31.03.21

[Домашняя]

В одном из журналов «Elektor» было описание электронной мышеловки. Ящик с поднимающейся дверкой - задвижкой, зафиксированной якорем электромагнита, так что при подаче тока на него дверка падает и закрывает ящик. Внутри ящика фотодатчик на пересечение луча состоящий из ИК-светодиода и стандартного интегрального фотоприемника, а так же, место куда кладут приманку (рис.1).

Данное устройство нужно расположить в самом мышином месте. По идее, мышь на запах приманки должна пробежать внутрь ящика через открытую дверцу. Там она своим телом перекрывает луч датчика. Датчик срабатывает и электромагнит втягивая якорь, освобождает дверку- задвижку, которая под собственным весом падает и закрывает ящик. Мышь поймана! Все бы неплохо, но всем этим процессом в оригинале управляет микроконтроллер, который и стоит недешево, да ещё и требуется его программирование. А всего-то дел, - вырабатывать импульсы частотой 38 кГц для модуляции ИК-светодиода, и давать импульс на ключ, управляющий электромагнитом когда луч пересечен. В общем, какая-то стрельба из пушки по воробьям (простите, по мышам). Так что я немного подумал, и сделал аналогичное устройство на нашей любимой и дешевой микросхеме K561J1E5 (или CD4001), и вот что получилось - рис.2.

В микросхеме К561ЛЕ5 есть четыре логических элемента. Первые два из них (D1.1 и D1.2) используются для генерации импульсов частотой 38 кГц. Детали С1 и R1 подобраны так чтобы именно эта частота была (при настройке можно подобрать сопротивление R1 точнее). ИК светодиод HL1 - такой как в пультах управления телевизорами. Здесь он подключен к выходу мультивибратора через ограничительный резистор R1. Обычно ИК- светодиоды подключают через ключи, дающие довольно большой ток (пример - пульты ДУ). Но здесь ведь расстояние между ним и приемником не более 10 см, а мышь просвечивать насквозь мы не собираемся. Поэтому, через ИК-светодиод протекает небольшой ток и дальность так и получается 10-20 см. Фотоприемник HF1 - стандартный от систем ДУ телевизоров. Типа SFH506-38 на частоту модуляции 38 кГц. Неуверен в правильности обозначения его выводов по номерам, в общем, там три вывода, из них два рядом, а один дальше. Так вот тот, что дальше - выход, а питание поступает на те, что рядом, причем на крайний - минус, а на тот, что ближе к центру - плюс. Рабочей (фоточувствительной) поверхностью является выпуклая часть корпуса. В корпусе мышеловки HL1 и HF1 расположены так, что луч HL1 светит на HF1. Дополнительно на светодиод надета трубка, чтобы было меньше помех от отражения луча внутри корпуса. Когда схема работает в режиме ожидания луч от HL1 беспрепятственно проходит на HF1, и на выходе HF1 удерживается уровень логического нуля. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 закрыт, а электромагнит Y1 обесточен. В этом состоянии якорь Y1 выдвинут и вставлен в отверстие в задвижке так, что удерживает задвижку поднятой и не дает ей провалиться. Вообще, якорь электро­магнита сам не выдвигается, его нужно выдвинуть пинцетом при взводе мышеловки, то есть, включить питание, потом поднять дверку-задвижку и выдвинуть якорь электромагнита так чтобы его конец прошел в специально сделанное отверстие в задвижке. Если промежуток между HL1 и HF1 будет перекрыт непрозрачным предметом, кратковременно или длительно, то на выходе HF1 появляется логическая единица, которая запускает одновибратор на элементах D1.3 и D1.4. Он формирует один импульс, длительность которого должна быть установлена такой, чтобы её уверенно хватало на втягивание электромагнитом якоря, и выдергивание им фиксатора задвижки. При этом задвижка должна беспрепятственно упасть вниз и закрыть выход из мышеловки. Длительность импульса нужно подобрать сопротивлением резистора R5. Электромагнит с втягивающим якорем, от лентопротяжного механизма старого магнитофона. Обмотка на 12V, сопротивление обмотки постоянному току 26 Ом (согласно показаниям мультиметра). Источником питания служит сетевой блок питания, вырабатывающий постоянное напряжение 12V (вообще, напряжение у него регулируется) при токе не ниже 0,5А (это ток электромагнита при указанном выше сопротивлении обмотки). Микросхемы и датчик питаются напряжением 5V, полученным от стабилитрона VD1. Конструкция ясна из рисунка 1. Коробка из фанеры, но можно сделать настоящую клетку с металлическими прутьями. ИК-светодиод вставлен в трубку черного цвета, в качестве которой используется корпус черной шариковой ручки. Положение HL1 и HF1 должно быть строго друг на друга. Электромагнит расположен наверху корпуса мышеловки. Приманку нужно располагать у самой дальней стенки. Вообще, длину корпуса нужно продумать такой чтобы дверкой мыши хвост не прищемило. Потому что если это произойдет, она сможет вылезти из коробки просунув лапы в образовавшуюся щель между задвижкой и полом. Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5, К1561ЛЕ5 или импортной CD4001, mPD4001, HCF4001 и другими аналогами с маркировкой «4001». Инфракрасный светодиод - АЛ147А1, его можно заменить любым ИК-светодиодом от пультов дистанционного управления теле- видео-аудиотехники. Фотоприемник SFH506-38, на частоту модуляции 38 кГц (об этом говорит последнее число в его обозначении). Вместо него вполне подойдет практически любой другой аналогичный фотоприемник, кроме фотоприемников от систем ДУ старых советских телевизоров (там фотодиод, а здесь микросхема). Мультивибратор D1.1-D1.2 нужно будет перестроить на частоту применяемого фотоприемника (она может быть от 27 до 50 кГц), а сам фотоприемник включить согласно типовой схеме. При приеме ИК на выходе фотоприемника должен быть ноль, на сколько мне известно, так у всех интегральных фотоприемников для дистанционного управления, но если используете не такой как на схеме, - лучше это проверьте, на всякий случай. Стабилитрон КС147А можно заменить любым на напряжение около 5V (4,5-5,5V). По поводу выбора электромагнита ничего посоветовать не могу, - использовал тот, что имелся в наличии. Налаживание. Мультивибратор нужно настроить на 38 кГц, вернее на частоту фотоприемника. Если взят фотоприемник на другую частоту, то и настройка мультивибратора должна быть соответствующей. Частоту настраивают подбором сопротивления R1. Затем, может понадобиться настройка силы излучения ИК-светодиода подбором сопротивления R2. Но меньше 500 Ом его делать не стоит, так как это грозит перегрузкой выхода элемента. Вообще, указанный на схеме 1 кОм, - это ток с большим запасом. Если ИК-светодиод импортный с хорошей светоотдачей, то, возможно, сопротивление можно увеличить в несколько раз. Это определяется экспериментально. В качестве пробной мыши можно использовать игрушеч­ную плюшевую мышку или любой другой непрозрачный предмет. Сопротивление R5 нужно подобрать так, чтобы продолжительности подачи тока на электромагнит было достаточно для разблокировки задвижки. Задвижку можно сделать из куска стеклотексталита, или металлическую.

Радиоконструктор №11 2010г стр. 37