Die Erfindung betrifft ein Elektroweidezaungerät nach der gattungsbildenden
Druckschrift DE 153 97 65 A.
In der DE 153 97 65 wird ein
Elektroweidezaunweidegerät beschrieben, bei dem der Abstand zwischen den Impulsen
durch ein Steuergerät bei Belastung des Zaunes verändert wird. Dies soll der Energieeinsparung
dienen. Die Reduzierung der Impulsabstände findet jedoch bei jeder Art der Zaunbelastung,
d.h. beispielsweise auch bei starkem Bewuchs, usw. statt. Darüber hinaus ist bei
diesem Gerät der Impulsabstand auch von der Zaunlänge abhängig, da dies ebenfalls
einer Zaunbelastung entspricht.
Weiterhin ist bereits aus den Druckschriften DE
295 15 665 U1 sowie WO 88/10059 A1 bekannt, dass bei Elektroweidezaungeräten
eine Erhöhung der Impulsenergie bei Unterschreiten eines Schwellenwertes der Zaunspannung
vorgesehen ist.
Aus dem US-Patent 4 316 232 ist ein Elektrozaungerät bekannt, bei
dem Impulse verschiedlicher Intervalle an den Elektrozaun abgegeben werden. Diese
Impulse sind in der Zaunspannungshöhe gleich und nur in der Intervalllänge zwischen
den Impulsen unterschiedlich. Die Differenzierung der Intervalllänge zwischen den
Impulsen erfolgt durch ein Steuergerät, mit dem auch die Impulsbreite verändert
werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
Die Zeichnungen zeigen
1 ein Gesamtschaltbild des erfindungsgemäßen
Weidezaungerätes,
2 den Impulsablauf im Grundzustand des
Gerätes und bei Tierberührung,
3 den Schaltungsteil durch den die Detektion
der Tierberührung erfolgt, Ausschnitt A in 1,
4 den Schaltungsteil am LC Schwingkreis
des Zauntrafos, Ausschnitt B in 1.
In 1 ist die Gesamtschaltung des Weidezaungerätes
dargestellt. Mit A ist der Teil der Schaltungsanordnung bezeichnet, in der die Messung
und Auswertung (Detektion) des Zaunimpulses hinsichtlich Tierberührung erfolgt.
Die Veränderung der Intervalle und der Höhe der Zaunspannung erfolgt durch den Mikrocontroller
&mgr;c
Im einzelnen ist die Funktion der Schaltung folgende:
Wie im Schaltungsteil gemäß 3 dargestellt, wird im
Grundzustand durch den Mikrocontroller &mgr;c der Transistor T2 angeschaltet. Die
Versorgungsspannung Vcc wird dadurch auf R4 geschaltet und durch den Spannungsteiler
aus R3 und R4 geteilt. Die Teilspannung liegt am invertierten Eingang des Komperators
IC2-A als Referenzspannung an. Der Komperator IC2-B dient als Vergleicher der Spannung
an C1 mit der Referenzspannung.
G3 im Mikrocontroller &mgr;c ist hochohmig. G0 ist durch den Mikrokontroller
&mgr;c auf GND geschaltet. Ist die Zaunspannung zwischen den Zaunimpulsen 0 Volt,
dann ergibt sich über den Spannungsteiler aus R8 und R7 ebenfalls in etwa die Referenzspannung
am nichtinvertierten Eingang des Komperators IC2-B. Dieser ist ein Komperator mit
einem Open-Kollektor-Ausgang. Der Ausgang von IC2 kann also keinen Strom liefern
sondern nur Strom aufnehmen und nach Masse leiten. Der Komperator IC2-B entlädt
nun den Kondensator C1 auf etwa die Referenzspannung die am invertierenden Eingang
des Komperator IC2-A anliegt.
