動画サイトの「蚊の発生を防ぐ装置」の回路を分析してみた

海外の動画サイトなどでソーラーパワーで動く蚊の発生を防ぐ装置があり、
これは池などボウフラが発生しそうな所にこの装置を浮かべておくだけで
小さな波を発生させ、テストでは、小さな池の蚊の発生が1週間以内で
ほとんどゼロまで削減されたそうです。

熱帯の地域では、蚊がマラリアなどの病気を媒介していて、
事実人間を多く殺している動物は蚊だそうです。
【参考】海外「最も人間を殺している生き物ランキングなんだけど」

蚊の発生を防ぐ装置「Solar Scare Mosquito」の動画

蚊の発生を防ぐ装置「Solar Scare Mosquito」の仕組み

池に浮かべた蚊の発生を防ぐ装置

蚊の発生を防ぐ装置は水に浮かべると、パイプから空気が出て
さざなみのような波を発生させます。
波により蚊が卵を産めなかったり、ボウフラが水面に留まることで出来なくなり、
ボウフラが成虫になる前に死滅してしまうらしいです。

蚊の発生を防ぐ装置

蚊の発生を防ぐ装置を開けると青い大きなエアーポンプがあります。
これは日本のだと

がGEXが販売しています。

蚊の発生を防ぐ装置「Solar Scare Mosquito」の回路図

蚊の発生を防ぐ装置の回路図

 

トランジスタは4番(3番)以外は日本の2SC1815同等品で良いみたいです。

1番、2番のトランジスタは水面から離れた場合にブザーを鳴らします。
2番のトランジスタのベースは10kΩ抵抗でプルアップされています。
そのままだとブザーが鳴りっぱなしになります。
そこで1番のトランジスタのゲートが水面に着くと、1番のコレクタ端子が
グラウンドに落ちるのでブザーが鳴らなくなります。

次に、3番のトランジスタ。
3番のトランジスタは、装置が水に浸かっていない時にエアーポンプを
動作させない働きがあります。
でも、比較的大電流が流れるのでコレクタ電流(IC)が大きい方が良いかもしれません。
外側に電源ボタンがあるので、無くても良いかもしれません。

最後に4番のトランジスタ。
回路図上では2N3904(2SC1815同等)となっていますが、ソーラーパネルの
最大電流は500mAでICが200mAなので許容量オーバーです。

なので、別の写真ではBD135となっていてVCBO45V、コレクタ電流(IC)1.5Aです。
日本だったら秋月で売っている2SC3422が良いかもしれません。
画像では小さめなヒートシンクが付いているので、
多少放熱対策をした方が良いのかもしれません。

555タイマー
555タイマーで10分ごとのインターバルでポンプのON/OFFの制御をしています。
ちなみに555タイマーにはNE555とCMOS版のLMC555がありますが、
消費電力が少ないのでLMC555の方が良いと思います。
回路図から見るとRA=10KΩ、RB=10MΩ(1000KΩ)、C=470μFでは
5分ON、5分OFFの10分周期になってしまいます。
コントロール端子は単純にノイズ防止用だと思います。

最後にLEDと充電池。

私がわからないのはLEDの向きです。
このままだと、太陽電池の電流はLED経由でリチャージャブルバッテリー、
多分ニッケル水素充電池×2に220Ωの抵抗経由で充電されます。

しかし、充電された電力は、ポンプの動力にはならず、
ブザーの電力源としてしか動作しません。

また、夜太陽電池の出力が無くなった時、LMC555が動作していない場合は
4番のトランジスタがOFFになっているハズですが万が一静電気などでONにると
LEDには電池からの逆電圧が掛かります。

LEDの耐逆電圧は大体5V、ニッケル水素の電圧は2.4Vなのでよっぽど大丈夫
だと思いますが、充電するなら順方向電圧降下が少ないショットキーダイオードの
方が良いと思います。

まとめ

10ドル以下で作れるこの装置、日本だと5千円近く掛かってしまいます。

ソーラーパネル6V300mA×2枚(M-05358) 1900円
エアーポンプ アトム4 が1200円
ソーラーパネルとポンプだけで3100円になります。
後、容器は食品用の容器はポリプロピレン製だと思いますが、ポリプロピレンは耐候性
が弱く、直射日光の紫外線で劣化し酷い場合は1~2週間ほどで
ひび割れが発生するみたいです。

なので、安く抑えたいならホームセンターなどで売っている
色付きのバックルコンテナがお勧めです。
外のメダカ水槽のエアーポンプを緑のバックルコンテナに入れていますが、
1年以上経過していますが、ひび割れなどは発生していません。

その他、回路やエアー排出部のパイプを買うと5千円近く掛かってしまいます。

要はさざなみが起きれば良いみたいなので、今度メダカ水槽でためしてみたいと
思います。

【参考】太陽光でうごく「蚊の発生を防ぐ装置」はマラリアの拡大を抑えられるか
【参考】水面に浮かんでマラリアを媒介する蚊の幼虫を退治するボウフラ抑制装置

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