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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektrozaun mit Solarzellen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Vor mehr als einem Jahrhundert wurde entdeckt, dass sich Haustiere mit einem harmlosen Elektroschock einsperren lassen. Landwirte und Hirten machen sich diese Entdeckung zunutze. Dank eines Hochspannungskabels, das entlang des Umfangs des Geheges verlegt wurde, war es möglich, die Bewegungsfreiheit der Tiere einzuschränken, ohne auf einen teuren, starken Zaun zurückgreifen zu müssen. Leider gibt es in Gebieten, in denen sich Viehhaltungsbetriebe befinden, sehr oft keine zentrale Stromversorgung, die für die Stromversorgung eines Elektrozauns erforderlich ist. Um dieses Problem zu lösen, greift man in jüngster Zeit auf die Verwendung von Batterien zurück. Allerdings müssen die Batterien regelmäßig gewartet und aufgeladen werden, was das gesamte Gerät ziemlich umständlich macht. Aber kein Grund zur Sorge. Die Solarenergie kam zur Rettung. Nach der Installation einer kleinen Photovoltaikbatterie ist kein Batteriewechsel oder Aufladen erforderlich. Schematische Darstellung des Gerätes Für einen Elektrozaun ist nur eine Stromquelle mit geringer Leistung erforderlich, was die Verwendung eines solchen Zauns praktischer macht. Das Ladegerät funktioniert auf Basis einer Auto-Zündspule. Die Spule funktioniert grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip wie die Zündanlage eines Autos. Wenn die Unterbrecherkontakte (in unserem Fall die RL1-Relaiskontakte) schließen, beginnt ein Strom durch die Primärwicklung der Zündspule zu fließen, was zu einer Erhöhung des Magnetfelds im Spulenkern führt. Wenn sich die Kontakte öffnen, stoppt der Strom und das Magnetfeld beginnt nachzulassen. Durch das sich ändernde Magnetfeld entsteht Spannung in der Sekundärwicklung der Spule. Da das Verhältnis der Windungszahlen der Sekundärwicklung zur Windungszahl der Primärwicklung sehr hoch ist, ist auch die induzierte Spannung sehr hoch, genauer gesagt 25 kV. Dieses Potenzial reicht völlig aus, um selbst aggressive Tiere abzuschrecken. Das Relais wird vom Transistor Q1 für kurze Zeit (ca. 15 ms) eingeschaltet. Während dieser kurzen Zeitspanne fließt Strom durch die Spule und erzeugt im Kern ein Magnetfeld. Die Dauer des Ein-Zustands des Relais wird durch einen Standby-Multivibrator eingestellt, der auf den logischen Elementen einer CMOS-Struktur aufgebaut ist, die Zeitkonstante des geschlossenen Zustands wird durch die Werte von C2 und R3 bestimmt. Der Start erfolgt durch einen selbstoszillierenden Multivibrator, der auf den beiden verbleibenden Elementen IC1A und IC1B der CMOS-Struktur montiert ist. Im Wesentlichen bestimmt dieser Generator die Anzahl der Impulse pro Minute, ähnlich wie ein Autovernichter. Die Impulswiederholungsperiode wird durch den Widerstand VR1 im Bereich von 80-64 Impulsen/Minute reguliert. Der letzte Multivibrator bestimmt auch die Einschaltdauer des Ladegeräts. Bei der höchsten Frequenz (64 Impulse/Minute) beträgt die Einschaltdauer 1,6 % der gesamten Betriebsdauer des Geräts, bei niedriger Frequenz (30 Impulse/Minute) 0,75 %. Dank dieser Kombination aus kurzer Einschaltdauer und der Verwendung von CMOS-Elementen verbraucht das Weidezaungerät sehr wenig Strom. Design Der Einfachheit halber ist der Stromkreis des Elektrozauns aus gedruckten Leitungen aufgebaut. Obwohl die Schaltung im Allgemeinen keine besonderen Einbaumerkmale aufweist, ist beim Arbeiten mit CMOS-Elementen eine gewisse Vorsicht geboten. CMOS-Elemente reagieren sehr empfindlich auf statische Elektrizität und erfordern eine sorgfältige Handhabung. Am besten befestigen Sie zunächst alle Elemente auf der Platine, setzen dann den integrierten Schaltkreis vorsichtig ein und löten ihn mit einem Lötkolben mit geerdeter Spitze. Die Mikroschaltung ist auch nach der Installation auf der Platine sehr empfindlich gegenüber elektrischen Störungen und Störungen. Daher muss die Zündspule so weit wie möglich von der Platine entfernt platziert werden. Auf keinen Fall darf ein Hochspannungskabel in der Nähe der Platine verlaufen! Denken Sie bei der Auswahl einer Zündspule für den Stromkreis daran, dass nur eine normale Autospule ausreicht. Moderne Spulen für elektronische Transistor-Zündschaltungen werden unter den genannten Bedingungen in unserer Schaltung stark funken. Sie können jede Spule eines älteren Automodells verwenden, Sie müssen jedoch einige Unterschiede zwischen den verschiedenen Spulentypen kennen. Einige Spulen (z. B. von einem Volkswagen) geben beim Einschalten einen starken Stromimpuls ab. Solche Impulse verkürzen die Lebensdauer der Relaiskontakte. Über den Widerstand R4, der den Strom durch die Primärwicklung der Zündspule begrenzt, können Sie die dem Nennwert entsprechende Stromstärke durch die Kontakte wählen. Um die Lebensdauer des Relais zu verlängern, sollten Sie den der Zündspule beiliegenden Kondensator verwenden. Wenn Sie einen haben, schalten Sie ihn anstelle des Kondensators C3 in den Stromkreis ein. Dieser Kondensator reduziert die Funkenbildung zwischen den Relaiskontakten, wenn der Stromkreis unterbrochen wird.
