自制超声波驱狗器(第三版)

文档标识符：Ultrasonic_Dog_Repellent_II_T-D-P7作者：DLHC最后修改日期：2020.8.14本文链接： https://www.cnblogs.com/DLHC-TECH/p/Ultrasonic_Dog_Repellent_II_T-D-P7.html“威力”测试

图0.0-最终

图0.1-轻松弯曲火焰参考资料http://www.talkingelectronics.com/projects/50%20-%20555%20Circuits/50%20-%20555%20Circuits.html#53aGitHubhttps://github.com/HaochuanDeng/Ultrasonic_Dog_Repellent_II数据手册、T25参数文件、专利文件和电路仿真文件链接(1)：百度100KB/s网盘(V1.1)链接(2)：蓝奏云(V1.1)开源PCB(没有打样测试)链接(1)：百度100KB/s网盘(V1.1)链接(2)：蓝奏云(V1.1)

图0.1-PCB

图0.2-3D模型反思与改进上一次制作的超声波驱狗器效果不好，表现在：1.使用的超声波扬声器，其发出的声音太小，无法有效地震慑或驱逐较远处的狂犬。2.使用的超声波扬声器，会发出人耳可以听见的刺耳的声音，会对使用者造成潜在的附带损伤。3.不便于携带，不方便使用。4.高端驱狗器价格过于昂贵在100到250元(实际上成本只有30元左右)。从以上问题出发，提出以下解决办法：1.使用超声波探头，型号为T25，中心频率为25KHz，改善上述(1)(2)(3)。2.简化电路，保留核心的驱狗功能(可能会添加其他常用的功能)，简化驱狗器操作方法，开源PCB，改善上述(3)(4)。市面上售出的超声波驱狗器，价格在20元~~300元。低端产品质量无保障，高端产品价格过于昂贵。这套装置并不复杂，开源PCB和原理图可以让更多的人使用到廉价的驱狗器。这是本项目的目标。对网上一些原理图的测试原理图简述灭打火机火焰效果驱狗效果备注555发生方波，LM386功率放大以驱动超声波扬声器(原理图见 图1.0)未测试轻微狗可以听到，但是没吓跑555发生方波，LM386功率放大，驱动超声波探头T25(原理图参考 图1.0)弯曲5°未测试Vcc=12v，距离火焰3mm555发生方波，KIA4558P组成同相比例放大电路无效果未测试Av=9，输出的信号失真(输出一个直流电压)555发生方波，输出信号经铝电解电容耦合驱动变压器初级，变压器次级接T25(原理图见 图1.1)几乎无效果未测试初级：次级=1；29，次级Vpp=0.216v（详见下）使用NE556做信号发生器，第一个555做频率可调的方波发生器，第二个555将第一个555发生的方波进行反相。这两组互为反相的方波信号分别控制一组由BD679和BD680达林顿管组成的推挽电路，从而构成“H桥”来驱动超声波探头(原理图见 图1.3)可以使打火机火焰弯曲90°猫比狗更敏感 ，对部分狗不起作用使用锂电池和充放升压模块为系统供电，Vcc=17.5v有很大潜力表1-原理图试错(蓝色的代表有驱狗潜力的原理图)开发日志1.第一版，使用555做信号发生器，LM386功率放大，推动超声波扬声器(323x7)。可以产生对狗有轻微影响的超声波，但是功率太小，不能驱狗，且人耳可以听见。

图1.0-第一版原理图，源2.第二版，使用555做信号发生器，LM386功率放大，推动超声波探头(T25)。可以产生一定强度的超声波，可以使打火机火焰弯曲5°(T25距火焰3mm)。原理图同第一版，不同之处是使用了T25。第二版，使用555做信号发生器，通过铝电解电容耦合后加到变压器初级(匝数比1：29)。次级可以产生Vpp=54v的正弦波，但是接上负载T25后，Vpp下降到0.216v。超声波探头(T25)发出的声波无法弯曲火焰(强度太低)。

图1.1-第二版原理图，源1，源23.第三版，使用NE556（双555）做信号发生器，第一个555做频率可调的方波发生器(多谐振荡器)，第二个555将第一个555发生的方波进行反相(施密特触发器)。这两组互为反相的方波信号分别控制一组由BD679和BD680达林顿管组成的推挽电路，从而构成“H桥”来驱动超声波探头(T25)。本文只介绍第三版，第一版参考这里。

图1.2-第三版原理图，源

图1.3-第三版原理图(改进版)电路原理(第三版)使用NE556（双555）做信号发生器，第一个555做频率可调的方波发生器(多谐振荡器)，第二个555将第一个555发生的方波进行反相(施密特触发器)。这两组互为反相的方波信号分别控制一组由BD679和BD680达林顿管组成的推挽电路，从而构成“H桥”来驱动超声波探头(T25)。NE556只是发生激励信号，实际上T25发出的声波频率可能不等于此激励信号的频率。就好像你用一个棍子以25KHz的频率击打一个吊着的球，球会以25KHz震荡吗？我没有测试，如果你知道，你可以留言让大家知道。通过调节100K电位器，可以调节NE556发生方波的频率(占空比也会同时改变)。可以通过按键开关或拨动开关开启驱狗器，同时还有一个“保险”，防止误触。工作状态指示灯，以提示操作者。

图2.0-原理图(改进版)，同图1.3

图2.1-NE556产生的两组互为反相的方波信号(仿真)

