驅蚊電路

蚊香、地墊、液體噴霧器、藥膏等驅蚊劑經常被用于各種場所。然而，它們容易對人體造成致命的傷害。例如，驅蚊霜和驅蚊油會對皮膚造成過敏反應等不良影響。蚊香、蚊香墊在加熱時會產生有毒煙霧，導致呼吸困難，而液體蒸發(fā)器在加熱時也會產生煙霧。

為了達到高效且無任何副作用的效果，最理想的解決方案是用最少的元件構建一個簡單的電子電路，從而產生驅蚊效果。簡而言之，本文將介紹一種簡單的驅蚊電路。

驅蚊電路的原理：

人類可以聽到 20 赫茲至 20 千赫范圍內的聲音。頻率高于 20 kHz 的聲音被稱為超聲波。貓、狗、昆蟲、蚊子等動物都能聽到這種超聲波。蚊子的這一特征是由于其觸角上有感覺結構。

超聲波通常由雄蚊傳播，雌蚊接收。然而，雌蚊在繁殖后一般會避開超聲波，因此可以利用這一事實來產生與雄蚊產生的超聲波范圍相似的超聲波，從而驅趕蚊子。 超聲波會對蚊子的觸角產生壓力，從而將蚊子驅趕走。

換句話說，我們設計了一個簡單的電路，它可以產生頻率范圍為 20 千赫至 38 千赫的超聲波，從而嚇跑蚊子。

電子驅蚊器電路圖： 

最常見的 Astable 多頻振蕩器是 555 定時器集成電路。它基本上是一個 8 引腳集成電路，引腳說明如下：

引腳 1 - 接地引腳，直接與電池負極相連。

引腳 2 - 觸發(fā)引腳。這是一個低電平有效引腳。當該引腳上的信號低于電源電壓的三分之一時，定時器被觸發(fā)。為實現(xiàn)穩(wěn)定運行，該引腳直接與 6 號引腳相連。

引腳 3 - 是輸出引腳。

4 號引腳 - 是復位引腳。這是一個低電平有效引腳。通常與電池正極相連。

5 號引腳 - 這是控制引腳，很少使用。為安全起見，該引腳通過一個 0.01microFarad 陶瓷電容與地相連。

第 6 引腳 - 這是閾值引腳。當該引腳上的電壓大于或等于電源電壓的三分之二時，定時器輸出恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。為實現(xiàn)穩(wěn)定工作，該引腳與引腳 2 短路，并通過一個電阻器與引腳 7 連接。

第 7 引腳 - 這是放電引腳，為電容器提供放電路徑。

所需元件

555 定時器

一個 0.01 微法拉的電解質電容器

一個 0.01 微法拉的陶瓷電容器

一個 760 歐姆的電阻器

另一個 1.5 K 電阻器

 壓電蜂鳴器

一個 SPST 開關

一節(jié) 5 V 電池

驅蚊電路設計：

開發(fā)電路的基本思想是使用蜂鳴器產生超聲波。蜂鳴器由振蕩電路驅動。在這里，我們使用基于 555 定時器的可控多諧器電路作為振蕩電路。

設計電路涉及到設計一個星型可變多頻振蕩器電路。一般來說，555 可控多頻振蕩器產生的輸出信號頻率由以下公式給出：

F = 1.44((Ra+Rb*2)*C)

其中，Ra 是 7 腳與 Vcc 之間的電阻值，Rb 是 7 腳與 6 腳之間的電阻值，C 是 6 腳與地之間的電容值。

設 C = 0.01 微法拉

F = 38 千赫

讓占空比 D = 60%（555 定時器不可能產生占空比為 50%的信號）。

由此得出

Ra = 1.44（2D-1）/（F*C）

Rb=1.44(1-D)/(F*C)

代入 C、F 和 D 的值，我們得到

Ra = 0.758 K 歐姆，即 758 歐姆，Rb = 1.52 K 歐姆

因此，我們可以使用一個 760 歐姆的電阻和另一個 1.5 千歐的電阻。

電路背后的理論：

多頻振蕩器是一種產生脈沖輸出信號的電子電路。一般來說，多頻振蕩器根據(jù)輸出穩(wěn)定的性質進行分類。

只有一個穩(wěn)定狀態(tài)的多諧振蕩器稱為單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，可用作脈沖發(fā)生器。

 無穩(wěn)定狀態(tài)的多諧振蕩器稱為天穩(wěn)多諧振蕩器，用作振蕩器。

具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的多諧振蕩器稱為雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用作施密特觸發(fā)器。

在此，我們主要討論星穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器。星穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器不需要任何外部觸發(fā)，因此可用作振蕩器。它們通過晶體管、運算放大器或集成電路實現(xiàn)。

驅蚊器電路操作：

開關關閉后，555 定時器獲得電源。根據(jù)內部電路，起初電容器電壓為零，因此閾值和觸發(fā)引腳的電壓也為零。當電容器通過電阻 Ra 和 Rb 充電時，閾值引腳的電壓會在某一點上小于電容器電壓。這導致定時器輸出發(fā)生變化。此時，電容器開始通過電阻器 Rb（即放電引腳）放電，并一直持續(xù)到輸出電壓恢復到原來的水平。因此，輸出信號是頻率為 38 KHz 的振蕩信號。 這個可控多諧器電路的輸出驅動一個頻率為 38 KHz 的壓電蜂鳴器，產生有規(guī)律重復的超聲波。通過改變電位器的值，也可以改變輸出頻率。

驅蚊電路的應用：

如上所述，該電路可用作驅蚊器。通過對電阻和電容值進行一定的修改和變化，該電路還可用作其他驅蚊器。此外，它還可用作簡單的蜂鳴器報警電路。

驅蚊電路的局限性

需要大量的頻率設置。

超聲波信號與信號源成 45 度角傳播。如果路徑上有任何障礙物，信號就會被反射或轉移。

對較少的蚊子數(shù)量有效果。