DILSHAN R JAYAKODY (jayakody2000lk@gmail.com) 
Colombo, Sri Lanka 

WARNING 
 
This article deals with and involves subjec...
DC Power supply input  terminals 
Progress indicators and 
feedback indicator 

Connectors to the step‐up  
transformer  
...
Probe  terminal:  Attach 4cm ‐ 8cm 13 S.W.G ‐ 12 

we  test  this  system  successfully  with  100m  long 

S.W.G  copper ...
System calibration and testing 

 

Majority  of  the  components  in  this  project  are  fixed 

 

values  and  user  n...
Component list 
C1 

0.1MFD 

 

R1, R3, R13 

22k (M0805) 

 

C2, C3 

0.0033MFD  

 

R2, R20 

68k (M0805) 

 

C4, C8...
Q1, Q2, Q3, Q5 : HEAT SINK REQ.
IC6, IC7 : HEAT SINK REQ.

T2
820R
MMBT3904

2

+24V

1

J2

GND

GND

GND

GND

R24

GND
...
VR1

X1
>PART
C393N

HT1

TP2

K
TP1

B

NE555

N24

N22

C11
0.1MFD
IRFZ44 C13
Q2

IC7
7812TV

N25

C6

B

RLE1

D1
U57X3...
T1

22K

4.7K
R6

R3

100K
R18
330R

330K

R14

R20

R21

68K

1K

R13

R17

R19

1K

10K

R11

22K

R23

68K

R16

330K

...
Electric Fences with Automated Monitoring System
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Electric Fences with Automated Monitoring System

334

Published on

Electric Fences are designed to create an electrical circuit when touched by person (or animal). The circuit proposed in this article releases 10kV electrical pulses to the fence-line and monitor the line status. This entire system is design to drive using 25V (5A) single-rail DC power source (using 5A power supply unit or pair of 12.6V Lead Acid batteries) .

Main controller of this system is Microchip PIC12F675 – 8bit microcontroller. All the line monitoring, pulse generation and alarm system controlling is performed by this microcontroller.

Published in: Self Improvement, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
334
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
6
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Electric Fences with Automated Monitoring System

