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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Clôture électrique avec cellules solaires. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives Il y a plus d’un siècle, on a découvert qu’un choc électrique inoffensif pouvait être utilisé pour confiner les animaux domestiques. Les agriculteurs et les éleveurs mettent cette découverte à profit. Grâce à un fil à haute tension posé le long du périmètre de l'enclos, il est devenu possible de restreindre la liberté de mouvement des animaux sans recourir à une clôture solide et coûteuse. Malheureusement, très souvent, dans les zones où se trouvent des élevages, il n’existe pas d’approvisionnement centralisé en électricité nécessaire pour alimenter une clôture électrique. Récemment, pour résoudre ce problème, ils ont eu recours à des piles. Mais les batteries nécessitent un entretien et une recharge périodiques, ce qui rend l'ensemble de l'appareil assez encombrant. Pas besoin de s'inquiéter cependant. L'énergie solaire est venue à la rescousse. Après avoir installé une petite batterie photovoltaïque, il n’est pas nécessaire de changer ou de recharger les batteries. Schéma de principe de l'appareil Une clôture électrique ne nécessite qu’une source d’alimentation de faible puissance, ce qui rend son utilisation plus pratique. Le chargeur fonctionne sur la base d'une bobine d'allumage de voiture. La bobine fonctionne essentiellement selon le même principe que le système d'allumage d'une voiture. Lorsque les contacts du disjoncteur (dans notre cas, les contacts du relais RL1) se ferment, un courant commence à circuler dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, provoquant une augmentation du champ magnétique dans le noyau de la bobine. Lorsque les contacts s'ouvrent, le courant s'arrête et le champ magnétique commence à s'atténuer. Le champ magnétique changeant provoque l'apparition d'une tension dans l'enroulement secondaire de la bobine. Le rapport du nombre de tours de l'enroulement secondaire sur le nombre de tours de l'enroulement primaire étant très élevé, la tension induite est également très élevée, plus précisément de 25 kV. Ce potentiel est largement suffisant pour effrayer tous les animaux, même agressifs. Le relais est rendu passant par le transistor Q1 pendant une courte période (environ 15 ms). Pendant ce court intervalle, le courant circule dans la bobine, créant un champ magnétique dans le noyau. La durée de l'état passant du relais est fixée par un multivibrateur de veille monté sur les éléments logiques d'une structure CMOS, la constante de temps de l'état fermé est déterminée par les valeurs de C2 et R3. Le lancement est réalisé par un multivibrateur auto-oscillant monté sur les deux éléments restants IC1A et IC1B de la structure CMOS. Essentiellement, ce générateur détermine le nombre d’impulsions par minute, à la manière d’un disjoncteur de voiture. La période de répétition des impulsions est régulée par la résistance VR1 dans la plage de 80 à 64 impulsions/min. Le dernier multivibrateur détermine également le rapport cyclique du chargeur. À la fréquence la plus élevée (64 impulsions/min), le rapport cyclique occupe 1,6 % de toute la période de fonctionnement de l'appareil, à basse fréquence (30 impulsions/min) - 0,75 %. Grâce à cette combinaison d'un cycle de service court et à l'utilisation d'éléments CMOS, le dispositif de clôture électrique consomme très peu d'énergie. conception Pour plus de simplicité, le circuit de la clôture électrique est réalisé à l'aide de câblage imprimé. Bien que le circuit ne présente généralement pas de fonctionnalités d'installation particulières, il convient de faire preuve de prudence lorsque l'on travaille avec des éléments CMOS. Les éléments CMOS sont très sensibles à l'électricité statique et nécessitent une manipulation soigneuse. Il est préférable de fixer d'abord tous les éléments de la carte, puis d'insérer soigneusement le circuit intégré et de le souder avec un fer à souder avec une panne mise à la terre. Le microcircuit, même après installation sur la carte, est très sensible aux interférences et interférences électriques. Ainsi, la bobine d'allumage doit être placée le plus loin possible de la carte. En aucun cas un fil haute tension ne doit passer à proximité du tableau ! Lorsque vous choisissez une bobine d'allumage pour le circuit, n'oubliez pas que seule une bobine de voiture ordinaire fera l'affaire. Les bobines modernes pour circuits d'allumage à transistors électroniques dans les conditions mentionnées produiront de fortes étincelles dans notre circuit. Vous pouvez utiliser n’importe quelle bobine d’un modèle de voiture plus ancien, mais vous devez connaître certaines différences entre les différents types de bobines. Certaines bobines (par exemple, celles d'une voiture Volkswagen) donnent une puissante impulsion de courant lorsqu'elles sont allumées. De telles impulsions réduisent la durée de vie des contacts du relais. Vous pouvez sélectionner l'intensité du courant à travers les contacts qui correspond à la valeur nominale à l'aide de la résistance R4, qui limite le courant à travers l'enroulement primaire de la bobine d'allumage. Pour prolonger la durée de vie du relais, vous devez utiliser le condensateur fourni avec la bobine d'allumage. Si vous en avez un, mettez-le dans le circuit à la place du condensateur C3. Ce condensateur réduit les étincelles entre les contacts du relais lors de la coupure du circuit électrique.