Die Unterdrückung des in der Primärwicklung entstehenden Hochspannungsimpulses verlängert die Lebensdauer der Kontakte. Darüber hinaus bilden Kondensator und Spule so etwas wie einen Schwingkreis, dessen gedämpfte Schwingungen einen Anstieg der Hochspannung an der Sekundärwicklung der Spule bewirken. Sie können nach hochwertigen Spulen suchen, die im Vergleich zu einer Standardspule mehr Spannung an der Sekundärwicklung liefern. Aus Erfahrung geht jedoch hervor, dass mit einer herkömmlichen Spule gute Ergebnisse erzielt werden können.
Stromquelle Jetzt sind wir näher an dem Teil der Struktur, der das Solarpanel berührt. Wie Sie gesehen haben, wurden einige Anstrengungen unternommen, um den Stromverbrauch der Schaltung zu minimieren. Dies reduziert den erforderlichen Strombedarf der Solarbatterie. Die primäre Energiequelle in einem Drahtzaun-Stromgerät ist eine versiegelte Blei-Säure-Batterie, eine sogenannte Gelzelle. Seine Eigenschaften sind identisch mit denen einer herkömmlichen Blei-Säure-Batterie mit flüssigem Elektrolyt, die in Autos verwendet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Blei-Säure-Zellen sind Gel-Zellen wartungsfrei und können in jeder Position eingebaut werden. Ein Powersonic PS-1260 oder ähnlicher Akku hat kleine Abmessungen (15 x 6 x 10 cm) und passt in ein Gehäuse mit elektronischer Schaltung. Zum Aufladen der Batterien ist eine Solarbatterie erforderlich, die bei einem Strom von 12 mA eine Spannung von 250 V entwickeln muss. Auf dem Markt sind verschiedene Batterietypen erhältlich, die diese Bedingungen erfüllen. Wenn Sie Ihre eigene Solarbatterie herstellen, können Sie Zellen mit einem Durchmesser von 7,5 cm verwenden, die in vier Teile geteilt sind. Eine Solarzelle dieser Größe erzeugt etwa 3,6 Watt. Dies entspricht durchschnittlich 22 W pro Tag oder 1,6 Ah. Unter normalen Bedingungen ist eine 6-Ah-Gelzelle in der Lage, einen Stromkreis ohne Aufladen über eine Solarbatterie etwa 10 Tage lang mit Strom zu versorgen, abhängig von der Häufigkeit der Erzeugung von Hochspannungsimpulsen, der Batterietemperatur usw. Installation eines Hochspannungsgerätes Die Installation eines Hochspannungszaungeräts ist recht einfach. Spannen Sie einen Draht über den gesamten Umfang des Zauns, der dann mit Hochspannung versorgt wird. Dieser Draht muss natürlich vom Boden isoliert sein. Hierfür eignen sich keramische Isolatoren, die in den meisten Baumärkten erhältlich sind. Alternativ können Sie Flaschenhälse aus Glas verwenden.
Die Höhe der Drahtaufhängung richtet sich nach der Art der im Stall gehaltenen Tiere. Bei Kühen und Pferden ist es erfahrungsgemäß notwendig, den Draht auf Brusthöhe zu verlegen. Die Pulsfrequenz wird auch von der Tierart bestimmt. In vielen Fällen müssen Tiere, die in einen neuen Stall gebracht werden, eine hohe Frequenz verwenden. Nach einer Phase der „Akklimatisierung“ der Tiere an die Gefangenschaft kann die Häufigkeit reduziert werden. Um den Akku vor Überladung zu schützen, ist ein Laderegler erforderlich. Für diesen Zweck geeignet dieser Regler. Verwenden Sie eine Transistorversion mit geringer Leistung. Das Kabel wird an den Hochspannungsanschluss der Zündspule angeschlossen. Für eine zuverlässige Erdung sorgen ein in feuchtes Erdreich gesteckter Metallstift oder im Erdreich verlegte Wasserleitungen. Die Verwendung von Gasleitungen zu diesem Zweck ist strengstens untersagt. Jetzt noch die Batterien anschließen, die Pulsfrequenz einstellen, das Solarpanel nach Süden ausrichten – und schon haben Sie einen Elektrozaun! Autor: Byers T.
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