图2.2-最终驱动T25的信号(仿真)元件清单NE556            *1（可以使用两个NE555替代）DIP-14芯片座   *1（可选，或两个DIP-8芯片座）洞洞板             *11nF独石电容(102)      *10.01uF瓷片电容(103) *21K电阻              *1100K单联电位器  *1BD679达林顿管  *2BD680达林顿管  *2超声波探头T25    *1按键开关   *1拨动开关   *2红色LED   *1820欧电阻*1600mAH锂电池      *1锂电池充放升压模块 *1

图3.0-主要元件(1)

图3.1-主要元件(2)

图3.2-主要元件(3)PS.以上图中均没有出现拨动开关，但实际上是需要的部分元件简介NE556：双555定时器，额定电压4.5~~16v，最大18v，14引脚双列直插封装。本电路中，第一个555做频率可调的方波发生器(多谐振荡器)，第二个555将第一个555发生的方波进行反相(施密特触发器)，Vcc=17.5v。淘宝可买到。

图4.0-NE556实物(DIP-14)

图4.1-NE556引脚定义100K单联电位器：型号B100K。调节其阻值可以改变NE556发生方波的频率。淘宝可买到。

图4.2-B100K实物BD679达林顿管：NPN型复合管，丝印BD679G。本电路中，与其余三个管子构成“H”桥。淘宝可买到。

图4.3-BD679

图4.4-BD679引脚定义

图4.5-BD679与BD680参数BD680达林顿管：PNP型复合管，丝印BD680G。本电路中，与其余三个管子构成“H”桥。淘宝可买到。

图4.6-BD680

图4.7-BD680引脚定义超声波探头T25：型号T25(T代表发射)，中心频率25KHz，指向性80°，声压级：≥120(10V/30cm/sine wave)。在本电路中，功能与第一版的超声波扬声器相同，只是指向性更强。淘宝可买到。

图4.8-T25正面

图4.9-T25反面

图4.10-T25指向性图案锂电池：容量600mAH，带保护板的电芯。在本电路中，为驱狗器提供电源。注意，锂电池电压较低，需要接锂电池充放升压模块才能接入电路。容量越大，驱狗器使用的时间就越长。淘宝可买到。

图4.11-锂电池电芯锂电池充放升压模块：型号J5019(18650锂电池充电升压放电一体模块)。在本电路中，用于给锂电池充电、放电(可升压，最大27v)，为系统提供17.5v电压。

图4.12-J5019模块完成后

图5.0-正面(未添加锂电池及充放模块)

图5.1-反面(未添加锂电池及充放模块)

图5.2-正面(添加锂电池及充放模块)

图5.3-反面(添加锂电池及充放模块)测试结果1.Vcc=9v，f=25KHz下：Dr=55%（占空比）。使用100K的电位器，产生方波的频率范围：7.8~~250KHz。在其他频率下，占空比会变化。2.电路工作电压范围：9~~16v，最大18v。电压越高，T25发出的超声波越“响”，电路功率越大，电池使用时间越短，驱狗效果越好(理论上如此)。注意：受限于NE556，电路最大工作电压为18v，超出会损坏NE556。不要长时间开启驱狗器，会损坏NE556和T25！3.功耗：Vcc=9.1v     @130mA @1.2WVcc=12v     @300mA @3.6WVcc=17.5v   @?????   @???? （未测试）4.用9v干电池供电，效果很不好。使用锂电池或充电宝供电，效果很好。5.灭火焰效果：使用锂电池和锂电池充放升压模块(设定输出电压为17.5v)为系统供电，可以使打火机火焰弯曲90°。6.实测驱狗效果：使用锂电池和锂电池充放升压模块(设定输出电压为17.5v)为系统供电。大部分宠物狗不太敏感，对于敏感的狗，它们似乎只是讨厌听到这个声音。但是猫非常敏感，隔着3米就能察觉，如果隔近一点，会把猫吓一跳。

图6.0-NE556产生的两组互为反相的方波信号

图6.1-最终驱动T25的信号(未带T25)

图6.2-最终驱动T25的信号(带T25)

图6.3-使用此驱狗器对着打火机火焰改进措施1.改进振荡器部分，使其能在更宽的电压范围内工作(本电路为9~~16v，最大18v)。2.提高系统工作电压。系统工作电压与T25驱动信号电压正相关，越大，驱狗器功率越大。测试表明，对于驱狗来说，此装置功率还是太小。3.使用容量更大的锂电池，延长使用时间。FAQsF.如果我想造一个类似的装置，我需要什么？Q.除了上述元件清单的元件外，你还需要电烙铁、焊锡和热熔胶枪。如果你要打印PCB，直接把.Altium PCB Document文件发给PCB工厂即可。F.这个装置可以干啥？Q.驱赶恶犬、挑逗猫。F.可以做到100%驱狗吗？Q.不能，有的狗对这个装置很敏感，但是有的不那么敏感。你可以尝试调节电位器微调激励信号频率，但是注意T25的中心频率在25KHz，此频率T25处于最佳工作状态。同时，猫对这个装置很敏感。F.我想将此项目商业化，需要注意什么？Q.本项目原理图基于此，你可能需要经过原作者(不是本文的作者)的同意。本文作者绘制的PCB开源，可以不经我本人许可随意使用、修改、分发。本项目的目标在于降低驱狗器的价格，请不要与之背道而驰。声明原理图版权归原作者所有，PCB开源。DLHC保留所有权利。驱狗器只能作为辅助防御工具，不能保证对所有狗有效。如有问题，请在评论区留言。