорошо. Неоднократно проверив свою печатную плату (соответствие электрической схеме, обрывы, замыкания) и взяв в магазине новые радиодетали спаял еще две платы, но результат тот же - непрерывный хриплый сигнал.

Общий вид отпугивателя грызунов

Что делаю не так? Конденсаторы брал с маркировкой 104 (0,1 мкФ), остальное все по электросхеме. Надеюсь на Вашу помощь, с уважением, Александр Викторович г. Брянск.

Александр Николаевич Александр

Здравствуйте, Александр Викторович.
Проверил Вашу печатную плату, ошибок нет. Но показалось, что диоды запаяны неправильно, хотя маркировка бывает разной. Я обычно не доверяю маркировке и всегда перед запайкой диоды прозваниваю мультиметром, так как использую зачастую б/у. А в советские времена импульсные диоды маркировали наоборот, чем зарубежные. Если динамик издает звук, значит, задающий генератор и ключевой транзистор работают.
Для поиска причины отсутствия пауз в звучании нужно:
К выводу 12 микросхемы D1 припаять проводок и прикоснуться другим его оголенным концом к +. Звук должен прекратиться. При прекращении контакта с + звук должен опять появиться.
Можете работать смело, 561 серия микросхем не боится подачи + и – на вход или выход и короткого замыкания выходов, так как имеет встроенную защиту по току. Исходя из Вашего описания, тут все должно быть в порядке.
Далее нужно концом провода от 12 вывода D1 последовательно прикоснуться к выходам микросхемы D2 (выводы 7, 5, 4, 6). При этом звук должен прерываться на разное время. Если нет, то неисправна микросхема D2.
Но полагаю, что причина в неправильной запайке диодов и после их разворота все заработает.

Человек Александр Викторович

При сборке отпугивателя кротов я действительно допустил глупую ошибку - неправильно впаял диоды. Признаюсь, не силен в электросхемах, хотя иногда дружу с паяльником и при должном старании могу повторить разжеванную схему. Вот и здесь подвело отсутствие мультиметра. Для таких как я (а нас недоучек большинство) нужно описывать детально - так как Вы сделали в письме. Огромное спасибо за нужную разработку!
Устройство работает, однако звуковой сигнал длится около 30 секунд, а интервал между сигналами приблизительно 8 минут. Видимо нужно подбирать сопротивления и емкость конденсаторов. Хотя резисторы согласно цветовой маркировке соответствуют номиналам по схеме. Может быть емкости конденсаторов не соответствуют? Они-то кстати единственные б/у радиодетали и лежали в неотапливаемом сарае несколько лет. Из-за отсутствия свободного времени некогда экспериментировать, кроты уже перерыли всю теплицу.

Александр Николаевич Александр

Судя по всему, схема работает правильно, но частота задающего генератора, собранная на DD1.1-DD1.2 в несколько раз ниже требуемой. Необходимо ее увеличить с помощью уменьшения номинала резистора R1 или конденсатора С1 или одновременно одного и другого. Тогда и звук будет намного сильнее. Тон звука в динамике отпугивателя кротов должен быть приблизительно как в трубке телефона, когда она поднята.
Конденсаторам, кроме электролитических, даже если они хранились в любых условиях, со временем ничего не делается. Так что об этом можно не беспокоиться.

Человек Вячеслав 17.10.2018

Здравствуйте, уважаемый Александр Николаевич!
Я сделал три прибора "Антикрот" по вашей схеме. Проблема с кротами была частично решена, за что ОГРОМНАЯ Вам благодарность! Частично решена, потому как приусадебный участок у меня большой и там, где я поставил генераторы, там кроты ушли, а вот с противоположной стороны участка - живут и здравствуют.
У меня к Вам вот такой вопрос: возможно ли провести небольшую модернизацию генератора, чтоб звук был раза в два громче...может и более..? Без особой переделки, или чтоб я спаял новые с большей громкостью, именно громкость звука меня очень интересует! Заранее Вам БЛАГОДАРЕН!!!

Александр Николаевич Александр

Здравствуйте, Вячеслав!
Спасибо за добрые слова и отзыв об эффективности отпугивателя в реальных условиях эксплуатации.
Увеличить мощность излучения можно просто увеличив напряжение питания устройства. Микросхемы 561 серии допускают питающее напряжение до 12 В. Если вместо 4,5 В подать 9 В, то мощность излучения увеличиться в 2 раза. Если будет громкости мало, то увеличьте напряжение до 12 В.
Правда частота задающего генератора тоже возрастет и потребуется увеличить времязадающую цепь – конденсатор С1 и возможно резистор R1, подобрав их номинал опытным путем.
Если излучатель BA1 будет перегружаться (можно услышать по хриплому звуку), то можно последовательно с ним включить еще такой же, соблюдая полярность.

Человек Игорь 21.09.2022

Здравствуйте, уважаемый Александр Николаевич!
Скажите пожалуйста каким элементов в отпугивателе кротов можно заменить транзистор КТ630, желательно несколько вариантов.
За ранее спасибо!

Александр Николаевич Александр

Здравствуйте, Игорь!
Строгих требований к транзистору, установленном в «Отпугиватель грызунов» нет, так как напряжение питания низкое и транзистор работает в ключевом режиме. Вот импортные аналоги транзистора КТ630: 2N1893,2N2243, 2SC309, 2N3107, 2SС498, BС300, 2N2988, 2SС310, 2SC510, 2N1711, 2N2989, BC140, 2N2194, 2N2195, BFY46, 2N1420, BFY68, BSY52 и многими другими. Главное, чтобы были n-p-n.
Поэтому можете пробовать любой транзистор n-p-n который найдете, если звук будет нормальный, значит транзистор подходит.

Человек Денис 18.10.2022

Здравствуйте Александр Николаевич.
У меня на огороде завелись водяные полевки, это беда похлеще кротов. Подскажите пожалуйста, примерно какая эффективная площадь действия отпугивателя при питании 9 вольт (конечно если проводились такие замеры).
И такой момент, читал отзывы людей по применению магазинных ультразвуковых отпугивателей, многие жалуются на малую эффективность тех приборов в части привыкания подземных грызунов к одной частоте. Так вот в дорогих версиях ультразвуковых отпугивателях применяется случайным образом периодичность издаваемых звуковых сигналов, а самое главное, также случайным образом может меняться сама частота звука в определенных пределах. В этой схеме такое возможно применить?

Александр Николаевич Александр

Здравствуйте, Денис!
На счет радиуса действия и эффективности сказать точно не могу, так как лично не использовал, но по отзывам людей, польза от отпугивателя есть ощутимая.

Электрическая схема отпугивателя кротов

Частоту не сложно изменять двумя способами. Можно вручную, изменяя в большую или меньшую сторону номинал резистора R1 или C1 емкости с помощью переключателя. Для автоматического режима нужно установить еще одну микросхему К561ИЕ16 и включить ее также. Только на счетный вход С (вывод 10) дополнительной микросхемы сигнал подавать с 14 вывода микросхемы DD2. А с 14 вывода установленной микросхемы через диод и последовательно включенный резистор (номинал нужно подобрать) подавать сигнал на вывод 1-2 микросхемы DD2 на которой собран задающий генератор. Таким образом частота генератора будет изменяться раз в 7 минут.
Если собрать отдельных задающий генератор и с него подавать низкую частоту, несколько герц, на дополнительную микросхему К561ИЕ16, а через диоды и последовательно включенных с ними резисторы с ее выводов подавать сигнал на задающий генератор отпугивателя, то можно получить эффект разных частот в разное время. Но для этого нужно поэкспериментировать, так как теоретически работать должно, а на практике нужно проверить.