Urządzenie do akustycznej diagnostyki rodzin pszczelich. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Dom, gospodarstwo domowe, hobby

 Komentarze do artykułu

Rentowność gospodarstw pszczelarskich zależy od wydajności rodzin pszczelich w okresie pożytku. Ogromne szkody gospodarcze w dużych pasiekach, liczących kilkaset uli, powoduje np. niekontrolowane rojenie. Aby temu zapobiec opracowano wiele metod technologicznych, ale wszystkie są bardzo pracochłonne, wymagają demontażu uli i ingerencji w życie rodziny pszczół. Aby skutecznie zastosować te techniki, bardzo ważne jest terminowe i dokładne określenie stanu biologicznego pszczół. Proponowane urządzenie pomoże to zrobić.

Wielokrotnie podejmowano próby zaprojektowania urządzenia do akustycznej diagnostyki stanu biologicznego rodzin pszczelich [1]. Zasada działania większości znanych urządzeń polega na tym, że wąskie pasmo częstotliwości wyśrodkowane na częstotliwości 240 Hz jest izolowane przez filtr od hałasu akustycznego wytwarzanego przez kolonię pszczół. Przyjmuje się, że obecność składowych o częstotliwościach zbliżonych do określonej w widmie hałasu świadczy o małej aktywności pszczół. Ale testy takich urządzeń w rzeczywistych warunkach nie dają pozytywnych wyników. Główną przyczyną ich niezadowalającej pracy jest zły dobór kryterium oceny stanu rodziny pszczół.

Faktem jest, że w hałasie wytwarzanym przez pszczoły zawsze obecne są składowe o częstotliwościach bliskich 240 Hz. Ich intensywność zależy nie tylko od stanu biologicznego rodziny (np. rojenia), ale także od innych czynników, takich jak liczba pszczół w ulu. Dlatego odczyty przyrządów mierzących bezwzględną wartość natężenia hałasu są niewiarygodne, a same przyrządy nieprzydatne w praktyce pszczelarskiej.

Aby odczyty urządzenia były uzależnione tylko od stanu biologicznego rodziny pszczelej, konieczna jest ocena stosunku natężeń dwóch wąskopasmowych sygnałów szumowych izolowanych w różnych obszarach częstotliwości. W pracy [2] wykazano, że stan aktywny rodziny pszczół (rozwój wiosenny, pożytek) charakteryzuje się maksymalnym natężeniem składowych widmowych w paśmie częstotliwości 260...320 Hz. Wraz ze spadkiem aktywności (roje, choroby, brak matki) maksimum widma przesuwa się w okolice 210...250 Hz. Po ustaleniu, w którym ze wskazanych zakresów natężenie hałasu jest większe, można ocenić stan pszczół.

Proponowane akustyczne urządzenie diagnostyczne działające na tej zasadzie wyposażone jest w dwie diody LED: „Tak” i „Nie”. Dostępne są trzy tryby pracy. Pierwszy z nich – „P” (stan pasywny) – ma na celu identyfikację stanu niepracującego rodziny pszczół, związanego np. z rojeniem, brakiem miejsca na czerw czy przeładowaniem gniazda miodem. Słaba w porównaniu do wskaźnika „Tak”, świecenie wskaźnika „Nie” oznacza, że ​​w ulu gromadzą się nieaktywne pszczoły i rodzina pszczół wejdzie w fazę roju w najbliższych dniach. W trybie „M” (przyjęcie matki) ujawnia się stosunek rodziny do przeszczepionej matki, który można zaakceptować („Tak”) lub odrzucić („Nie”). Stan zimujących pszczół ocenia się w trybie „3” (zimowanie). Jest zadowalający, jeśli wskaźnik „Tak” jest włączony, lub źle w przeciwnym razie.

Schemat urządzenia pokazano na ryc. 1. Dwustopniowy wzmacniacz z automatyczną regulacją wzmocnienia, zbudowany na chipie DA1 (K157UD2), przeznaczony jest do wzmacniania sygnałów audio odbieranych przez mikrofon BM1. Pasywny filtr pasmowy C3R2R4C5 jest zainstalowany między dwoma stopniami wzmacniacza, przepuszczając częstotliwości od 160 do 890 Hz.

