Présentation
L'anti-taupe présenté dans les lignes qui suivent est de type électronique, qui émet des sons sensés ne pas plaire à ces petites bêtes.
Sa réalisation s'appuie sur un PIC 12F675 pour simplifier au maximum la partie électronique (il est tout à fait possible de réaliser un circuit sans composant programmable, mais cela demande alors un peu plus de logique câblée). L'alimentation s'effectue à l'aide d'une batterie au plomb de type "modélisme" ou "antivol" de tension nominale 12 V et de capacité 1 à 2 Ah (ou plus) pour une autonomie de plusieurs jours sans recharge.
Avertissement
- Je n'avais pas la connaissance suffisante de ces bestioles et pour élaborer cet utilitaire, aussi je me suis basé sur les renseignements trouvés dans des revues ou sur Internet. Le logiciel du PIC est bien de moi mais l'idée ne l'est pas.
- Il m'aura bien sûr fallu rencontrer ce type de problème pour que je me décide à réaliser un tel appareil. Pour l'heure il fonctionne mais n'est pas installé dans le jardin (pas de boîte adéquate) et je ne peux donc pas juger de son efficacité. Au vu des retours utilisateurs qui ont adopté ce genre d'appareil (du commerce), il en ressort que l'efficacité est loin d'être prouvée, surtout pour les appareils à pile ou à panneau solaire qui sont peu puissants et doivent être multipliés (environ 1 tous les deux ou 3 mètres).
Schéma
Bien peu de composants, la batterie 12 V est l'élément le plus volumineux en pratique.
Principe de fonctionnement
Le fonctionnement de cet appareil repose sur l'émission à intervales réguliers de tops sonores violents produits par un haut-parleur de puissance. L'appareil ne fonctionne qu'en journée et est inactif la nuit, grâce à l'emploi d'une cellule photo-résistante (LDR).
Production des tops sonores
Le séquencement des tops sonores est intégralement géré par le logiciel flashé dans le PIC, ce dernier ne fait que compter les secondes et envoyer les commandes aux bons moments. De ce PIC on n'exploite que la moitié de ses broches :
- broches 1 (VDD) et 8 (VSS) pour l'alimentation (5 V). Rien de spécial à dire de ce côté.
- broche 7 (GP0) pour la détection jour / nuit, cette broche est configurée en entrée analogique et non en entrée numérique. La LDR forme un pont diviseur avec la résistance R1, la tension au point nodal dépend de la lumière ambiante. En pleine journée, la LDR reçoit suffisament de lumière pour faire abaisser fortement sa résistance, la tension sur GP0 est alors maximale. Durant la nuit, la LDR est dans l'obscurité et la tension en GP0 est minimale. Le logiciel lit la tension à intervalles régulier et déduit des dernières valeurs lues si on se trouve en jour ou en nuit. Pour éviter un arrêt en journée sur passage d'une ombre, les mesures sont assez distantes dans le temps et les seuils haut et bas sont distincts (présence d'un hystérésis).
- broche 6 (GP1) pour les tops de sortie. Sans surprise cette broche est configurée en sortie logique. Elle attaque directement le transistor de puissance Q1/TIP122 via la résistance de limitation de courant R2. La résistance R3 confirme la mise hors conduction de Q1 quand la sortie du PIC est à l'état logique 0, elle n'est pas vraiment obligatoire mais je la trouvais jolie sur le circuit imprimé. Chaque heure et pendant six minutes, des tops sonores sont générés à la fréquence de 600 Hz environ, par paquets de quatre par minute (tops rapproché puis silence de 55 secondes). Voir graphe un peu plus loin.
Tout cela a l'air fort simple, et ça l'est. Il suffit de laisser en l'air les broches inutilisées.
Chronologie des tops
Voici des petits graphes qui résument comme il se doit comment sont générés les tops. L'échelle horizontale est exprimée en secondes (3,6k = 3600 secondes = 1 heure)
Le graphe tout en haut (cadre noir) montre la périodicité horaire de chaque séquence de base. On y voit un paquet de 6 ensembles d'impulsions qui ressemblent à de gros paquets car tout est très serré à cet endroit. Si on fait un zoom sur un de ces six paquets, on voit quatre "sous-paquets" (troisième graphe, cadre vert). Si on agrandit un de ces quatre "sous-paquet", on arrive au dernier graphe (cadre violet) qui montre le signal périodique à la fréquence de 600 Hz environ. Ce petit top ne dure guère longtemps, environ 200 ms.
Amplification de puissance
Nous avons vu que le transistor Q1 recevait les impulsions de commande pour la production des tops sonores. Pour disposer d'une puissance sonore suffisante, il faut en efftet faire circuler dans le haut-parleur un courant important pendant une fraction de seconde, et ce courant important ne peut venir du PIC qui est alimenté sous 5 V et dont le courant de sortie est limité à 25 mA maximal. Le transistor Q1 sert donc d'amplificateur de courant, à partir de quelques mA en entrée il peut délivrer plusieurs ampères en sortie. Durant les tops, la puissance est telle que la batterie serait fortement sollicitée si on ne prenait aucune précaution, et sa tension de sortie pourrait baisser temporairement (surtout en fin de charge). C'est pourquoi on ajoute la cellule R4/C3 qui joue le rôle d'un réservoir d'énergie locale, qui ne sert que pour le HP au moment où on lui envoie la patate. Durant les pauses, C3 se charge sous R4, et durant les tops, il fournit le fort courant requis.
Alimentation
L'alimentation du montage est confiée à une batterie au plomb de 12 V et cette tension, nécessaire pour obtenir une puissance suffisante dans le HP, est trop élevée pour le PIC qui se contente largement de 5 V. Le régulateur de tension 78L05 sert à abaisser la tension de 12 V à la valeur plus respectable de 5 V, comme ça tout le monde est content. La diode D1 protège le régulateur et le PIC en cas d'inversion accidentelle de la polarité de la batterie. Il est en effet possible que vous ayez besoin de la débrancher pour sa recharge (bien que ce ne soit pas obligatoire du tout), et une erreur de branchement n'est jamais à exclure. Les condensateurs C1 et C2 contribuent à la bonne stabilité du régulateur de tension. Vous trouverez peut être la valeur de C1 un peu élevée, sachant que la source de tension d'origine est déjà de type continue, mais ce condensateur et D1 constituent un filtre passe-bas qui atténue les pic dus à la recharge de C3 après l'émission de chaque top sonore (le courant consommé est maximal à cet instant).
Codes source et fichiers compilés
Tous les fichiers utiles sont contenus dans l'archive zip dont le lien suit. Ecrit et compilé avec la version V5.30 Pro de MikroPascal.
Anti-taupe 001 - 12F675
Circuit imprimé
Réalisé en simple face.
Typon aux formats PDF, EPS et Bitmap 600 dpi