Ультразвуковое устройство, отпугивающее насекомых

Приближается летний сезон, а вместе с ним привычные хлопоты по купиро­ванию и локализации отрицательных эмоций, неизменно проявляющихся у людей, при появлении назойливых летающих насекомых — комаров, мух и прочих вредителей.

Чтобы обезопасить себя в отпуске, на природе и даже дома, кто-то покупает москитную сетку, другие обрабатывают себя и семью специальными отталкивающими насекомых кремами и составами, но, владея навыками самостоятельной сборки электронных устройств, можно поступить иначе. Для этого потребуется собрать простую схему устройства защиты от комаров, действующего с помощью ультразвукового излучения (УЗ-излучения). Почему именно ультразвук?

Ультразвук — это звуковые волны высокой частоты. Ухо человека может воспринимать волны частотой до 16ООО Гц(Колебаний/в секунду), звуковые колебания с час­тотой выше 16kHZ представляют собой *ультра*звук. А если быть точнее - ультразвуковым диапазоном называется полоса частот от 20kHz до неcколь­ких мегагерц.

То, что ультразвук активно воздействует на биологиче­ские объекты (например, убивает бактерии), известно уже более 80 лет. Ультразвуковые стерилизаторы хирургических инструментов распростране­ны в больницах. Электронная аппаратура со сканирующим ультразвуковым лучом служит целям обнаружения опухолей в мозгу и постановки диагноза, используется в нейрохирургии для инактивации отдельных участков голов­ного мозга мощным сфокусированным высокочастотным (порядка 1 МГц) пучком.

Ультразвук широко применяется в терапии — при лечении люмбаго, миалгии и контузий. Еще одним полезным качеством ультразвукового излу­чения является борьба с летающими насекомыми.

Рассмотрим устройство, схема которого представлена на рисунке.

Электрическая схема устройства защиты от летающих насекомых

Такие особенности устройства, как доступные детали, малые габариты и отсутствие налаживания, позволяют повторить его любому радиолюбителю.

Непосредственно услышать (и таким образом удостовериться в работоспособности узла) излучаемый звук не представляется возможным, т. к. спектр ультразвуковых волн находится за пределами слышимости человеческого уха. А вот на коллекторе транзистора VT2 (при необходимости) можно проконтролировать импульсы частотой 32—-40 кГц.

В схеме на однотипных транзисторах VT1, VT2 собран высокочастотный автогенератор, нагружен­ный на пьезоэлектрический капсюль НА1.
Ограничительные резисторы Rl, R6, R3, выпрямительный диод VD2 и ок­сидный конденсатор С1 выполняют роль бестрансформаторного источника питания для ультразвукового генератора.
Ток потребления составляет менее 20 мА. Напряжение питания генератора (разница потенциалов на обкладках оксидного конденсатора С1) может быть в пределах 10—15 В.

Мощность УЗ-генератора невелика, но ее можно увеличить, уменьшив со­противление ограничительного резистора R10. При сопротивлении R10 5,6 кОм мощность излучения достаточна для эффективной защиты от кома­ров комнаты площадью 12—15 м2. Испытания проводились в июне—сен­тябре 2005 г. в городской квартире. Результатом можно назвать спокойно проведенные ночи при открытых дверях лоджии.

Комары не падают замертво, как рекламируется в проспектах таблеточных и жидкостных фумигаторов вблизи нагрева стержня фумигатора или его пла­стины, а просто не подлетают к включенному излучателю ближе, чем на 10м — это позволяет спать спокойно.

При включении устройства визуально заметно, что комары жмутся по стенам, перебираясь в более спокойное ме­сто. Наиболее оптимальным местом установки в квартире является вход на лоджию, или места открытых окон, дверей и проч.

Отрицательным моментом эффективности работы устройства является тот факт, что летающие насеко­мые со временем (через 8—9 дней постоянной работы) могут в разной степе­ни адаптироваться к ультразвуковым колебаниям, излучаемым устройством. Если это происходит, разумно сделать мораторий на использование устрой­ства продолжительностью в несколько дней. Побочных эффектов для челове­ка при испытаниях не выявлено.

Спектр применения устройства в быту

Спектр применения устройства не ограничивается рассмотренным вариан­том, устройство имеет перспективу. При увеличении частоты УЗ-излучения до 40—50 кГц можно добиться исчезновения в радиусе действия генератора не только летающих, но и ползающих насекомых-вредителей. А при умень­шении частоты излучения до 16—25 кГц таким прибором можно влиять на кошек и собак по принципу "ультразвукового свистка" также не слышимого человеком.

В последнем случае мощность генератора придется увеличить и заменить капсюль НА1 типа FY-14A на более мощный, например, АК-059, АК-157, излучатели фирмы Peeries под обозначением 811815 и другие анало­гичные.

О монтаже
Печатная плата для данного устройства не разрабатывалась. Все элементы монтируются на экспериментальной перфорированной плате и помещаются в любой подходящий корпус, который в авторском варианте не превышает размеров спичечного коробка. В месте расположения капсюля НА1 корпус должен иметь отверстие для свободного выхода излучения. Из корпуса выво­дится двужильный провод с вилкой для включения в осветительную сеть 220 В.

О деталях
Транзисторы VT1, VT2 любые кремниевые структуры n-p-п малой и средней мощности с параметрами Umax кэ не менее 30 В, Ik не менее 0,4 А. Указанные на схеме транзисторы заменяют КТ503 с любым буквенным индексом, КТ369А-КТ369В, зарубежные аналоги ВС337, ВС635, ВС637, ВС639, 2SC9012,2SC9013,S9013.

Выпрямительный диод VD2 должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 200 В; удовлетворительна замена на КД105Б—КД105В, Д226Б, КД213А-КД213Б. Стабилитрон VD2 может применяться типов Д809, Д814Б, 2С411Б, 2С211Ж, и заменяться аналогичными с напряжением стаби­лизации 7-11 В. Он обеспечивает рабочий режим по напряжению для свето­диодного индикатора HL1.

Светодиод HL1 служит для визуальной индика­ции состояния устройства. При включении в сеть 220 В индикатор светится. Вместо указанного на схеме, возможно применение других аналогичных светодиодов, например, АЛ314Б, АЛ336Б, КИПД02А-1К, КИПД02Б-1К.

Если надобности в индикации режима работы нет, то цепь VD1, HL1 из схе­мы исключают.

Все постоянные резисторы типа МЛТ или аналогичных марок. R1 и R6 с мощностью рассеяния 0,5 Вт, остальные с мощностью рассеяния 0,125-0,25 Вт. Оксидный конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения однопериодного выпрямителя, реализованного на диоде VD2.

Конденсатор С1 - типа К50-12, К50-24 или аналогичный на рабочее напряжение не ниже 16 В. Неполярные конденсаторы С2 и СЗ типа К10, К26, КМ-6 или аналогичные. Их емкость определяет частоту выходного сигнала.
Излучатель НА1 (кроме указанного на схеме) может быть НС0903А, SLN, 75PZ23350PH.

Налаживание
Устройство не требует налаживания. Оно пожаробезопасно и готово для круглосуточной работы.

Так как устройство не имеет источника питания с понижающим трансформа­тором, его элементы находятся под напряжением 220 В. При сборке и вклю­чении устройства следует быть особенно осторожным и не прикасаться к элементам устройства, находящимся под воздействием напряжения 220 В.
Фазировка включения в сеть не принципиальна.