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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Recinto elettrico con celle solari. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Più di un secolo fa si scoprì che una innocua scossa elettrica poteva essere utilizzata per tenere confinati gli animali domestici. Agricoltori e pastori mettono a frutto questa scoperta. Grazie al filo ad alta tensione posato lungo il perimetro del recinto, è stato possibile limitare la libertà di movimento degli animali senza ricorrere ad una recinzione costosa e resistente. Purtroppo molto spesso nelle zone in cui sono ubicati gli allevamenti non esiste una fornitura centralizzata di energia elettrica necessaria per alimentare una recinzione elettrificata. Recentemente, per risolvere questo problema si è fatto ricorso alle batterie. Ma le batterie necessitano di manutenzione e ricarica periodiche, il che rende l'intero dispositivo piuttosto ingombrante. Non c'è bisogno di preoccuparsi però. L’energia solare è venuta in soccorso. Dopo aver installato una piccola batteria fotovoltaica, non è necessario cambiare o ricaricare le batterie. Schema schematico del dispositivo Una recinzione elettrica richiede solo una fonte di alimentazione a bassa potenza, il che rende più pratico l’utilizzo di una recinzione di questo tipo. Il caricabatterie funziona sulla base della bobina di accensione di un'auto. La bobina funziona sostanzialmente secondo lo stesso principio del sistema di accensione di un'auto. Quando i contatti dell'interruttore (nel nostro caso i contatti del relè RL1) si chiudono, una corrente inizia a fluire attraverso l'avvolgimento primario della bobina di accensione, provocando un aumento del campo magnetico nel nucleo della bobina. Quando i contatti si aprono, la corrente si interrompe e il campo magnetico inizia a diminuire. Il cambiamento del campo magnetico provoca la comparsa di tensione nell'avvolgimento secondario della bobina. Poiché il rapporto tra il numero di spire dell'avvolgimento secondario e il numero di spire dell'avvolgimento primario è molto elevato, anche la tensione indotta è molto elevata, più precisamente 25 kV. Questo potenziale è abbastanza per spaventare qualsiasi animale, anche quello aggressivo. Il relè viene attivato dal transistor Q1 per un breve periodo di tempo (circa 15 ms). Durante questo breve intervallo, la corrente scorre attraverso la bobina, creando un campo magnetico nel nucleo. La durata dello stato attivo del relè è impostata da un multivibratore di standby assemblato sugli elementi logici di una struttura CMOS, la costante di tempo dello stato chiuso è determinata dai valori di C2 e R3. Il lancio è effettuato da un multivibratore autooscillante montato sui due rimanenti elementi IC1A e IC1B della struttura CMOS. In sostanza, questo generatore determina il numero di impulsi al minuto, in modo simile a un demolitore di automobili. Il periodo di ripetizione degli impulsi è regolato dal resistore VR1 nell'intervallo di 80-64 impulsi/min. L'ultimo multivibratore determina anche il ciclo di lavoro del caricatore. Alla frequenza più alta (64 impulsi/min), il ciclo di lavoro occupa l'1,6% dell'intero periodo di funzionamento del dispositivo, a bassa frequenza (30 impulsi/min) - 0,75%. Grazie a questa combinazione di ciclo di lavoro breve e all'utilizzo di elementi CMOS, il dispositivo per recinto elettrico consuma pochissima energia. disegno Per semplicità, il circuito del recinto elettrico è realizzato utilizzando cablaggio stampato. Sebbene il circuito generalmente non abbia particolari caratteristiche di installazione, è necessario prestare una certa attenzione quando si lavora con elementi CMOS. Gli elementi CMOS sono molto sensibili all'elettricità statica e richiedono un'attenta manipolazione. È meglio fissare prima tutti gli elementi sulla scheda, quindi inserire con cura il circuito integrato e saldarlo con un saldatore con punta collegata a terra. Il microcircuito, anche dopo l'installazione sulla scheda, è molto sensibile alle interferenze e alle interferenze elettriche. Pertanto la bobina di accensione deve essere posizionata il più lontano possibile dalla scheda. In nessun caso un cavo dell'alta tensione deve passare vicino alla scheda! Quando si sceglie una bobina di accensione per il circuito, ricordare che andrà bene solo una normale bobina per auto. Le moderne bobine per circuiti di accensione elettronica a transistor nelle condizioni menzionate produrranno forti scintille nel nostro circuito. Puoi utilizzare qualsiasi bobina di un vecchio modello di auto, ma devi conoscere alcune differenze tra i diversi tipi di bobine. Alcune bobine (ad esempio quelle di un'auto Volkswagen) quando accese emettono un potente impulso di corrente. Tali impulsi riducono la durata dei contatti del relè. È possibile selezionare l'intensità di corrente attraverso i contatti che corrisponde al valore nominale utilizzando il resistore R4, che limita la corrente attraverso l'avvolgimento primario della bobina di accensione. Per prolungare la durata del relè, è necessario utilizzare il condensatore fornito con la bobina di accensione. Se ne hai uno, inseriscilo nel circuito al posto del condensatore C3. Questo condensatore riduce le scintille tra i contatti del relè in caso di interruzione del circuito elettrico.
