高電圧モジュールを電気柵にする間欠スイッチ

・電気柵用のパルス信号を発生させる回路です

・1個数百円で安価に販売されている中国製の高電圧モジュールを電気柵にするための回路です
 高電圧モジュールは電源を入れるとスタンガンのように連続して高電圧を発生させます
 電源装置と高電圧モジュールの間に1秒程度の間隔で短時間だけONするスイッチを追加して電気柵にします
・高電圧モジュールの電源電圧は様々ですが低電圧の物が多数派です
 電圧は12Vより低いものが殆どなので自動車バッテリーは電源になりません
 電流は短時間に数アンペア流れるためAC100Vを入力とするスイッチングレギュレータ電源を使用します
 設置場所は商用電源が使える場所に限られます
・無負荷時は非常に高い電圧になりますが柵線を接続すると300~1000V程度に電圧が落ちます
 これは自動車のイグニッションコイルを流用した電気柵より低威力です

この回路の仕様
 ・電源電圧 3.3~18V
 ・出力電圧 電源電圧と同じ

 ・設定可能な項目
   1.電源をONしている時間
     設定範囲 1.5~4.5ミリ秒(誤差が大きく±100%程度あります)
   2.電源をOFFしている時間
     設定範囲 0.7~1.65秒

注意:
・これは組み立てキットです 半田付けが必要です
 フラックスは使わないでください フラックスは半田の中心部に既に入っています
・防水のためケースに入れてください
・威力が低いのでせいぜい10m四方の家庭菜園向きです


2023-12-16

動画
ファイル ファイルタイプ 添付ファイルの解説
ef_hvmodule.wmv MOVIE 動作している所 wmvファイル
柵線が繋がっていないとき予期せぬところでスパークしないようにケース内部のスパークギャップ電極でスパークするようにしてあります
電線に適当な隙間を設けただけの物です
柵線を接続すると柵線が負荷になるのでこのギャップでスパークしなくなります
エネルギーを消費する場所が無いと高電圧モジュールのコイル自体の巻き線抵抗などで電力を消費することになるためモジュールの寿命が短くなります

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 設定方法
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故障診断
 ・LEDが2個同期して点滅しますが、故障診断をやりやすくするためです
 ・LED2が点灯しないもしくは点灯したままになる IC1が壊れている可能性大 ICを交換すれば復活する
 ・LED1が点灯しないもしくは点灯したままになる FET1(大きい3本足)が壊れている可能性大 FETを交換すれば復活する

VR1:
  電源をONする時間が変化します
  設定可能な値の範囲 1.5~4.5ミリ秒
  左に回すと充電時間が短く、右回しで充電時間長くなる

VR2:
  電源をOFFしている時間が変化します
  設定可能な値の範囲 0.7 ~ 1.65[秒]]

※電源電圧が変わると時間も数パーセント変化します

¥100ショップのタッパーに入れた作例
・銀色の物がスイッチングレギュレータ電源 入力AC100V 出力5V 3A
・タイマーは100V用
・高電圧モジュールはAliexpressで購入したもの
  入力電圧 3.7~6V
  入力電流 2~3A 電源電圧が高いほど流れる電流も大きくなる
  無負荷時出力電圧 5万ボルト
  価格 ¥405 送料込み
  高電圧モジュールを購入するときは電源電圧に注意します
  5V3A以上の電源は比較的高価です。筐体も大きく重くなるので送料も無視できません

R0052099.jpg

基板表面
・キットは所定の部品を所定の場所に半田付けするだけです 動かない場合の原因は99%以上の確率で部品の取り付け向きの間違い、半田付け忘れ、間違った部品の取り付けです
・印刷してあるのは部品番号です。半田付けすべき部品は部品表を参照します
・部品のいくつかは実装されていません。拡張性のためで部品を実装する場所だけを確保しています
・可変抵抗は長期的(たぶん10年後以降)には抵抗値が接触不良で変化してしまいます
  VR1の実際の抵抗値は実装されていない抵抗 R1 の個所をテスターで計測するとわかります
  最適な値が決まったらこの抵抗値を計測しておいてください
  修理するときはVR1を取り外し計測した値に等しい抵抗をR1に半田付けします
  VR2も同様です、VR2の抵抗値はR2の個所を計測します

R0052044.jpg

部品表 
・形状が同一の異なる部品に注意してください
・向きがある部品に注意してください
・両面基板は半田付けを間違えると簡単には取れません

partslist_HVmodule.png

基板裏面には何もありません。半田付け忘れに注意してください

R0052016.jpg

配線例
・電流は瞬間的に数アンペア流れます。細すぎる電線を使ってはいけません

hvhaisen.png

ご参考の回路図

sch_HVmodule.png

基板は試作品であるが機能はこのキットと全く同じ。この構成なら¥2000以下で出来る。但しタイマーや電源は無いので毎日手動で電源を入れる必要がある。この高電圧モジュールは3.7Vのリチウムイオン電池1本で動作するように設計されている物で通電時は2~3Aの電流が流れる。電源電圧が高いほど大きな電流が流れ3.3Vでは3.3V 2AのAC-DCアダプターで動作可能。電圧は無負荷時数万ボルトになるが負荷の柵線を接続すると300V程度の電圧にしかならない

R0052149.jpg
電子回路に詳しい人のための情報
ファイル ファイルタイプ 添付ファイルの解説
timer_cd4541_HV_module_panel.zip Gerber FusionPCB用です
他の基板メーカーではV-CUTが製造エラーになります
FusionPCBはV-CUT無料です
1枚の基板にV-CUT4面付けしてあるので10枚製造すると40枚出来ます
この回路はライセンスフリーです自由に使ってください
timer_cd4541_HV_module_rev2_EAGLE415.zip EAGLE プリント基板CAD EAGLE Ver4.15以上用