  1. 1. DILSHAN R JAYAKODY (jayakody2000lk@gmail.com)  Colombo, Sri Lanka  WARNING    This article deals with and involves subject matter and the  use of materials and substances that may be hazardous to  health and life. Do not attempt to implement or use the  information contained herein unless you are experienced  and skilled with respect to such subject matter, materials  and substances. Neither the publisher nor the author  makes any representations as for the completeness or the  accuracy of the information contained herein and disclaim  any liability for damages or injuries, whether caused by  arising from the lack of completeness, inaccuracies of the  information, misinterpretation of the directions,  misapplication of the information or otherwise.    Electric  Fences  are  designed  to  create  an  electrical  circuit  when  touched  by  person  (or  animal).  The  circuit  proposed  in  this  article  releases 10kV electrical pulses to the fence‐line and monitor the line  status. This entire system is design to drive using 25V (5A) single‐rail  DC power source (using 5A power supply unit or pair of 12.6V Lead‐ Acid batteries) .  Main  controller  of  this  system  is  Microchip  PIC12F675  –  8bit  microcontroller. All the line monitoring, pulse generation and alarm  system controlling is performed by this microcontroller.    Some of the notable features of this project are,    Support for wide range of operating voltage (15V – 25V DC)    Built‐in audible alarm system     230V peripheral interface section (followed by the audible alarm system)    Progress indicators    Line feedback and alarm status indicators    Contactless line monitoring system    Support for wide range of step‐up transformers (up to maximum of 10kV)    Compact controller PCB (10cm × 10cm)  All the software and firmware programs are  distribute under the terms of  All the schematics, PCB designs and other  documents are distribute under the terms of  ‐ 1 ‐  This work is licensed under the Creative Commons  Attribution‐ShareAlike 3.0 Unported License. To view  a copy of this license, visit                                        http://creativecommons.org/licenses/by‐sa/3.0/ or  send a letter to Creative Commons, 171 Second  Street, Suite 300, San Francisco, California, 94105,  USA. 
  2. 2. DC Power supply input  terminals  Progress indicators and  feedback indicator  Connectors to the step‐up   transformer   Test Point A   Test Point B   Probe terminal   230V peripheral interface  terminals  GND (test) terminal  Speaker connector  Alarm reset switch  Probe limit Setup  control  Alarm status indicator  Alarm audio output level  controller  Fig. 1.1 - Controls and terminals of Electric Fence Controller PCB alarm and peripheral interface terminals)    System Controls and Terminals  As  reference  to  Fig.  1.1,  here  are  the  list  of  controls   Alarm  status  indicator:  Indicator  to  show  the  alarm status.   and terminal descriptions of Electric Fence Controller  PCB,   Progress  indicators  and  feedback  indicators:  Progress  indicator  is  used  to  display  the  active  time  of  the  electric  fence  line(s).  This  indicator  starts when the fence line(s) get electrify.     DC  Power  supply  input  terminals:  Attach  15  ‐  25V  DC  (5A)  power  source  to  this  terminal.  (24V  is recommended)   Step‐up  transformer  connectors:  Connect  step‐ Fig. 1.2 - Transformer and fence line connectivity up  transformer’s  primary  winding  to  these  terminals.    (refer  the  TRANS1  and  TRANS2   Probe  limit  setup  control:  Use  this  variable  terminals of fig. 1.2)   resistor  to  control  the  triggering  limit  of  the  230V Peripheral interface terminals: Connect the  probe sensor.   230V (or less) peripheral to these terminals. This   Alarm  audio  output  level  controller:  Use  this  line  got  activated  when  the  alarm  system  get  triggered.    potentiometer  to  control  the  audio  output  level  (volume) of the alarm.   Alarm  reset  switch:  Press  this  push  button  to   reset  the  entire  alarm  system.  (including  audible  ‐ 2 ‐  Speaker  Connector:  Attach  4Ω  or  8Ω  (1W)  speaker to this terminal.  
