Un repousse chiens à ultrasons

Un repousse chiens à ultrasons
par Henri-Pierre PENEL
Le montage que nous vous proposons ce mois-ci nous a été demandé par de très nombreux
lecteurs. Son but est d'écarter les chiens livrés à eux-mêmes, qui peuvent devenir une gêne
lors d'une promenade à la campagne, par exemple. Cette fonction est assurée par l'émission
d'un très puissant sifflement dans les fréquences proches de l'ultrason. Signalons
immédiatement que l'usage de cet appareil n'est pas totalement anodin et appelle quelques
remarques. Il faut, entre autres, éviter impérativement de l'utiliser à proximité de jeunes
enfants et, surtout, de laisser jouer ceux-ci avec cet appareil.
En effet, les enfants sont beaucoup plus sensibles que les adultes aux fréquences élevées, et le
seuil de douleur est très rapidement dépassé. Une exposition dans l'axe du faisceau
ultrasonore et à faible distance peut entraîner une violente douleur et, si l'exposition se
prolonge, migraine, vomissement, voire une lésion de l'oreille interne. Après cette mise en
garde, passons à la réalisation de notre montage.
Pour le diffuseur, nous utiliserons un tweeter piézo-électrique. Ce type de haut-parleur
possède, en effet, un excellent rendement dans les extrêmes aigus, tout en supportant une
puissance élevée, et il convient donc parfaitement à notre application. Le seul problème que
nous rencontrerons pour atteindre la puissance souhaitée réside dans la valeur de la tension à
appliquer au tweeter. L'utilisation d'un transformateur résoudra ce problème.
Comme les caractéristiques que nous souhaitons lui attribuer ne sont pas courantes pour les
produits du commerce, le plus simple est d'en réaliser un.
Pour ce faire, il faut acquérir un « pot-ferrite », armature en ferrite destinée à recevoir le
bobinage, et une dizaine de mètres de fil émaillé de 50 centièmes de millimètre de diamètre.
On commencera par bobiner 100 spires puis, en laissant dépasser une dizaine de centimètres
de fil, on terminera le bobinage, toujours en tournant dans le même sens, par 200 autres
spires. On aura ainsi réalisé un transformateur à « point milieu ». Pour souder le fil émaillé, il
faut décaper le vernis dont il est enduit ; le plus simple est d'utiliser du papier de verre. Les
deux fils issus du point milieu seront soudés ensemble et connectés au + 9 volts. Celui qui
correspond au début de bobinage, donc à l'enroulement des 100 premières spires, est
connecté au collecteur du transistor de puissance. Les fils de raccordement du tweeter sont
issus des points extrêmes du transformateur. Le premier est donc également soudé au
collecteur du transistor, le second l'est sur le fil restant libre du transformateur.
Il est parfois difficile de se procurer un pot-ferrite. On peut, éventuellement, le remplacer par
la carcasse d'un petit transformateur que l'on aura débobiné. Néanmoins, l'armature des
transformateurs secteur n'est pas adaptée pour fonctionner à de telles fréquences. Ce fait
occasionne une forte perte de rendement. En revanche, les téléviseurs comportent de
nombreux petits transformateurs destinés à travailler sous des fréquences de l'ordre de 16 000
Hz. Ils conviennent donc parfaitement à cette nouvelle utilisation. Une visite dans une
décharge peut s'avérer intéressante...
Le transformateur ainsi réalisé est alimenté par un transistor de forte puissance travaillant en
commutation. C'est-à-dire qu'il se comporte à la manière d'un relais ou, plus exactement, du
rupteur de l'allumage d'une ancienne voiture, en envoyant des impulsions.
Au niveau du transformateur, nous profitons ainsi d'un double effet en ce qui concerne
l'élévation de la tension. D'une part, le transformateur agit en tant que tripleur de tension et,
d'autre part, par effet selfique, il fournit des impulsions d'une amplitude beaucoup plus grande
que les 9 volts de nos piles. De la sorte, l'amplitude du signal appliqué aux bornes du tweeter
est de l'ordre de 80 volts crête à crête. Précisons que cette valeur peut fortement varier en
fonction de la fréquence de fonctionnement choisie. En effet, le tweeter se comportant comme
un condensateur, son impédance décroît au fur et à mesure que la fréquence augmente. Il est
donc normal que, à puissance dissipée identique, la tension qui l'alimente chute.
Le câblage de cette réalisation ne doit pas poser de problème particulier. Il faudra simplement
prendre soin, comme toujours, de respecter le brochage des transistors et du circuit intégré et
veiller à bien couper les bandes conductrices de la plaquette aux emplacements mentionnés
sur le schéma d'implantation des composants.
Pour l'alimentation de notre repousse-chiens, étant donné la consommation ponctuelle
relativement importante de celui-ci, nous avons opté pour l'utilisation de piles 1,5 volts
montées en série. En effet les piles 9 volts miniatures ne sont pas en mesure d'assurer un
courant suffisant pour l'émission d'un sifflement continu d'intensité constante.
Enfin, il reste le réglage final. La fréquence générée par le NE 555 est ajustable, grâce à la
présence du potentiomètre, de 14 kHz à 24 kHz environ. Il suffit donc d'agir sur le
potentiomètre, tout en appuyant régulièrement sur le bouton-poussoir de mise en route,
jusqu'à obtenir un son à la limite du perceptible.
-------------------------------------------------------------------------------Nomenclature
R1 =
R2 =
R3 =
R4 =
R5 =
470 ohms (jaune, violet, brun, or)
3,3 kilohms (orange, orange, rouge, or)
470 ohms (jaune, violet, brun, or)
47 ohms (jaune, violet, noir, or)
470 ohms (jaune, violet, brun, or)
P1 = potentiomètre 2,2 kilohms
K1 = bouton-poussoir
C1 =
C2 =
C3 =
C4 =
4,7 nanofarads
1 nanofarad
47 microfarads 12 volts
2 200 microfarads 12 volts
IC = NE 555
T1 = 2N 1711
T2 = 2N 3055
HP = Tweeter piézo-électrique
Pour la réalisation de TR : Dix mètres de fil émaillé 50/100 mm
Un pot-ferrite
Science & Vie N°919, Avril 94, page 136