(kliknij, aby powiększyć)

Sygnał z wyjścia wzmacniacza operacyjnego DA1.2 jest podawany na wejścia filtrów pasmowoprzepustowych, a przez rezystor R3 - do kapsuły telefonicznej BF1 w celu kontroli słuchu. Ten sam sygnał jest wysyłany do detektora AGC (VD1). Zmiana poziomu szumów prowadzi do zmiany polaryzacji na bramkach tranzystorów polowych VT1.1, VT1.2, rezystancji ich kanałów i głębokości sprzężenia zwrotnego, które obejmują stopnie wzmacniacza. Dzięki temu przy wahaniach natężenia hałasu generowanego przez rodzinę pszczół napięcie sygnału na wyjściu wzmacniacza pozostaje niezmienione.

Dwa filtry pasmowo-przepustowe wyodrębniają wąskie sekcje z widma szumów, stosunek poziomów sygnału, w którym niesie informacje o stanie pszczół. Oba filtry są zbudowane według tych samych schematów na mikroukładach DA2 i DA3. Wzmacniacze operacyjne każdego z nich są połączone w taki sposób, że tworzą żyratory. Równoważne indukcyjności żyratorów to równoległe obwody oscylacyjne z kondensatorami C9 i C10. Współczynnik jakości obwodów i przepustowość każdego filtra zależą od wartości rezystorów R8 i R9. Przy dostrojonych rezystorach R11, R13, R15 i R18 (w zależności od położenia przełącznika SA1) filtry są dostrajane do częstotliwości wskazanych w tabeli.

Za pomocą rezystorów R12 i R14 osiąga się maksymalny współczynnik jakości obwodów: po usunięciu zworek X1 i X2 filtry powinny znajdować się na granicy samowzbudzenia.

Przefiltrowane sygnały przez prostowniki półfalowe na diodach VD2 i VD3 są podawane na wejścia wzmacniacza różnicowego opartego na tranzystorach VT2 i VT3, który służy jako węzeł porównania. Obwody kolektorów tranzystorów zawierają diody LED HL1 („Nie”) i HL2 („Tak”), których porównawcza jasność wskazuje stan kolonii pszczół.

Schemat zasilacza urządzenia pokazano na ryc. 2, a numeracja elementów jest kontynuowana, jak na ryc. 1. Tutaj są zainstalowane dwie baterie GB1 i GB2. Każda składa się z czterech baterii D-0,26. Urządzenie włączane jest za pomocą włącznika przyciskowego SB1. Pobór prądu nie przekracza 25 mA, a w pełni naładowane akumulatory wystarczają na 2000 sesji pomiarowych o czasie trwania 5 s.

Wyzwalacz na tranzystorach VT4, VT5 o różnych strukturach służy do sterowania napięciem akumulatorów. Przykładem jest spadek napięcia na diodzie HL4, sygnalizujący włączenie urządzenia. Gdy całkowite napięcie akumulatorów GB1 i GB2 przekracza 7 V, spadek napięcia na rezystorze R30 przekracza przykładowy, tranzystory VT4 i VT5 są zwarte, dioda HL5 nie świeci. Gdy napięcie akumulatora spadnie poniżej określonego wyzwalacza zmienia stan, jego tranzystory otwierają się, a dioda LED HL5 sygnalizuje konieczność naładowania akumulatorów.

Jednostka ładująca akumulatory z sieci jest wykonana według najprostszego schematu z kondensatorem gaszącym C21. Zawiera również mostek diodowy VD4 i rezystory R24 - R31. Podczas ładowania świeci się dioda HL3. Pełne przywrócenie pojemności baterii trwa 14 godzin.

Konstrukcja urządzenia może być dowolna. Ważne jest, aby był łatwy w użyciu i przenoszeniu. W wersji autorskiej ma wymiary 260x180x70 mm i waży 1,4 kg.

Do skonfigurowania testera diagnostycznego wymagany jest generator 3H i miliwoltomierz AC. Miliwoltomierz jest podłączony do wyjścia pierwszego filtra środkowoprzepustowego (pin 13 układu DA2) i wspólnego przewodu. Po usunięciu zworki X1 rezystor przycinający R12 wchodzi do filtra w tryb generowania, ustalając występowanie oscylacji przez odchylenie igły miliwoltomierza. Niewielki obrót osi rezystora R12 w przeciwnym kierunku zakłóca generację.