  3. 3. Probe  terminal:  Attach 4cm ‐ 8cm 13 S.W.G ‐ 12  we  test  this  system  successfully  with  100m  long  S.W.G  copper  wire  to  this  terminal.  Do  not  galvanized fence wire.   connect the probe wire to the high voltage fence     line(s).  When  installing  the  probe  wire  try  to  install it with minimum length as possible.  If the  High voltage safety   Most  of  the  parts  of  this  project  contains  high  voltage. AC or DC, more than 500V is consider as high  voltage.  There  fore,  experimenters  must  take  extra  Wire loop  precautions  to  avoid  painful  shocks  and  possible  electrocution.  Here  are  some  points  which  user/ Fence wire  designer must consider while implementing, installing  and testing this system,   Install  several  “High  Voltage”  labels  in  HV  wires,  transformer,  etc.  Keep  children,  pets,  and  Probe wire (J3)  curiosity seekers away from the apparatus.    Cover all bare leads, wires, connection terminals,  and  possible  points  of  contact  with  suitable  Fig. 1.3 - Probe attachment to the fence wire (not to the scale) insulator.   probe attachment is too noisy, increase the value   Use  neon  lamps  to  check  the  high  voltage  lines.  Do  not  connect  multimeters,  oscilloscopes  and  of the  R12 variable resistor. Some recommended  other  precision  test  instruments  to  the  high  probe design is illustrated in fig. 1.3.  voltage lines.     Always  pull  the  plug  of  power  supply  unit  when  System construction and installation  working on a high voltage circuit unless you must  Attached  PCB  design  of  “Electric  Fence”  system  use  test it.   standard  through‐hole  components  and  SMD   Work  in  a  dry  location.  Locate  your  apparatus  components.  When  soldering  the  PCB  it  is  highly  away from appliances, metal doors and windows  recommended  to  place  all  the  wire‐links  (jumpers)  sinks,  water‐pipes,  etc.  All  the  above  items  can  first. Most of the resistors and transistors are in SMD  become  a  deadly  ground  if  your  body  comes  packaging. It is recommended to solder all these SMD  between them and high voltage.  parts at the final stages of soldering.   When installing the heat‐sink place suitable insulators  to Q1 (TIP122), IC6(7805TV) and IC7(7812TV). Q3 and  Q2  (IRFZ44)  can  be  directly  connected  to  the  heat‐ sink.   When  installing  the  transformer  connect  one  of  it’s  output  terminal  to  ground  (neutral)  and  remaining  pin  (live)  to  the  fence  wire(s).  Recommended  materials  for  this  earth  electrode(s)  are  copper  or  galvanized steel. This earth electrode should drive at  least 1.5m into the ground.  At the prototyping stages  Fig. 1.4 - Electric Fence controller with transformer ‐ 3 ‐ 
  4. 4. System calibration and testing    Majority  of  the  components  in  this  project  are  fixed    values  and  user  need  to  calibrate  only  the  few  IC1     controllers.   IC    Use  R12  variable  resistor  to  control  the  probe  triggering  limit.  If  your  sensor  probe  is  too  noisy  increase  the  value  of  R12  variable  resistor  to  100kΩ  IC2       IC3     or 200kΩ.   IC4       IC5     Pins  1   8  (GND)  4  (GND)  8   1  (GND)  8   1  6  (GND)  8  (GND)  16  Voltage  4.5V ‐ 5.2V  4.5V ‐ 5.2V  4.5V ‐ 5.2V  9.5V ‐ 12.3V  4.5V ‐ 5.2V  Table 1.1 - Supply voltages to the selected ICs on  the  system  with  step‐up  transformer  and  probe.  Using  Hi  voltage  voltmeter  check  voltages  of  the  fence lines.     Fence wiring system  Electric fence wires can be arrange into two designs.   Fig. 1.5 - Test point waveforms and voltages. Channel 1 : Test Point A & Channel 2 : Test Point B 1.  Single electrified wire  2.  Using multiple electrified wires  To  calibrate  the  transformer  oscillation  frequency  change  the  values  of  C2  and  C3  capacitors.  Core  Both  these  methods  had  special  applications,  oscillation  frequency  of  this  system  can  be  monitor  advantages  and  disadvantages.  Single  electrified  through the Test Point A (TP1).   wiring  is  suitable  for  animals.  This  wiring  is  not  Use  Test  Point  B  (TP2)  to  monitor  the  primary  oscillation of the audible alarm.   When  taking  the  voltage  measurements  (of  the  control  board),  it  is  highly  advisable  to  remove  step‐ up  transformer  from  the  system.  Sometimes  back  E.M.F  of  the  high  voltage  transformer  may  permanently  damage  your  sensitive  testing  instruments.   After  soldering  the  control  board  it  is  highly  suitable for vermin control. Multiple electrified wiring  is  good  for  vermin  control  and  dry  areas.  