Der Zaunimpuls ist negativ. Über den Spannungsteiler R20 – R33,
R7 und R8 liegt der Zaunimpuls am nichtinvertierten Eingang des Komperator IC2-B
an. Bei einer Zaunspannung von etwa 10 KV sinkt die Spannung am nichtinventierten
Eingang des Komperator IC2-B auf ca 42% der Referenzspannung, bei einer Zaunspannung
von ca. 5 KV auf etwa 71%. der Referenzspannung. Der Komperator IC2-B verhält sich
nun so, daß er während des Zaunimpulses den Kondensator C1 nach und nach von der
Referenzspannung auf einen der Zaunspannung entsprechenden Wert entlädt. Nach dem
Zaunimpuls ist damit die Spannung am Kondensator C1 ein Maß für die Größe des negativen
Zaunimpulses und somit für die Zaunspannung. Der Ausgang des Komperators IC2-A schaltet
auf Masse, da die Spannung am Kondensator C1 und damit auch am nichtinvertierten
Eingang von IC2-A kleiner ist als die Referenzspannung zwischen R3 und R4. Die Auswertung
erfolgt in der Weise, dass nach dem Zaunimpuls der Mikrocontroller
&mgr;c G0 und G3 auf die Versorgungsspannung Vcc schaltet. Der Kondensator C1 wird
langsam über R6 aufgeladen. Nach einer von der ursprünglichen an C1 anliegenden
Spannung abhängigen Zeit überschreitet die Spannung am Kondensator C1 die Referenzspannung
am invertierten Eingang des Komperators IC2-A. Somit überschreitet die Spannung
am nichtinvertierenden Eingang von IC2-A die Spannung am invertierenden Eingang
von IC2-A. Der Komperator IC2-A schaltet als Folge davon seinen Ausgangstransistor
T2 ab. Die Zeit zwischen dem Schalten von G3 auf die Versorgungsspannung Vcc und
dem Abschalten des Transistors T2 durch den Komperator IC2-A wird vom Mikrocontroller
&mgr;c gemessen. Diese Zeit ist das Maß für die Größe der Zaunspannung beim Zaunimpuls
und dient zur Detektion der Tierberührung.
Der Impulsablauf ist in 2 dargestellt.
Im Grundzustand, ohne Tierberührung, wird im Automatikbetrieb alle
2 Sekunden ein Impuls mit 0,25 Joule ausgesandt bei einer Zaunspannung von z.B.
8 KV. Der Abstand zwischen den Impulsen beträgt 2 sec. Wird Tierberührung nach dem
vorstehend beschriebenen Verfahren festgestellt, dann wird durch den Mikrocontroller
&mgr;c sowohl der Impulsabstand als auch die zugeführte Pulsenergie und die Zaunspannung
erhöht.
Wie im schraffierten Teil des Diagramms der 2
dargestellt, sinkt bei Tierberührung bei gleicher Pulsenergie, gleichen Impulsabstand
und gleicher Zaunspannung, z.B. 8 KV, die Zaunspannung auf einen Wert unter 50 %.
Wird dieser Zustand gemessen, dann wird durch den Mikrocontroller &mgr;c die Impulsenergie
und die Zaunspannung erhöht. Gleichzeitig wird der Impulsabstand verringert. Bei
Wegfall der Tierberührung wird auf die Eingangsimpulsfolge Impulsenergie und Zaunspannungshöhe
zurückgeschaltet. Tierberührung liegt dann vor, wenn sich die Zaunimpulsspannung
bei gleicher zugeführter Energie um mehr als 12% ändert.
In 4 ist ein weiteres Detail der Schaltung
gemäß 1 dargestellt, das der Energieeinsparung dient
und in 1 im Detailbereich B angeordnet ist.
Die Schaltung der Impulsleistung am Zauntrafo Z erfolgt durch den
Thyristor T5. Der LC-Schwingkreis L2/C12 am Zauntrafo Z erzeugt nach etwa 20 s eine
negative Spannung am Thyristor T5. Ohne weitere Schaltungsmaßnahmen würde der Impuls
etwa 100 s andauern. Am Ende dieses Zeitraumes wäre einerseits der Endladekondensator
C12 schon weitgehend entladen und viel Energie in der Primärinduktivität des Zauntrafo
Z weitgehend verloren. Zur Energieeinsparung wird dem Thyrstor T5 eine Luftdrossel
L1 und eine Diode D5 in einer Reihenschaltung antiparallel geschaltet. Hierdurch
wird eine erhebliche Verkürzung der Zeit bis zum Sperren des Thristors erreicht.
Nach dem Abschalten des Tyristors wird die in der Induktivität gespeicherte Energie
wieder an den Entladekondenstor abgegeben.