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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 꿀벌 군체의 음향 진단 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 가정, 가정, 취미 양봉장의 수익성은 벌꿀 수집 기간 동안의 꿀벌 군집의 성능에 따라 달라집니다. 수백 개의 벌통에 달하는 대규모 양봉장에는 무분별한 떼떼기 등으로 인해 막대한 경제적 피해가 발생합니다. 이를 방지하기 위해 많은 기술적 방법이 개발되었지만 모두 매우 노동 집약적이며 벌집을 해체하고 꿀벌 군집의 생활을 방해해야 합니다. 이러한 기술을 성공적으로 적용하기 위해서는 꿀벌의 생물학적 상태를 신속하고 정확하게 파악하는 것이 매우 중요합니다. 제안된 장치가 이를 수행하는 데 도움이 될 것입니다. 꿀벌 군집의 생물학적 상태에 대한 음향 진단 장치를 구축하려는 시도가 반복적으로 이루어졌습니다[1]. 가장 잘 알려진 장치의 작동 원리는 벌집에서 발생하는 음향 소음에서 필터를 사용하여 240Hz 주파수를 중심으로 하는 좁은 주파수 대역을 분리하는 것입니다. 지정된 주파수에 가까운 주파수를 갖는 구성 요소의 소음 스펙트럼에 존재하면 꿀벌의 활동이 낮다는 것을 나타내는 것으로 가정됩니다. 그러나 실제 조건에서 이러한 장치를 테스트하면 긍정적인 결과가 나오지 않습니다. 작업이 만족스럽지 못한 주된 이유는 꿀벌 군집의 상태를 평가하는 기준을 잘못 선택했기 때문입니다. 사실은 240Hz에 가까운 주파수를 가진 구성 요소가 꿀벌이 생성하는 소음에 항상 존재한다는 것입니다. 그 강도는 군집의 생물학적 상태(예: 떼 짓기)뿐만 아니라 벌통에 있는 벌의 수와 같은 다른 요인에 따라 달라집니다. 따라서 소음 강도의 절대값을 측정하는 기기의 판독값은 신뢰할 수 없으며 기기 자체도 양봉 실습에 적합하지 않습니다. 기기 판독값이 꿀벌 군집의 생물학적 상태에만 의존하도록 하려면 서로 다른 주파수 범위에서 격리된 두 협대역 잡음 신호의 강도 비율을 평가해야 합니다. [2]에서는 꿀벌 군집의 활성 상태(봄 발달, 꿀 수집)가 260...320Hz 주파수 대역에서 스펙트럼 구성 요소의 최대 강도를 특징으로 한다는 것을 보여줍니다. 활동이 감소하면(군집, 질병, 여왕벌 부재) 스펙트럼의 최대치가 210~250Hz 영역으로 이동합니다. 표시된 범위 중 소음 강도가 더 큰 범위를 결정함으로써 꿀벌의 상태를 판단할 수 있습니다. 이 원리에 따라 작동하는 제안된 음향 진단 장치에는 "예"와 "아니오"라는 두 개의 LED 표시기가 장착되어 있습니다. 세 가지 작동 모드가 있습니다. 그 중 첫 번째인 "P"(수동 상태)는 예를 들어 무리 짓기, 무리를 위한 공간 부족 또는 꿀로 둥지에 과부하가 걸리는 것과 관련된 꿀벌 군집의 작동하지 않는 상태를 식별하기 위한 것입니다. "예" 표시와 비교하여 "아니요" 표시의 약한 빛은 비활성 벌이 벌통에 축적되고 있으며 벌 군집이 앞으로 며칠 내에 떼 단계에 들어갈 것임을 의미합니다. 'M' 모드(여왕을 받아들이는 단계)에서는 심은 여왕벌에 대한 가족의 태도가 드러나는데, 이를 수락('예')하거나 거부('아니요')할 수 있습니다. 겨울철 꿀벌의 상태는 모드 "3"(겨울철)에서 평가됩니다. "예" 표시가 켜져 있으면 만족스럽고 그렇지 않으면 만족스럽지 않습니다. 장치 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1. DA157(K2UD1) 마이크로 회로에 내장된 자동 게인 제어 기능이 있는 3단계 증폭기는 VM2 마이크에서 수신된 사운드 신호를 증폭하도록 설계되었습니다. C4R5R160C890 패시브 대역통과 필터는 두 증폭기 스테이지 사이에 설치되어 XNUMX~XNUMXHz의 주파수를 전달합니다.
연산 증폭기 DA1.2의 출력 신호는 대역 통과 필터의 입력으로 이동하고 저항 R3을 통해 청각 제어를 위해 BF1 전화 캡슐로 이동합니다. 동일한 신호가 AGC 검출기(VD1)로 전송됩니다. 노이즈 레벨의 변화는 전계 효과 트랜지스터 VT1.1, VT1.2의 게이트 바이어스, 해당 채널의 저항 및 증폭기 단계를 포괄하는 피드백 깊이의 변화로 이어집니다. 결과적으로, 벌집에서 발생하는 소음의 강도가 변동하더라도 증폭기 출력의 신호 전압은 변경되지 않고 유지됩니다. 두 개의 대역통과 필터는 꿀벌의 상태에 대한 정보를 전달하는 신호 수준의 비율인 잡음 스펙트럼에서 좁은 영역을 선택합니다. 두 필터 모두 DA2 및 DA3 마이크로 회로의 동일한 회로를 사용하여 제작되었습니다. 각각의 연산 증폭기는 자이레이터를 형성하는 방식으로 연결됩니다. 자이레이터의 등가 인덕턴스는 커패시터 C9 및 C10과 함께 병렬 발진 회로를 형성합니다. 회로의 품질 계수와 각 필터의 대역폭은 저항 R8 및 R9의 값에 따라 달라집니다. 저항 R11, R13, R15 및 R18(스위치 SA1의 위치에 따라)을 조정하면 필터가 표에 표시된 주파수로 조정됩니다.