One  of  advantage of multiple wired fence is it can be extend  up  to  500m‐1000m.  In  the  single  wire  fence  it  is  impossible  to  send  electrical  impulse  through  more  than 1000m of soil.   For fence wiring use galvanized wires. If the length of  the  fence  is  less  than  300m,  use  poly  wires    or  poly  tapes.   recommended to test supply voltages to IC1, IC2, IC3,  IC4 and IC5. Expected supply voltages to those ICs are   listed in table 1.1. When taking these supply voltages  disconnect  the  step‐up  transformer  from  the  main  board.  If  all  the  voltage  readings  are  correct  attach  IC1, IC2, IC3, IC4 and IC5 to the IC sockets and power   ‐ 4 ‐ 
  5. 5. Component list  C1  0.1MFD    R1, R3, R13  22k (M0805)    C2, C3  0.0033MFD     R2, R20  68k (M0805)    C4, C8  0.01MFD    R4, R5  4.7k (M0805)     C6, C12, C13  0.1MFD    R6, R7  47k (M0805)     C10, C11  0.33MFD    R8  820Ω    C5  3.3MFD/16V    R9  22k    C7, C9  10MFD/16V     R10  12k (M0805)     C14  1000MFD/50V    R11, R21  1k (M0805)     T1, T2, T3, T4  MMBT3904    R14, R24  330Ω (M0805)     Q1  TIP122    R15, R16, R17  330k (M0805)     Q2, Q3  IRFZ44    R18  100k (M0805)     Q4  BC557    R19  10k (M0805)     Q5  2SC3611    R22, R23  15k (M0805)     T5  2SD400    R12  Vishay T7YB 47K 10% TU     FIT1  Murata DSS6NC52A102Q55B    VR1  10K ‐ SONY Potentiometer (LOG)     IC1  PIC12F675P    L1  BL01RN1A ‐ Wire wound bead inductor    IC2  LM393N    L2  82114A ‐ Wire wound inductor    IC3  NE555    DM1  AL‐009SS ‐ 11 segment LED bar‐graph array    IC4  TDA7052     D1  U57X32 LED (Red)    IC5  HEF4017N    D2  1N5402    IC6  UA7805TV    RLE1  SYSTEK 12V ‐ 250V (3A) SPDT Relay     IC7  UA7812TV    S1  6mm × 6mm tactile switch    J1, J2, J3 , J4, J5,  6mm spade crimp solder  J6, J7, J8  terminals    TP1, TP2, TP3  Test point terminals     X1          2pin PCB terminal block  (508mm)  All the resistors marked as M0805 are SMD ‐ 0805 size ‐ 1/8W resistors.   ‐ 5 ‐ 
  6. 6. Q1, Q2, Q3, Q5 : HEAT SINK REQ. IC6, IC7 : HEAT SINK REQ. T2 820R MMBT3904 2 +24V 1 J2 GND GND GND GND R24 GND GND GND GND +12V 1 T5 2SD400 R23 2 GND GND DIS VO +12V 3 C13 2 GND 2 82114A OUT VI GND 0.33MFD GND 0.1MFD GND GND 1 TRI 0.1MFD GND IC7 7812TV C11 L2 GND CON 2 3.3MFD/16V 1K NE555 C5 C6 T1 LEVEL 10MFD/16V GND IC4 15K 1 C 4 8 +5V VP 2 GND 10K LOG VR1 R22 IN OUT1 GND 1 5 3 T2 5 3 C7 GND1 6 10MFD/25VC8 GND2 OUT2 C9 8 0.001MFD GND 0.1MFD R21 T4 MMBT3904 C12 0.33MFD 1 Q5 +12V 2SC3611 3 GND GND J6 +5V VO VI C10 TP2 GND DM1 GND AL-009SS IC6 7805TV 1 15K C4 GND RLE1 SYSTEK12 7 68K R20 /RES VCC+ TRE GND 6 C14 J7 1N5402 D2 DC_IN J8 1000MFD/50V IC3 +24V GND GND GND DC 24V (3A) IN 330K R16 C393N TP2: ALARM PRIM OSC. TP3: GND 2 330K 7 6 0.01 +5V +5V R15 BL01RN1A L1 22K R13 1K 12K M R11 GND R19 R17 IC2B 5 R14 TDA7052 SPK (4R) 1W R18 330K A GND 10K +5V ACIN R10 C393N C 100K 330R 2 J4 J5 +5V 3 1 ACIN ACIN Q4 BC557 IC2A 3 12 TP1: OSC. CAL. 2 1 22K RLE1 230V CONTROL TERMINALS J3 R9 R12 47K LIN +5V +5V PROBE PROBE GAIN CO HEF4017N GND T3 MMBT3904 RES 15 3 2 4 7 10 1 5 6 9 11 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 CLK 13 U57X32 D1 R2 ENA 14 TRNS2 68K TP3 TRANSFORMER IN 4.7K R8 IC5 + +5V R5 47K Q1 TIP122 T1 MMBT3904 PIC12F675P GND Q3 IRFZ44 330R RESET 22K S1 R1 2 8 7 6 5 3 TP1 TRNS1 Q2 IRFZ44 3 4 3 C3 VCC GP3/MCLR GP0/AN0 VREF/GP1/AN1 GP2/AN2 GP4/AN3 GP5/CLKIN GND GND 2 1 C2 IC1 1 4 0.0033MFD 0.0033MFD R7 +5V 4.7K +5V R4 47K R3 0.1MFD 22K GND R6 C1 EMIF100V FIT1 +5V +5V +5V J1
  7. 7. VR1 X1 >PART C393N HT1 TP2 K TP1 B NE555 N24 N22 C11 0.1MFD IRFZ44 C13 Q2 IC7 7812TV N25 C6 B RLE1 D1 U57X32 S1 1N5402 82114A L2 N11 D2 IRFZ44 Q3 C12 0.33MFD C10 0.1MFD N10 TIP122 Q1 0.0033MFD N23 C2 0.0033MFD 0.33MFD IC5 AL-009SS IC6 7805TV 820R R8 K N21 C3 2SD400 T5 N19 N12 N5 C1 PIC12F675P IC1 0.1MFD N9 3.3MFD/16V C5 N6 C4 BL01RN1A FIT1 0.01 N14 N17 >PART R12 N13 IC2 L1 N15 N16 2SC3611 IC3 N8 N26 BC557 Q4 22K R9 HEF4017N N2 N18 Q5 TDA7052 47K LIN J3 EMIF100V N1 C9 C7 10MFD/25V IC4 N3 N20 PROBE N7 10MFD/16V TP3 0.001MFD C8 1751248 DM1 J8 GND J7 DC_IN J1 TRNS1 J2 TRNS2 N4 1000MFD/50V 0.1MFD C14 E$1 J5 J4 ACIN J6 ACIN ACIN
  8. 8. T1 22K 4.7K R6 R3 100K R18 330R 330K R14 R20 R21 68K 1K R13 R17 R19 1K 10K R11 22K R23 68K R16 330K T2 15K R2 R7 MMBT3904 330K 47K 47K 4.7K R15 MMBT3904 R4 R5 MMBT3904 T3 12K 15K R1 22K R22 R10 T4 MMBT3904 R24 330R

×