La soppressione dell'impulso ad alta tensione che si forma nell'avvolgimento primario prolunga la durata dei contatti. Inoltre, il condensatore e la bobina formano una sorta di circuito oscillante, le cui oscillazioni smorzate provocano un aumento dell'alta tensione sull'avvolgimento secondario della bobina. Puoi cercare bobine di alta qualità che forniscano più tensione sull'avvolgimento secondario rispetto a una bobina standard. Tuttavia, dall'esperienza risulta che è possibile ottenere buoni risultati utilizzando una bobina convenzionale.
Fonte di energia elettrica Ora siamo più vicini alla parte della struttura che tocca il pannello solare. Come hai visto, è stato fatto uno sforzo per ridurre al minimo la potenza consumata dal circuito. Ciò riduce i requisiti di energia della batteria solare richiesti. La fonte di energia primaria in un dispositivo di alimentazione per recinzione metallica è una batteria al piombo sigillata chiamata cella gel. Le sue caratteristiche sono identiche a quelle di una tradizionale batteria al piombo con elettrolita liquido utilizzata nelle automobili. A differenza delle tradizionali celle al piombo, le celle al gel non richiedono manutenzione e possono essere installate in qualsiasi posizione. Una batteria Powersonic PS-1260 o simile ha dimensioni ridotte (15x6x10 cm) e si inserisce in una custodia con un circuito elettronico. Per ricaricare le batterie è necessaria una batteria solare, che deve sviluppare una tensione di 12 V con una corrente di 250 mA. Sul mercato sono disponibili diversi tipi di batterie che soddisfano queste condizioni. Quando costruisci la tua batteria solare, puoi utilizzare celle con un diametro di 7,5 cm, divise in quattro parti. Una cella solare di queste dimensioni genererà circa 3,6 watt. Ciò corrisponde a una media di 22 W al giorno o 1,6 Ah. In condizioni normali, una cella gel da 6 Ah è in grado di alimentare un circuito senza ricarica da una batteria solare per circa 10 giorni, a seconda della frequenza di generazione degli impulsi ad alta tensione, della temperatura della batteria, ecc. Installazione di un dispositivo ad alta tensione L'installazione di un dispositivo per recinzione ad alta tensione è abbastanza semplice. Stendere un filo lungo tutto il perimetro della recinzione, alla quale verrà poi fornita l'alta tensione. Questo filo, ovviamente, deve essere isolato da terra. A questo scopo sono adatti gli isolanti ceramici, disponibili presso la maggior parte dei negozi di ferramenta. In alternativa è possibile utilizzare colli di bottiglia in vetro.
L'altezza della sospensione a filo dipende dal tipo di animali tenuti nel recinto. Per mucche e cavalli, come dimostra l'esperienza, è necessario installare il filo all'altezza del torace. La frequenza degli impulsi è determinata anche dal tipo di animale. In molti casi, gli animali collocati in un nuovo recinto dovranno utilizzare un'alta frequenza. Dopo un periodo di “acclimatazione” degli animali alla cattività, la frequenza può essere ridotta. Per proteggere la batteria dal sovraccarico è necessario un regolatore di carica. Adatto a questo scopo questo regolatore. Utilizzare una versione con transistor a basso consumo. Il filo è collegato al terminale ad alta tensione della bobina di accensione. Una messa a terra affidabile è fornita da un perno metallico conficcato nel terreno umido o da tubi dell'acqua posati nel terreno. È severamente vietato utilizzare tubi del gas per questo scopo. Ora collegate le batterie, impostate la frequenza degli impulsi, puntate il pannello solare verso sud - e avrete una recinzione elettrica! Autore: Byers T.
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