저항 R12 및 R14의 도움으로 회로의 최대 품질 계수가 달성됩니다. 점퍼 X1 및 X2가 제거되면 필터는 자체 여기 경계에 있어야 합니다. 다이오드 VD2 및 VD3의 반파 정류기를 통해 필터링된 신호는 비교 장치 역할을 하는 트랜지스터 VT2 및 VT3의 차동 증폭기 입력에 공급됩니다. 트랜지스터의 컬렉터 회로에는 LED HL1("아니요") 및 HL2("예")가 포함되어 있으며, LED의 비교 밝기는 꿀벌 식민지의 상태를 나타냅니다. 장치의 전원 공급 장치 다이어그램이 그림 2에 나와 있습니다. 1, 그리고 그림 1에서 시작된 요소의 번호 매기기가 계속됩니다. 2. 여기에는 GB0,26과 GB1 배터리 25개가 설치되어 있습니다. 각각은 2000개의 D-5 배터리로 구성됩니다. 푸시 버튼 스위치 SBXNUMX을 사용하여 장치를 켭니다. 전류 소비는 XNUMXmA를 초과하지 않으며 완전히 충전된 배터리는 XNUMX초 동안 XNUMX회 측정 세션에 충분합니다.
다양한 구조의 트랜지스터 VT4, VT5의 트리거는 배터리의 전압을 제어하는 데 사용됩니다. 예를 들어 장치가 켜져 있음을 나타내는 HL4 LED의 전압 강하가 있습니다. 배터리 GB1 및 GB2의 총 전압이 7V를 초과하면 저항 R30의 전압 강하가 예시 값을 초과하고 트랜지스터 VT4 및 VT5가 닫히고 LED HL5가 켜지지 않습니다. 배터리 전압이 지정된 수준보다 낮으면 트리거의 상태가 변경되고 해당 트랜지스터가 열리고 HL5 LED는 배터리 충전이 필요하다는 신호를 보냅니다. 네트워크의 배터리 충전 장치는 퀀칭 커패시터 C21을 사용하는 가장 간단한 방식으로 만들어집니다. 또한 다이오드 브리지 VD4와 저항 R24 - R31도 포함됩니다. 충전 중에는 HL3 LED가 켜집니다. 배터리 용량을 완전히 복구하는 데는 14시간이 소요됩니다. 장치의 디자인은 무엇이든 가능합니다. 사용하기 쉽고 휴대하기 쉬운지 확인하는 것이 중요합니다. 저자 버전에서는 크기가 260x180x70mm이고 무게는 1,4kg입니다. 진단 장치를 구성하려면 3H 발전기와 AC 밀리볼트계가 필요합니다. 밀리볼트계는 첫 번째 대역 통과 필터(DA13 칩의 핀 2)의 출력과 공통 와이어에 연결됩니다. 점퍼 X1을 제거한 후 튜닝 저항 R12를 사용하여 필터를 생성 모드로 입력하고 밀리볼트계 바늘의 편향에 따른 진동 발생을 기록합니다. 저항 R12 축이 반대 방향으로 약간 회전하면 생성이 중단됩니다. 다이어그램에 따라 3Ch 생성기의 출력을 저항 R8의 왼쪽 단자에 연결하고 스위치 SA1과 트리밍 저항 R11 및 R15를 작동하여 필터를 표에 표시된 주파수로 조정합니다. 스위치 SA11을 위치 "1"으로 설정하여 저항 R3로 튜닝을 시작해야 합니다. 위치 "M"과 "P"에서 이 저항기 축의 발견된 위치는 변경되지 않습니다. 밀리볼트미터를 DA13 마이크로 회로의 핀 3에 연결하고 동일한 방식으로 튜닝 저항 R2를 사용하여 점퍼 X14를 제거함으로써 두 번째 필터에서 생성 및 중단을 달성합니다. 그런 다음 트리밍 저항 R13(SA1 - 위치 "3" 또는 "M") 및 R18(위치 "P")을 사용하여 필터를 원하는 주파수로 조정합니다. 설정이 완료되면 점퍼 X1, X2가 제자리에 설치됩니다. 3H 발생기 신호를 작은 다이나믹 헤드에 인가하고 VM1 마이크 옆에 배치하면 장치 전체의 작동을 확인할 수 있습니다. 발생기의 주파수를 조정할 때 LED HL1 및 HL2의 최대 밝기는 해당 필터의 튜닝 주파수와 일치해야 하며 사운드 볼륨에 거의 의존하지 않아야 합니다. 꿀벌 군집의 상태를 확인하기 위해 장치의 마이크를 꿀벌 프레임을 덮는 캔버스 위에 놓습니다. 외부 소음을 줄이기 위해 상단에 절연 패드를 배치했습니다. LED HL1 및 HL2를 관찰하면서 장치가 몇 초 동안 켜져 있습니다. "M" 모드의 진단은 여왕벌이 "Titov 새장"의 벌집에 배치된 후 수행됩니다. 약 XNUMX분 후에 꿀벌이 이를 받아들였는지 확인할 수 있습니다. 문학
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