Прилад акустичної діагностики бджолосімей. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Будинок, присадибне господарство, хобі

 Коментарі до статті

Прибутковість бджільницьких господарств залежить від працездатності бджолосімей у період збирання меду. Величезних економічних збитків великим пасікам, які налічують кілька сотень вуликів, завдають, наприклад, неконтрольованого роїння. Розроблено безліч технологічних прийомів його запобігання, але всі вони дуже трудомісткі, вимагають розбирання вуликів та втручання у життя бджолосім'ї. Щоб успішно застосовувати ці прийоми, дуже важливо своєчасно і безпомилково визначити біологічний стан бджіл. Зробити це допоможе пропонований прилад.

Спроби сконструювати прилад акустичної діагностики біологічного стану бджолосімей робилися неодноразово [1]. Принцип дії більшості відомих приладів полягає в тому, що з акустичного шуму, що створюється бджолосім'єю, фільтром виділяють вузьку смугу частот з центром на частоті 240 Гц. Передбачається, що наявність у спектрі шуму складових із частотами, близькими до зазначеної, свідчить про низьку активність бджіл. Але випробування таких приладів у реальних умовах не дають позитивних результатів. Основна причина їхньої незадовільної роботи – неправильний вибір критерію оцінки стану бджолосім'ї.

Справа в тому, що складові з частотами, близькими до 240 Гц, присутні в шумі, що створюється бджолами завжди. Їх інтенсивність залежить як від біологічного стану сім'ї (наприклад, роїння), а й інших чинників, наприклад, числа бджіл у вулику. Тому показання приладів, що вимірюють абсолютне значення інтенсивності шуму, недостовірні, а самі прилади непридатні для бджільницької практики.

Щоб показання приладу залежали тільки від біологічного стану бджолосім'ї, слід оцінювати відношення інтенсивностей двох шумових вузькосмугових сигналів, виділених в різних частотних ділянках. В [2] показано, що активний стан бджолосім'ї (весняний розвиток, медозбір) характеризується максимальною інтенсивністю спектральних складових у смузі частот 260...320 Гц. При зниженні активності (роїння, хвороба, відсутність матки) максимум спектра зміщується в ділянку 210...250 Гц. Визначивши, у якому із зазначених діапазонів інтенсивність шуму більше, можна будувати висновки про стан бджіл.

Пропонований прилад акустичної діагностики, що працює за цим принципом, має два світлодіодні індикатори: "Так" і "Ні" . Передбачено три режими роботи. Перший - "П" (пасивний стан) - призначений виявлення неробочого стану бджолосім'ї, пов'язаного, наприклад, з роїнням, відсутністю місця для розплоду чи перевантаженням гнізда медом. Слабке в порівнянні з індикатором "Так" свічення індикатора "Ні" означає, що у вулику накопичуються бездіяльні бджоли та бджолосім'я найближчими днями увійде до роєвої стадії. У режимі "М" (прийом матки) виявляють відношення сім'ї до підсадженої бджоломатки, яка може бути прийнята ("Так") або відкинута ("Ні"). Стан бджіл, що зимують, оцінюють в режимі "3" (зимівля). Воно задовільне, якщо горить індикатор "Так", або погане інакше.

Схема приладу показано на рис. 1. Двокаскадний підсилювач з автоматичним регулюванням посилення, побудований на мікросхемі DA1 (К157УД2), призначений для посилення звукових сигналів, прийнятих мікрофоном ВМ1. Між двома каскадами підсилювача встановлений пасивний смуговий фільтр C3R2R4C5, що пропускає частоти від 160 до 890 Гц.

(Натисніть для збільшення)

Сигнал з виходу ОУ DA1.2 надходить на входи смугових фільтрів, а через резистор R3 - телефонний капсуль BF1 для слухового контролю. Цей сигнал надходить на детектор АРУ (VD1). Зміна рівня шуму призводить до зміни зсуву на затворах польових транзисторів VT1.1, VT1.2, опору каналів і глибини зворотного зв'язку, якої охоплені каскади підсилювача. В результаті при коливаннях інтенсивності шуму, створюваного бджолосім'єю, напруга сигналу на виході підсилювача підтримується незмінною.

Два смугових фільтри виділяють із спектру шуму вузькі ділянки, співвідношення рівнів сигналів у яких несе інформацію про стан бджіл. Обидва фільтри побудовані за однаковими схемами на мікросхемах DA2 та DA3. ОУ кожної їх з'єднані в такий спосіб, що утворюють гіратори. Еквівалентні індуктивності гіраторів складають з конденсаторами С9 та С10 паралельні коливальні контури. Від номіналів резисторів R8 та R9 залежить добротність контурів та ширина смуги пропускання кожного фільтра. Підстроєними резисторами R11, R13, R15 і R18 (залежно від положення перемикача SA1) фільтри налаштовують частоти, зазначені в таблиці.

За допомогою резисторів R12 і R14 досягають максимальної добротності контурів: при знятих перемичках Х1 і Х2 фільтри повинні знаходитися на межі самозбудження.

Відфільтровані сигнали через однополуперіодні випрямлячі на діодах VD2 і VD3 надходять на входи диференціального підсилювача на транзисторах VT2 і VT3, що є вузлом порівняння. У колекторні ланцюги транзисторів включені світлодіоди HL1 ("Ні") та HL2 ("Так"), порівняльна яскравість свічення яких свідчить про стан бджолосім'ї.

