Projet_Repulsif_Nusible_IoT
Projet : Construction d’un Répulsif à Nuisible Ultra-Sonique Connectée
Le montage proposé devrait permettre de traiter un problème récurent de nos appartements et maisons. Nous côtoyons voir hébergeons de nombreuses petites bébêtes plus ou moins sympathiques, que nous trouverons encore plus sympathique si elles avaient idées de s’amuser en-dehors de nos foyers.
L’objectif de ce montage est simplement d’aider ces petites amies d’aller vivre ailleurs, en les invitants par un petit signal adapté à chacune d’entre elles de quitter nos foyers.
Techniquement, il s’agit d’émettre un signal à Ultrason correspondant au mieux à chaque nuisible, à la détection de ce dernier.
Accessoirement rapporter les statistiques de fonctionnements sur nos smartphones, via l’infrastructure MQTT-Mosquitto + Node-Red déjà déployé lors du dernier projet de prises connectées.
Moyens : Modules / Composants
1. Module détecteur de mouvements infra-rouge HCSR501
Ce petit module, que j’ai déjà utilisé précédemment, est précis et fiable. Il permet le déclenchement de dispositif automatique en liaison avec tous types de µContrôleur.
Allumage ou extinction automatique d’éclairages,
Piège photographique d’animaux,
et là on va voir si l’on peu détecter les p’it souris.
Tension de fonctionnement : 5V à 20V continu (DC).
Consommation statique de 65 micro Ampères
Niveaux de sortie : High 3.3 V, Low 0 V.
Temps de délai ajustable de 0.3 secondes à 18 secondes.
Déclenchement : L sans répétition , H répétition possible, valeur H par défaut.
Portée de détection : angle de moins de 120°, 7 mètres.
Température de fonctionnement de -15°C à +70 °C.
Dimensions du PCB 32x24 mm
Ecart entre les trous de 28mm, diamètre de vis du capteur de 2 mm
Capteur de 23 mm de diamètre.
Brochage - Raccordement :
2. µContrôleur module de communication ESP-12F
J’ai déjà bien documenté ce module, je vous invite donc à retrouver la description ICI :
3. Module ‘AD9833’ Générateur de Signal, Sinusoïdale, Carrée, Triangulaire.
L’AD9833 est un générateur de signal programmable capable de produire des signaux sinusoïdales, triangulaires, et carrées, de faible puissance.
Un génération de signal est utiliser dans de nombreuses situations, pour des applications de réceptions où d’émissions, mais aussi pour des applications de réfléctrométrie temporel (TDR), et bien d’autres comme pour l’usage très particulier visé dans ce projet .
La fréquence de sortie comme le phasage du signal, sont programmable par logiciel, ce qui permet un réglage et une utilisation simplifier.
Aucun autre composant externe complémentaire est nécessaires.
Les consignes de fréquence sont codées sur 28 bits, cela permet une précision de réglage remarquable :
avec une fréquence d’horloge de 25 MHz, on obtient une résolution de 0,1 Hz,
avec une fréquence d’horloge de 1 MHz, on obtient une résolution de 0,004 Hz,
L’AD9833 se pilote en mode série SPI, cela qui permet une interface directe la quasi-totalité des microcontrôleurs avec un 3 fils de raccordement.
Cette interface série fonctionne à des fréquences d’horloge jusqu’à 40 MHz et est compatible avec les normes de DSP et microcontrôleurs. Le dispositif fonctionne avec une alimentation de 2,3 V à 5,5 V
L’AD9833 dispose d’une fonction de mise hors tension (SLEEP). Cela permet un fonctionnement en mode économie.
Consigne de fréquences et de phase par programmation
Consommation d’énergie à 3V : 12,65 mW
Plage de fréquence de sortie de 0 Hz à 12,5 MHz
Résolution de 28 bits ; 0,1 Hz pour une horloge de référence de 25 MHz
Forme des ondes de sorties : Sinusoïdales, triangulaires, et d’ondes carrées
Alimentation : de 2,5 à 5,5V
Aucun composant externe n’est requis
Pilotage : bus SPI à 3 fils
Plage de fonctionnement : de -40 à +105°
Fonction d’économie d’énergie (SLEEP)
Fréquence de rafraîchissement du pilotage : 25 Hz
Tension de sortie Max : 0.65V
Tension de sortie Min : 38 mV
Pour une description en profondeur Rdv sur le datasheet
L’usage d’un tel composant dans le cadre de ce projet, est ultra largement sur-dimensionné.