La suppression de l'impulsion haute tension apparaissant dans l'enroulement primaire prolonge la durée de vie des contacts. De plus, le condensateur et la bobine forment quelque chose comme un circuit oscillant dont les oscillations amorties provoquent une augmentation de la haute tension sur l'enroulement secondaire de la bobine. Vous pouvez rechercher des bobines de haute qualité qui fournissent plus de tension sur l'enroulement secondaire par rapport à une bobine standard. Cependant, l'expérience montre que de bons résultats peuvent être obtenus en utilisant une bobine conventionnelle.
Source d'électricité Nous nous rapprochons désormais de la partie de la structure qui touche le panneau solaire. Comme vous l'avez vu, des efforts ont été faits pour minimiser la puissance consommée par le circuit. Cela réduit les besoins en énergie de la batterie solaire. La principale source d’énergie d’un dispositif électrique à clôture grillagée est une batterie au plomb scellée appelée cellule gel. Ses caractéristiques sont identiques à celles d’une batterie plomb-acide classique à électrolyte liquide utilisée dans les automobiles. Contrairement aux cellules au plomb classiques, les cellules à gel ne nécessitent aucun entretien et peuvent être installées dans n'importe quelle position. Une batterie Powersonic PS-1260 ou similaire a de petites dimensions (15x6x10 cm) et tient dans un boîtier avec un circuit électronique. Pour recharger les batteries, il faut une batterie solaire, qui doit développer une tension de 12 V sous un courant de 250 mA. Il existe plusieurs types de batteries disponibles sur le marché qui répondent à ces conditions. Pour fabriquer votre propre batterie solaire, vous pouvez utiliser des cellules d'un diamètre de 7,5 cm, divisées en quatre parties. Une cellule solaire de cette taille générera environ 3,6 watts. Cela correspond à une moyenne de 22 W par jour ou 1,6 Ah. Dans des conditions normales, une cellule gel de 6 Ah est capable d'alimenter un circuit sans recharge à partir d'une batterie solaire pendant environ 10 jours, en fonction de la fréquence de génération d'impulsions haute tension, de la température de la batterie, etc. Installation d'un appareil haute tension L’installation d’un dispositif de clôture haute tension est assez simple. Tendez un fil sur tout le périmètre de la clôture, qui sera ensuite alimenté en haute tension. Ce fil doit bien entendu être isolé de la terre. Les isolateurs en céramique, disponibles dans la plupart des quincailleries, conviennent à cet effet. Vous pouvez plutôt utiliser des goulots de bouteilles en verre.
La hauteur du fil de suspension dépend du type d’animaux gardés dans l’enclos. Pour les vaches et les chevaux, comme le montre l'expérience, il est nécessaire d'installer le fil au niveau de la poitrine. La fréquence du pouls est également déterminée par le type d'animal. Dans de nombreux cas, les animaux placés dans un nouvel enclos devront utiliser une fréquence élevée. Après une période « d’acclimatation » des animaux à la captivité, la fréquence peut être réduite. Pour protéger la batterie contre la surcharge, un régulateur de charge est nécessaire. Convient à cet effet ce régulateur. Utilisez une version à transistor basse consommation. Le fil est connecté à la borne haute tension de la bobine d'allumage. Une mise à la terre fiable est assurée par une broche métallique plantée dans un sol humide ou des conduites d'eau posées dans le sol. Il est strictement interdit d'utiliser des conduites de gaz à cet effet. Connectez maintenant les batteries, réglez la fréquence d'impulsion, orientez le panneau solaire vers le sud - et vous avez une clôture électrique ! Auteur : Byers T.
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