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2013/06/16

ソーラー発電防獣電気柵システムの製作(その1)

3年前にトマト作りを始めたころ、トマトが赤くなりはじめるころに、そのトマトがなくなることに気が付きました。最初のうちは半信半疑だったのですがやがて夜のうちに動物が来て食べてしまうことに気が付きました。どうも、この付近に住みついているハクビシンのようです。

翌年はトマト栽培エリアをネットで厳重に囲ってトマト栽培をしたので、被害には遭わなかったのですが、手間と作業性の悪化、さらに、ネットによって虫による受粉が行われないため、収穫量にも影響がありました。

昨年は、自然受粉を促進するため、ネットの上部を少し空けておいたのですが、その隙間から動物が入り込み、散々荒らされてしまいました。ネットで覆う方法では、限界があるため、今年は確実に効果がある電気柵による方法で対策を行っています。まだ成果は出ていませんが、今年のトマト栽培から導入した電気柵システムを紹介します。

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そもそも、電気柵とは高圧交流を発生させて、柵状に張り巡らせた金網に印加し、柵内に入り込もうとした動物がこれに触れたとき、感電して驚き、柵内に入るのを防止するというものです。市販されているものは数千ボルトから1万ボルト程度の電圧を発生し、1秒程度間隔で数ミリ~数十ミリ秒印加するというもので、内部抵抗が大きいので、ふれるとかなりのショックはありますが、動物が死んだり怪我したりすることはありません。(野生動物を捕まえたり、捕殺することはたとえ害獣でも禁じられています)

製作例もWebでいくつか見ましたが、「キモ」は高圧発生用のトランスで、通常は簡単に入手できません。低圧用のトランスを1次2次逆にして使うというものがありました。低圧用のトランスでは巻き線の巻き方、絶縁の方法など、高圧使用のものとはかなり違います。巻き線間で絶縁不良を起こす可能性が高いですが、連続で使うわけではないので何とかなるかもしれません。ですが、いつ壊れてもいいというわけでもないので、この方法はやめたほうが無難なように思えます。トランスを試作扱いで特注することは可能ですが、安くはありません。

いろいろ考えた結果、電気柵用の高圧発生ユニットが販売されているので、これを使用することにしました。

使用したのは「GC&C」という会社の「雷小僧」という製品で、本体価格9999円でした。これなら、トランスを特注して回路を製作するより安くできます。

これに、ソーラーパネル、バッテリー、コントローラーを組み合わせたシステムを製作しました。動物は人間が寝静まった深夜から早朝にかけて出没します。一日中柵に電圧をかけておくと人間が感電してしまう可能性があるので、照度を検出して、暗いときだけ電源が入るようにしておきます。

CDSセルを使って、簡単なコンパレータと組み合わせて暗くなったら電源が入るような回路を作成しました。

電源はソーラーパネルとバッテリー、充電コントローラーを組み合わせて使用します。「雷小僧」は12VDCで動作するようになっていますが、どのくらいの消費電流かまったく明記されておらず、GC&Cに電話で問い合わせてみたのですが、いまいち明確な答えは得られませんでした。5Wのソーラーパネルと組み合わせた商品も販売されているので、その程度のシステムで製作することにしました。(単一電池8個直列でもひとシーズンは十分持つらしい)

パネルとバッテリー、充電コントローラーは秋月電子通商からOPSM-SF0005、WP5-12、CM02-2.1を購入しました。(これはちょっと問題があることが後でわかりました。「その2」のほうのトピックを参照してください。)

これらと制御回路などを組み込んだものをプラスチックのBOXに入れ、さらに木箱に入れて屋外にセットします。

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コンパネの小板にバッテリーと雷小僧をセットしたところ。

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雷小僧の上の部分に充電コントローラーと自作のシステムコントローラーをセット

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PP製のプラスチックコンテナ(カインズホームで購入)に収納した後、木製BOXに収納する。

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バッテリーの容量を確認するため、15Vフルスケールの電圧計をコンテナの蓋に取り付けた。電圧計は30年以上前に購入したものだが、健在!

 

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木製BOXはコンパネ製で白で塗装。2重構造になっているので夏の炎天下でも内部はそれほど温度が上がらないと思っています。

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上が照度センサーで135フイルムケースにCDSを載せた小基板が入っている。下は動作中を表示するランプで、これも同じフイルムケースを利用。少し前まではどこにでも転がっていたフイルムケースだが、最近は入手も難しいかもしれません。フイルムケースは本体がHDPE、蓋がLDPEでタッパなどと同じ材質を使用しており、気密性が高いものです。

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CDSセルをポリエチレンの筒(園芸用セルポットを切って利用)で天井方向に指向性を持たせています。

照度検出はCDSセルを使用し、単電源のオペアンプで「雷小僧」の電源をON/OFFしています。直接パワーMOS FETで「雷小僧」をON/OFFすることも考えたのですが、どんな回路かわからないので、無難にリレーを介してON/OFFしています。リレーはコイルの動作電流が小さいものを探して使用した。オペアンプが1回路余っていたので、これでマルチバイブレータを構成し、動作中1~2秒に1回点滅する「動作中ランプ」の点滅回路に利用しました。オペアンプも30年位前にあるメーカーの人からサンプルとしてもらったものでしたが、ちゃんと動作しました!

コンパレーターは少し正帰還をかけてヒステリシスを持たせてあります。そうしないとリレーが閾付近でばたついてしまいます。

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回路は作りながら考えたので、回路図は後から思い出しながら描いたものです。実際とは異なっている可能性があります。

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BOXを載せる台は1.8mの間伐材の杭を3本、全体の1/3程度打ち込んだところで枠をとりつけた。周囲の建物や森の木などで少し高い位置においておいたほうがパネルへの日照時間がながくなる。

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方角を調整して、固定したところ。

 

まだ、今年はトマトが熟していないので、電気柵の効果は確認できていません。梅雨に入り、雨の日が3日ぐらい続いても、バッテリー電圧は12V以上で、パネルの容量は問題ないようです。我が家の飼い猫が夜出かけているので、一度は接触して感電を体感しているはずですが、健康には影響ないようです・・・

最終的な効果については、いずれ報告しようと思っています。

 

お断り)このトピックの内容は個人的な経験を説明したものであり、製作および方法そのものを推奨・説明する意図はありません。このトピック内の記事はすべて私本人に帰するものであります。このトピックを参考にして製作、改造または類似の行為を第3者が行った結果については、一切の責任を負いません。

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