Je l’ai choisi déjà par le prix très faible, mais surtout, je vise à utiliser ce composant pour d’autres projets. C’est donc aussi une étape d’apprentissage.
4. Module d’amplification - Carte numérique miniature PAM8403
Pour ce prix c’est un amplificateur audio de folie, précision et qualité HIFI (Oui! Oui!)
Voyons voir un peut ce qu’il peu bien avoir dans le buffet ?
Ce module ampli audio basé sur la puce une PAM8403 est un amplificateur stéréo, de classe D. Il produit une sortie de 2x3 watts et capable de fonctionner sur une mini alimentation de 2,5 V, jusqu’à un maximum de 5 V.
Heu ! C’est quoi la classe D Audio Wifi ?
Avantages de la classe D
La distorsion harmonique totale est inférieur à 0.11%, quasi plus aucun bruit !!!
Cela permet à ce module une reproduction sonore de très haute qualité. Avec de bons haut-parleurs, vous devriez obtenir un signal audio d’une qualité dans les basse et dans le ton impossible à atteindre (entendre) sur une chaine HIFI classique de classe AB (construit avec des transistors Analogiques).
C’est donc un amplificateur de haut-parleur sur une micro carte très efficace avec une ultra faible consommation d’énergie, et un taux d’efficacité de 90%. Il ne produira aucune dissipation de chaleur des classiques amplificateurs conventionnels de classe AB, c’est l’un des avantages typique des amplis de classe D.
Inconvénients de la classe D
Il y a beau chercher on trouve très peu d’inconvénients pour type d’amplification numérique de classe D.
On constatait préalablement sur les ampli de cette classe D, un rayonnement externe dû au signal numérique de fréquence carré assez élevée. Dans le passé, cela posait un problème de bruit ‘RFI’ rayonnée à l’extérieur du boîtier de la puce. Cependant, cette puce utilise une technologie de gravure de silicium plus avancés, le bruit de rayonnement constaté n’est quasi plus mesurables.
Tension de fonctionnement: 2.5V-5.5V
Puissance de sortie maximale: 3W * 2 (5V 4Ω)
La taille de PCB est d’environ: longueur 30mm largeur 22mm hauteur après installation est d’environ 16mm
Brochage & Raccordement :
Ce module est capable de commander un haut-parleur conventionnel directement, sans avoir besoin d’un condensateur de sortie ou tout autre filtrage. Un haut-parleur 4 Ω fournira 3 watts maximum, à condition qu’il soit alimenté par une source 5 V.
Pour plus d’ informations, consulter le datasheet PAM8403 .
Whaou, il se prépare une Mega Teuf Ultra-Sonique en Stéréo Haute Fidélité pour mes petites souris.
Remarque :
Une qualité pareil pour la p’tit pièce d’1€, a ce prix la prenez en 1 kg M’sieu.
D’autant que l’objectif initial, n’était pas d’embêter les p’tite souris, mais plutôt de faire plaisir à nos p’tite oreilles. Alors imaginé ce que vous pouvez faire avec ce p’ti bijou !
Passons maintenant à la restitution de ce beau signal audio stéréo Mega Ultra-Sonique.
5. Tweeter à Ultrason - Émetteur Sonotrode antiparasite
Ces éléments sont les seuls à être totalement dédiés au projet, à savoir la restitution du signal ultra-sonique.
Haut-parleur à ultrasons étanche, répulsif de rongeurs et autres nuisibles.
Fréquence nominale: 20KHz ± 5 KHz;
Tension nominale: 5.5Vp-p;
Tension de fonctionnement: 1 Vp-p ~ 30Vp-p;
Plage de fréquences de fonctionnement: 2,5 kHz ~ 60KHz (voir diagramme);
Courant nominal nominal Tension: ≤2.0mA;
Capacité à 1KHz: 100000 ± 30% pF;
Nominale de sortie audio: ≥100dB;
Température de fonctionnement: -20 ° c ~ + 70 ° c;
Température de stockage: -30 ° c ~ + 80 ° c;
Diagramme des fréquences :
Pos Référence Description Valeur Qt Total cat 1 HCSR501 Détecteur de mouvements infra-rouge 1€ 2 2€ * 2 ESP-12F µContrôleur de communication WiFi 3€ 1 3€ * 3 AD9833 Générateur de Signal, Sinusoïdale, Carrée, Triangulaire 7€ 1 7€ 4 PAM8403 Amplificateur Numérique HIFI Stéreo 2x3W 1€ 1 1€ * 5 US Rep Tweeter Émetteur Sonotrode antiparasite 2€ 2 4€