Схема вузла живлення пристрою показана на рис. 2, причому нумерація елементів продовжує розпочату на рис. 1. Тут встановлено дві акумуляторні батареї GB1 та GB2. Кожна складається із чотирьох акумуляторів Д-0,26. Прилад включають кнопковим вимикачем SB1. Споживаний струм не перевищує 25 мА і повністю заряджених батарей вистачає на 2000 сеансів вимірювання тривалістю по 5 с.

Тригер на транзисторах VT4, VT5 різної структури служить контролю напруги акумуляторних батарей. Зразковим є падіння напруги на світлодіоді HL4, що сигналізує про включення приладу. При сумарній напрузі батарей GB1 і GB2 вище 7 падіння напруги на резисторі R30 перевищує зразкове, транзистори VT4 і VT5 закриті, світлодіод HL5 не світиться. При напрузі батарей нижче зазначеного тригер змінює стан, його транзистори відкриваються, світлодіод HL5 сигналізує про необхідність заряджання акумуляторів.

Вузол зарядки батарей від мережі виконаний за найпростішою схемою з конденсатором С21, що гасить. До нього входять також діодний міст VD4 та резистори R24 - R31. Під час заряджання світлодіод HL3 світиться. Повне відновлення ємності акумуляторів займає 14 год.

Конструкція приладу може бути будь-якою. Важливо забезпечити зручність його використання та перенесення. В авторському варіанті він має габарити 260x180x70 мм та важить 1,4 кг.

Для налаштування діагностичного приладу необхідні генератор 3Ч та мілівольтметр змінного струму. Мілівольтметр підключають до виходу першого смугового фільтра (висновку 13 мікросхеми DA2) та загальному дроту. Знявши перемичку Х1, підстроювальним резистором R12 вводять фільтр режим генерації, фіксуючи виникнення коливань по відхилення стрілки мілівольтметра. Невеликим поворотом осі резистора R12 у протилежному напрямку зривають генерацію.

З'єднують вихід генератора 3Ч з лівим за схемою виведенням резистора R8 і, оперуючи перемикачем SA1 і резисторами підлаштування R11 і R15, налаштовують фільтр на вказані в таблиці частоти. Починати налаштування слід резистором R11, встановивши перемикач SA1 у положення "3". У положеннях "М" та "П" знайдене положення осі цього резистора не змінюють.

Підключивши мілівольтметр до виведення 13 мікросхеми DA3 і знявши перемичку Х2, аналогічним чином за допомогою підстроювального резистора R14 домагаються генерації та її зриву у другому фільтрі. Потім налаштовують фільтр на потрібні частоти підлаштування резисторами R13 (SA1 - в положенні "3" або "М") і R18 (у положенні "П").

Закінчивши налаштування, перемички Х1 та Х2 встановлюють на місце. Роботу приладу загалом можна перевірити, подавши сигнал генератора 3Ч на невелику динамічну голівку та розташувавши її поряд з мікрофоном ВМ1. При перебудові частоти генератора максимальна яскравість світлодіодів HL1 і HL2 повинна відповідати частотам налаштування відповідних фільтрів і мало залежати від гучності звуку.

Для перевірки стану бджолосім'ї мікрофон приладу поміщають на полотно, що накриває рамки з бджолами. Зверху кладуть утеплювальну подушку, щоби послабити зовнішній шум. Прилад включають кілька секунд, спостерігаючи за світлодіодами HL1 і HL2. Діагностику в режимі "М" проводять після того, як у вулик у "клітині Титова" вміщена бджоломатка. Приблизно через півгодини можна визначити, чи прийнята вона бджолами.

література

1. Смірнов А. Радіоаматори – народному господарству. - М: Енергія, 1970.
2. Еськов Є. Поведінка медоносних бджіл. - М: Колос, 1981.

Автор: І.Бакомчов, м.Ульяновськ

Дивіться інші статті розділу Будинок, присадибне господарство, хобі.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Розпізнавання людей із прихованими особами 19.11.2018 Китайська компанія Watrix розробила нову систему розпізнавання, яка може ідентифікувати людей на відстані їхньою ходою. Це означає, що навіть якщо людина носить маску або намагається відвернутися від камери, вона буде ідентифікована. Як запевняють розробники, систему не можна обдурити, намагаючись змінити ходу, наприклад, накульгуючи або горбуючись, оскільки програмне забезпечення аналізує образ в цілому. За точністю розпізнавання система поступається системам, заснованим на розпізнаванні осіб, але точність цілком достатня для комерційного застосування - вона становить 94%. Аналіз виконується над реальному часі. Програма обробляє відеозапис, виділяючи та зіставляючи силуети людини. Пошук у одногодинному записі займає приблизно 10 хвилин.

Інші цікаві новини:

▪ Найдовговічніший сплав

▪ Intel Core Duo 2

▪ Складання меблів без інструментів

▪ Дрібні комахи не намагаються ідеально мімікрувати

▪ DPP-3 – трифазні джерела живлення TDK-Lambda на DIN-рейку

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей

▪ стаття Три секрети щогли. Поради моделісту

▪ стаття Чому Нобелівська премія не вручається за досягнення у математиці? Детальна відповідь

▪ стаття Аквілегія. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Тестер діодів та біполярних транзисторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Вибір електричних апаратів та провідників за умовами короткого замикання. Загальні вимоги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

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

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024