Wyjście generatora 3H podłączamy zgodnie ze schematem do lewego zacisku rezystora R8 i za pomocą przełącznika SA1 i rezystorów trymera R11 i R15 dostrajamy filtr do częstotliwości wskazanych w tabeli. Strojenie rozpocznij od rezystora R11 ustawiając przełącznik SA1 w pozycji „3”. W pozycjach „M” i „P” znaleziona pozycja osi tego rezystora nie zmienia się.

Podłączając miliwoltomierz do styku 13 mikroukładu DA3 i usuwając zworkę X2, w podobny sposób za pomocą rezystora trymera R14, uzyskuje się generację i jej przerwanie w drugim filtrze. Następnie filtr dostraja się do żądanych częstotliwości za pomocą trymerów R13 (SA1 - w pozycji „3” lub „M”) i R18 (w pozycji „P”).

Po zakończeniu konfiguracji zworki X1 i X2 są założone na swoje miejsce. Działanie urządzenia jako całości można sprawdzić przykładając sygnał generatora 3H do małej głowicy dynamicznej i umieszczając ją obok mikrofonu BM1. Podczas strojenia częstotliwości oscylatora maksymalna jasność diod LED HL1 i HL2 powinna odpowiadać częstotliwościom strojenia odpowiednich filtrów iw niewielkim stopniu zależeć od głośności dźwięku.

Aby sprawdzić stan rodziny pszczół, mikrofon urządzenia umieszcza się na płótnie zakrywającym ramki z pszczołami. Poduszka izolacyjna jest umieszczona na górze, aby tłumić hałas z zewnątrz. Urządzenie włącza się na kilka sekund, obserwując diody HL1 i HL2. Diagnostykę w trybie „M” przeprowadza się po umieszczeniu matki pszczelej w ulu w „klatce Titowa”. Po około pół godzinie można stwierdzić, czy jest akceptowany przez pszczoły.

literatura

1. Smirnov A. Radioamatorzy - dla gospodarki narodowej. - M.: Energia, 1970.
2. Eskov E. Zachowanie pszczół miodnych. - M.: Kołos, 1981.

Autor: I.Bakomchev, Uljanowsk

Zobacz inne artykuły Sekcja Dom, gospodarstwo domowe, hobby.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że ​​firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że ​​tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Rozpoznawanie osób z ukrytymi twarzami 19.11.2018 Chińska firma Watrix opracowała nowy system rozpoznawania, który może identyfikować ludzi na odległość na podstawie ich chodu. Oznacza to, że nawet jeśli dana osoba założy maskę lub spróbuje odwrócić się od kamery, zostanie zidentyfikowana. Według twórców systemu nie da się oszukać, próbując zmienić chód, na przykład kulejąc lub pochylając się, ponieważ oprogramowanie analizuje obraz jako całość. Pod względem dokładności rozpoznawania system jest gorszy od systemów opartych na rozpoznawaniu twarzy, ale dokładność jest wystarczająca do użytku komercyjnego - wynosi 94%. Analiza nie jest wykonywana w czasie rzeczywistym. Program przetwarza nagranie wideo, podkreślając i porównując sylwetki osoby. Wyszukiwanie jednogodzinnego nagrania zajmuje około 10 minut.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Najbardziej wytrzymały stop

▪ Intel Core Duo 2

▪ Składanie mebli bez narzędzi

▪ Małe owady nie próbują idealnie naśladować

▪ DPP-3 - Zasilacze trójfazowe TDK-Lambda na szynę DIN

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo elektryczne, bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Wybór artykułów

▪ artykuł Trzy tajemnice masztu. Wskazówki dla modelarza

▪ artykuł Dlaczego Nagrody Nobla nie przyznaje się za osiągnięcia w matematyce? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Akwilegiusa. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Tester diod i tranzystorów bipolarnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Dobór aparatury i przewodów elektrycznych w warunkach zwarcia. Ogólne wymagania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024