DE3443568C2 - Gerät zur Abschreckung von tierischen Schädlingen mittels Ultraschallsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Abschreckung von tierischen Schädlingen mittels Ultraschallsignalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Versuche gemacht worden, Schädlinge mit Ultraschallgeräten von einem bestimmten Gebiet zu vertreiben (US 4 105 992, Spalte 1 Zeilen 39 ff). Solche Geräte haben sich jedoch zumindest auf die Dauer als unwirksam erwiesen, da die Schädlinge, die zunächst vertrieben wurden, nach einiger Zeit wieder zurückkehrten. Dies mag wie bei anderen akustischen Abschreckungsmitteln, wie Klappern, Rasseln, Böllerschüsse, darauf zurückzuführen sein, daß statt des erwünschten Abschreckungseffekts eine Gewöhnung eintritt, die bei intelligenteren Tieren sogar bis zur Neugier gehen kann. Die bekannten Schallabschreckungsmittel einschließlich der genannten Geräte zur Ultraschallabstrah­ lung sind also auf die Dauer nur beschränkt wirksam.

Dieser Mangel konnte auch nicht zuverlässig dadurch behoben werden, daß Geräte zum Anlocken tierischer Schädlinge mit Ultraschall vorgesehen wurden, die mit mechanischen Vor­ richtungen wie Fallen kombiniert sind, um die gefangenen Tiere auf Dauer unschädlich zu machen (US 4 105 992). Hierbei besteht aber die grundsätzliche Einschränkung, daß durch die Vernichtung einzelner Schädlinge deren Lebensraum nicht beeinträchtigt, sondern eher verbessert wird, so daß ein Ausgleich für die vernichteten Tiere durch Geburten­ regelungsmechanismen eintreten kann. Darüber hinaus sind intelligentere Tierrassen mit ausgeprägten Sozial- und Kommunikationsverhalten so lernfähig, daß die bekannten mechanischen Vorrichtungen auf die Dauer wirkungsloser werden.

Im einzelnen werden bei einem solchen bekannten Gerät durch Anlocken von Schädlingen mit Ultraschallsignalen Daten zur Erzeugung der Ultraschallsignale mit vorbestimmten Frequenzen Zeitdauer und Wiederholungsraten in einem elektronischen Speicher gespeichert. Hierzu werden Aufzeichnungen der von Jungtieren der Schädlinge erzeugten Laute ausgewertet, die digitalisiert und in einer Speichereinheit gespeichert werden. Die gespeicherte Aufzeichnung wird im Betrieb des Gerätes zerstörungsfrei aus der Speichereinheit ausgelesen und in ein Analog-Signal umgesetzt, welches im wesentlichen der Schallwellenform entspricht, wie sie von den jungen Schädlingen erzeugt werden. Dieses Signal wird verstärkt und dem elektroakustischen Wandler zugeführt, mit dem Muttertiere zu einer bestimmten Falle gelockt werden sollen. Eine Ausführungsform eines solchen mit Ultraschallsignalen anlockenden Gerätes weist einen ROM-Speicher sowie einen Adreßzähler auf, die beide durch eine Taktsteuereinrichtung gesteuert werden. In dieser Weise werden entsprechend den Adressen sequenziell die in dem ROM-Speicher gespeicherten digitalen, der von Jungtieren erzeugten Schallsignale ent­ sprechenden Wellenform ausgelesen, einerseits über einen ersten Digital-Analog-Umsetzer, einen von diesem gesteuerten frequenzvariablen Oszillator und einem Verstärker dem Wandler zugeführt. Außerdem steuert ein weiterer Teil des ROM-Spei­ chers einen zweiten Digital-Analog-Umsetzer, der die Amplitude der Ultraschallsignale bzw. Intervalle zwischen diesen Ultraschallsignalen bestimmt. Der zweite Digital- Analog-Umsetzer steuert hierzu den genannten Verstärker. - Das beschriebene mit Ultraschall anlockende Gerät weist wie ähnliche mit Ultraschall anlockende Geräte den Nachteil auf, daß die Wirkung der Ultraschallsignale auf bestimmte Tiere beschränkt ist. Damit soll letztlich die Fortpflanzung der Schädlinge im Bereich des Gerätes reduziert werden, was aber ein längerer Prozeß ist, der wegen des erwähnten Gewöhnungs­ effekts möglicherweise nie vollständig eintritt. Außerdem sind die mit Ultraschall anlockenden Geräte mit mechanischen oder chemischen Mitteln zur Vernichtung der Tiere zu kombi­ nieren, die auch für andere nicht zu vertreibende Tiere gefährlich werden können.

Bei einer bekannten Anordnung der eingangs genannten Gattung für die Ultraschallbestrahlung eines Bereichs zum Vertreiben von Schädlingen werden Folgen von Ultraschallimpulsen mit in vorgegebenen Frequenzbereichen veränderlichen Frequenzen er­ zeugt und alternierend zu einem elektroakustischen Wandler durchgeschaltet (DE 27 48 637 A1). Dazu werden im einzelnen ein Wellenformgenerator, ein Zeitgeber, spannungsgesteuerte Oszillatoren sowie Gatter verwendet. Die Anordnung ist aus­ schließlich zur Erzeugung von Ultraschallsignalen vorgesehen. Somit ist es für Menschen nicht möglich, die zur Abschreckung der tierischen Schädlinge erzeugten und abgestrahlten Ultra­ schallsignale zu kontrollieren, was hier umso wichtiger wäre, als die Tonfolgen variieren.

Zum Stand der Technik gehört ferner eine Schallsendeeinrich­ tung für Tiere in Verbindung mit einer Falle (DE 29 16 743 A1). Die Schallsendeeinrichtung ist so eingerichtet, daß sie für die Jungen wenigstens einer Tierart charakteristische und von den Jungen hörbare Laute sendet, welche die Tiere in die Falle lockt. Die Schallsendeinrichtung kann ein elektronisches Ton­ erzeugungsgerät aufnehmen, das zur Erzeugung der charakteri­ stischen Laute eingerichtet ist. Die Laute können im Ultra­ schallfrequenzbereich liegen. Dazu kann eine Tonfolge vom hör­ baren Bereich in den Ultraschallbereich transponiert werden. Die Schallsendeeinrichtung ist jedoch nicht so eingerichtet, daß sie zur Abschreckung von Tieren unterschiedliche Tonfolgen erzeugt, und es ist keine Maßnahme getroffen, solche Tonfolgen durch den Menschen zu kontrollieren, soweit die Töne im Ultraschallbereich liegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches zur Abschrec­ kung von Tieren Ultraschallsignale aussendet und welches gleichwohl durch den Menschen möglichst direkt kontrolliert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Gemäß der Erfindung wird ein kleiner und leichter Mikro­ computer dazu verwendet, einstellbare variable Frequenzen und Tonfolgen-Intervalle zu bestimmen, die auf die spezifi­ sche zu vertreibende Tierart oder mehrerer solcher Tierarten abgestimmt sind, um in Verbindung mit einem elektroakusti­ schen Wandler eine sich ständig variierende Schallbelästigung für diese Tierarten zu erzeugen, die deren Rückzug hervor­ ruft. Zur Einprogrammierung solcher Frequenzen und Ton­ folgen-Intervalle sowie ggfs. von Lautstärkenunterschieden können auch generell gewonnene Erkenntnisse über das Wahr­ nehmen und Erzeugen hoher Töne bei kleinen Säugetieren genutzt werden (Prof. N.-C. