На краевом фестивале «Студенческая Весна 2017» авторы представили научный проект в области инноваций и технического творчества по теме: «Разработка и внедрение электронного прибора догчейзера для самозащиты человека от агрессивных животных».
Проект демонстрирует процесс разработки и внедрения электронного прибора догчейзера для решения актуальных задач в повседневной жизни человека – самозащита от агрессивных животных.
Догчейзером (от англ. dogchaser – преследователь собак) называют портативное электронное устройство, способное отпугивать агрессивных животных.
Принцип действия электронного прибора основан на направленном ультразвуковом излучении в сторону животного. Чтобы человек не ощущал дискомфорта в момент использования устройства, выходная частота догчейзера превышает порог слышимости человеческого уха (более 20 кГц) и совпадает с болевым порогом слуховых ощущений животного. В результате у животных возникает чувство «искусственного страха», животное начинает паниковать и бросается в бегство, удаляясь от источника ультразвукового сигнала.
Учитывая настроение общества на уничтожение бродячих животных, с учетом принципа гуманности, проект имеет реальную актуальность и практическую значимость.
Электронный прибор – догчейзер, создавался с целью решения актуальных жизненных задач и был ориентирован на самозащиту потребителя, а также на формирование у населения позитивного мнения о юношеском поколении.
Проблема соседства людей с одичавшими животными в городах становится все более актуальной. Из-за обилия пищи собаки активно размножаются, сбиваются в стаи и начинают защищать территорию обитания, демонстрируя свою прямую агрессию прохожим. В первую очередь в зону риска попадают дети, которые в силу невысокого роста не рассматриваются хищниками как серьезные соперники. Пережив один раз нападение дикого животного, ребенок получает психологическую травму на всю оставшуюся жизнь. Даже взрослые болезненно переживают курс лечения после укусов агрессивных собак. Чтобы бороться с опасностью нападения, автором был разработан электронный прибор для отпугивания агрессивных собак – догчейзер, которое хорошо зарекомендовало себя в жизненных ситуациях.
На сегодняшний день рынок средств самозащиты от животных переполнен различными новинками, которые часто имеют необоснованную завышенную цену и не всегда долговечны в использовании.
Процесс разработки и проектирования догчейзера авторы разделили на этапы:
1 этап: анализ рынка электронных средств защиты от животных на предмет рыночной стоимости и эффективности.
2 этап: изучение схемы электронной сборки подобных устройств, представленных на рынке. Мониторинг подобных устройств для обеспечения максимально эффективной сборки.
3 этап: определение требования к электронным компонентам разрабатываемого устройства.
4 этап: разработка, изготовление и внедрение электронного прибора догчейзера.
5 этап: анализ созданного продукта на основе его апробации в реальных условиях.
Анализ представленных на рынке догчейзеров на предмет рыночной стоимости и эффективности демонстрирует таблица 1.
Таблица 1
|
Догчейзер |
Страна изготовитель |
Рыночная стоимость, руб. |
Частота, кГц |
Радиус действия, м |
|
Ультразвуковой отпугиватель собак - Dogchaser |
КНР |
1250 |
20 |
6 |
|
Отпугиватель собак "ГРОМ-125" |
Россия |
1990 |
20-24 |
8 |
|
Отпугиватель собак "Кобра" |
Россия |
950 |
20-25 |
5-8 |
|
Отпугиватель собак «Собак Нет» |
Россия |
2690 |
22-25 |
6-8 |
Себестоимость разработанного электронного прибора демонстрирует таблица 2.
Таблица 2
|
Наименование модуля |
Страна производитель |
Рыночная стоимость, руб. |
|
Резистор 2.2кОм |
Китай |
2 |
|
Резистор 1.6кОм |
Китай |
2 |
|
Конденсатор 10n |
Китай |
5 |
|
Интегральная микросхема ne555 |
Япония |
25 |
|
Пьезоизлучатель W-08A |
Китай |
50 |
|
Конденсатор 10 мкФ, 16В |
Китай |
6 |
|
светодиод |
Китай |
5 |
|
микрокнопка |
Китай |
4.5 |
|
Итого: |
99,5 |
Модули приобретались на радио рынке г. Хабаровска.
Готовое к использованию электронное изделие имеет характеристики, представленные в таблице 3.
Таблица 3
|
Напряжение питания, В |
9 |
|
Потребляемый ток, мA |
20 |
|
Частота излучения, кГц |
26,7 |
|
Радиус действия, м |
10 |
|
Диапазон непрерывной работы, час |
Более 50 |
Монтаж догчейзера произведен на одностороннем стеклотекстолите размером 25 X 30 мм (рис.1, 2).
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
Рис. 2 |
Авторы использовали лазерно-утюжную технологию производства печатных плат.
Разработанное устройство выполнено в печатном монтаже (рис. 3).
Разработанное электронное устройство собрано на интегральной схеме таймера ne555 и представляет собой генератор прямоугольных импульсов с постоянной частотой. Основной параметр догчейзера – это тактовая частота излучения. Частота задается цепочкой модулей R1, R2, C2 и рассчитывается по формуле:
В нашем случае частота будет равна 26.7 кГц.
Рис. 3. Принципиальная схема разработанного и изготовленного догчейзера
Сформированный сигнал заданной частоты поступает с генератора на пьезоизлучатель (SP1) и действует на животное, отпугивая его.
Прибор питается от гальванического элемента типа «КРОНА» напряжением 9В.
Разработанный прибор заключен в корпус из листового пвх пластика размером 100 х 40 х 40 мм (рис. 4). Прибор компактный, легок по массе и практичен в транспортировке – легко помещается в дамскую сумочку или барсетку.
Рис. 4
Разработанный электронный прибор безвреден для здоровья человека и животного. Догчейзер дает возможность пользователю сократить затраты на самозащиту, т.к. внедренный прибор предельно экономичен по себестоимости. Разработанный электронный продукт эффективен и прост в эксплуатации. Догчейзер имеет радиус эффективного действия 10 метров и предельное время непрерывной работы более 50 часов. Прибор прекрасно зарекомендовал себя в реальных условиях.
Разработанное устройство хорошо себя зарекомендовало среди широкого круга лиц и знакомых авторов. Главным плюсом является его безвредность здоровью человека и животного. С помощью данного электронного прибора можно не только устранить надвигающуюся на себя угрозу, но и защитить детскую площадку, приусадебный участок, двор от испражнений животных. Портативность этого прибора не затрудняет его переноску.
Тестирование показало, что прибор способен непрерывно работать более 50 часов, эффективен в 100% случаев апробации.
Практическую ценность своей работы авторы видят в следующем:
во-первых, использование догчейзера повышает степень самозащиты человека;
во-вторых, разработанный догчейзер может сделать даже начинающий радиолюбитель;
в-третьих, себестоимость электронного изделия на порядок ниже представленных на рынке догчейзеров;
в-четвертых,разработанный и внедренный догчейзер не уступает по техническим характеристикам отечественным и импортным аналогам, а по параметрам надежности и функциональности превосходит многие из них.
Подводя итоги можно сказать, что была проделана детальная работа в области электронной цифровой схемотехники. Авторы рекомендуют использовать разработанный прибор догчейзер в целях защиты человека от агрессивных животных, для защиты территории от испражнений животных, а также для тренировки собак в целях послушания.
Исходя из вышеизложенного, авторы утверждают, что разработанный и внедренный электронный прибор догчейзер является одним из необходимых устройств для повсеместного использования, с целью безопасности потребителя данного продукта от нападения агрессивный животных.
Литература:
- Игумнов Д. В., Костюнина Г. П. Основы полупроводниковой электроники. 2015, М.: «Горячая линия - Телеком».
- Берикашвили В. Ш., Черепанов А. К. Электронная техника. 2015, М.: «Академия».
- Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и микропроцессорная техника. 2012, М.: «Высшая школа».
- Гальперин М. В. Электронная техника. М.: «Форум». – 2014.
- Якубовский С. В. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. 2012, М.: «Радио и связь».
