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无线电电子与电气工程百科全书 带太阳能电池的电围栏。 无线电电子电气工程百科全书
一个多世纪前，人们发现无害的电击可以将宠物留在围栏中。 农民和牧民充分利用了这一发现。 由于围场周围铺设了高压电线，因此无需使用昂贵的坚固围栏即可限制动物的活动自由。 不幸的是，畜牧养殖场常常没有为电围栏供电所需的集中电力供应。 最近，已经使用电池来解决这个问题。 但充电电池需要定期维护和充电，这使得整个设备相当笨重。 不过，不用担心。 太阳能拯救了我们。 安装小型光伏阵列后，无需更换或充电电池。 设备示意图 电子围栏只需要低功率的电源，这使得这种围栏的使用更加实用。 该充电器的功能基于汽车点火线圈。 线圈的工作原理与汽车点火系统的原理基本相同。 当断路器的触点（在我们的例子中是继电器RL1的触点）闭合时，电流开始流过点火线圈的初级绕组，导致线圈芯中的磁场增加。 当触点打开时，电流停止并且磁场开始减弱。 变化的磁场会导致线圈的次级绕组中出现电压。 由于次级绕组的匝数与初级绕组的匝数之比很大，因此感应电压也很高，更准确地说为25kV。 这种潜力足以吓跑任何动物，甚至是攻击性的动物。 继电器由晶体管 Q1 短时间（约 15 ms）导通。 在这段短暂的时间间隔内，电流流过线圈，在磁芯中产生磁场。 继电器导通状态的持续时间由装配在CMOS结构的逻辑元件上的备用多谐振荡器设定，闭合状态的时间常数由C2和R3的值确定。 发射是通过组装在CMOS结构的剩余两个元件IC1A和IC1B上的自振荡多谐振荡器来实现的。 事实上，这个发生器决定了每分钟的脉冲数，就像汽车断路器一样。 脉冲重复周期由电阻 VR1 调节在 80-64 imp/min 范围内。 最后一个多谐振荡器还决定充电器占空比的持续时间。 在最高频率 (64 imp/min) 下，占空比占设备整个运行周期的 1,6%，在低频 (30 imp/min) 下占空比为 0,75%。 由于短占空比和 CMOS 元件的使用相结合，电子围栏装置消耗的功率非常少。 设计 为简单起见，电子围栏的方案是使用印刷线路制作的。 尽管该电路在布线上通常没有任何特殊性，但在使用 CMOS 元件时必须小心。 CMOS 单元对静电非常敏感，必须小心处理。 最好先将板上的所有元件固定好，然后小心地插入集成电路，并用烙铁头接地的烙铁进行焊接。 微电路即使安装在板上后，对电气干扰和干扰也非常敏感。 因此，点火线圈必须尽可能远离电路板放置。 高压线绝对不能靠近电路板！ 在为电路选择点火线圈时，请记住只有普通的汽车线圈才可以。 用于电子晶体管点火电路的现代线圈在上述条件下将在我们的电路中强烈火花。 您可以使用旧车型上的任何线圈，但是，您需要了解不同类型线圈之间的一些差异。 某些线圈（例如大众汽车的线圈）在打开时会产生强大的电流脉冲。 此类脉冲会缩短继电器触点的寿命。 您可以使用电阻器 R4 选择通过与护照值相对应的触点的电流强度，该电阻器限制通过点火线圈初级绕组的电流。 为了延长继电器的寿命，应使用点火线圈自带的电容器。 如果有的话，将其放入电路中而不是电容器 C3。 该电容器可减少断开电路时继电器触点之间的火花。
抑制初级绕组中产生的高压脉冲可延长触点的寿命。 此外，电容器和线圈形成一种振荡电路，其阻尼振荡导致线圈次级绕组上的高压增加。 您可以寻找与标准线圈相比在次级绕组上产生更高电压的高质量线圈。 然而，经验表明，使用传统线圈可以获得良好的结果。
电源 现在我们来到了与太阳能电池有关的设计部分。 正如您所看到的，我们已经做出了一些努力来最大限度地减少电路消耗的能量。 这降低了对太阳能电池阵列所需功率的要求。 铁丝网供电设备的主要电源是称为凝胶电池的密封铅酸电池。 它的性能与汽车中使用的传统湿式铅酸电池相同。 与传统铅酸电池不同，凝胶电池免维护，可以安装在任何位置。 Powersonic PS-1260 或类似电池尺寸小（15x6x10 厘米），可装入一个带有电子电路的外壳中。 为了给电池充电，需要使用太阳能电池，该电池应在 12 mA 的电流下产生 250 V 的电压。 市场上有多种类型的电池满足这些条件。 自行制造太阳能电池时，可以使用分成四部分、直径为 7,5 厘米的元件。 这种尺寸的太阳能电池阵列将产生约 3,6 瓦的电力。 这相当于平均每天 22 W 或 1,6 Ah。 在正常情况下，一块6Ah的凝胶电池能够为电路供电约10天，而无需通过太阳能电池充电，具体时间取决于高压脉冲产生的频率、电池温度等。 安装高压设备 高压围栏装置的安装非常简单。 在栅栏的整个周边拉一根电线，然后向栅栏提供高压。 当然，该电线必须与地绝缘。 大多数五金店都可以买到的陶瓷绝缘体适合此用途。 相反，您可以使用玻璃瓶的瓶颈。
钢丝悬挂的高度取决于畜栏内饲养的动物类型。 对于牛和马，经验表明有必要将电线安装在胸部高度。 脉冲频率还取决于动物的类型。 在许多情况下，放置在新围栏中的动物需要使用较高的频率。 动物“适应”圈养一段时间后，频率可以减少。 为了防止电池过度充电，需要充电调节器。 适合此目的 这个调节器。 使用低功率晶体管选项。 该导线连接到点火线圈的高压输出端。 可靠的接地是通过插入潮湿土壤的金属销或埋在地下的水管来提供的。 严禁将煤气管道用于此用途。 现在连接电池，设置脉冲频率，将太阳能电池阵列指向南方 - 你就会得到一个电围栏！ 作者：拜尔斯 T.
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