ЦТТ "Городской" г.Липецка

выполнил Андрющенко Никита, 7 кл,
2011-2012 учебный год

Аннотация

Доходность пчеловода зависит от работоспособности пчелосемей в период сбора мёда. Неконтролируемое поведение пчелосемей может нанести экономический ущерб. Разработано множество технологических приёмов его предотвращения, но все они очень трудоёмки, требуют разборки ульев и вмешательства в жизнь пчелосемьи. Чтобы с успехом применять эти приёмы, очень важно своевременно и безошибочно определить биологическое состояние пчёл. Сделать это поможет предлагаемый мною прибор, позволяющий с помощью электронных фильтров выделять частоты в очень узком диапазоне, и определять состояние пчелосемьи по выделенным частотам. Контролируются три основных состояния. 1-активное состояние, 2-приём матки, З-зимовка. Кроме того предлагаемый прибор может контролировать отклонение от нормы на расстоянии т.е. пчеловоду не обязательно находиться рядом с ульем. Предлагаемый прибор найдёт своё применение не только в частном пчеловодстве, но и в крупных пчеловодческих кооперативах.

Описание

Предлагаемый прибор поможет пчеловодам не только вовремя обнаружить то или иное отклонение в поведении пчелосемьи, но и сделать это на расстоянии, что особенно важно зимой.

Принцип действия большинства известных приборов для диагностики пчелосемей состоит в том, что из создаваемого пчелосемьёй акустического шума фильтром выделяют узкую полосу частот с центром на частоте 240 Гц. По его интенсивности определяют состояние пчелосемьи. Это не всегда давало положительные результаты. Чтобы показания прибора зависели только от биологического состояния пчелосемьи, следует оценивать отношение интенсивности нескольких (в нашем случае трёх) узкополосных шумовых сигналов, выделенных в различных частотных участках.

Показано, что активное состояние пчелосемей (весеннее развитие, медосбор) характеризуется максимальной интенсивностью спектральных составляющих в полосе частот 260-320 Гц. Определение отношения семьи к подсаженной пчеломатке характеризуется максимальной интенсивностью спектральных составляющих в полосе частот 210-250 Гц. если матка принята и 260-320Гц. если отвергнута. Состояние зимующих пчёл удовлетворительно, когда спектр частот находится в пределах 240-280 Гц., а если частоты сместились в диапазон 280-320 Гц, значит состояние характеризуется как плохое.

Обозначим эти состояния буквами А (активное состояние), З (зимовка), М (приём матки). Очевидно необходим прибор который будет определять эти выделенные частоты.

Анализатор состояния пчёлосемей изготовленный мною состоит из основного блока и двух вспомогательных. По функциональной схеме видно, что предлагаемый прибор предварительно усиливает сигнал с улья, подаёт на опознаватели, а те на индикаторы, по которым можно судить о состоянии пчёлосемей. Работа прибора проста. Пример, если вы подсадили матку и нужно проконтролировать поведение пчёл в улье, делается это двумя способами. 1) С основным блоком подходите к улью, включаете прибор, ставите микрофон на улей и в течении 1-2 секунд по загоранию того или иного светодиода определите принята матка или нет. Если светится диод напротив буквы «М»-значит принята. 2) Эту операцию можно контролировать на расстоянии. Положить датчик состояния, который выполнен отдельным блоком, на улей и он автоматически будет контролировать нужное состояние пчелосемьи и через каждые 1-5 минут передавать результат в эфир.

Приём тревоги производится двумя блоками - основным и отдельным, малогабаритным переносным блоком. Основной блок анализатора, на доступной элементной базе, схема которого показана в приложении 3. сигнал в виде спектра частот с микрофона подаётся на усилитель, который выполнен на одной интегральной микросхеме типа К561ЛН1. Эта микросхема имеет 6 логических элементов «НЕ»-первый и который переведен в линейный режим и работает как предварительный микрофонный усилитель. Усиленный сигнал поступает на следующий каскад, где происходит дальнейшее усиление. Далее сигнал разделяется, часть идёт на телефонный усилитель, который предназначен для прослушивания, если это необходимо, а часть сигнала на последний логический элемент, который является усилителем, ограничителем. На выходе этого усилителя сформирован спектр частот в виде прямоугольных импульсов, готовых для дальнейшей обработки. Далее сигнал поступает одновременно на три опознавателя частоты. Он выполнен на специальной микросхеме типа LM567 , способной с помощью внутреннего фазного детектора определять частоту входящего сигнала шириной полосы +/- 20Гц. Первый из них построен на среднюю частоту 225Гц., второй на 265Гц. и третий на 300Гц. Выход с опознавателей в виде постоянного напряжения поступает на согласующие транзисторы и далее на светодиоды, которые и индицирует состояние пчелосемей. В основном блоке также расположен приёмник тревожных сигналов а также стабилизатор напряжения 5 В на микросхеме типа LM7805. вся схема питается от двух аккумуляторов по 3,6 В и потребляет ток не более 20 мА.

Выносной датчик состояния пчелосемей имеет такой же микрофонный усилитель и опознаватель с добавлением в него передатчика тревожного сигнала и блока автоматики.

Блок автоматики выполнен на двух интегральных микросхемах типа К561ЛА7 и К561ИЕ16. Работает следующим образом, на первых двух логических элементах собран генератор импульсов с частотой 0,5Гц. Эти импульсы поступают на делитель частоты на микросхему К561ИЕ16, далее на каскад совпадения, который и формирует сигнал 5 минут ожидания и несколько секунд включения схемы на режим опознавания и в случае отключения передачи тревожного сигнала в эфир. Который и принимается двумя приёмниками, один из них в основном блоке, другой индивидуальный с которым можно перемещаться до 200 метров от ульев, что очень удобно людям, занимающимся сельским хозяйством. Приёмник и передатчик модульные, готовые на частоту 430мГц.

Весь блок автоматики в спящем режиме потребляет не более 5мкА., что очень важно особенно при зимнем контроле. Одной зарядки хватает до трёх месяцев непрерывной работы.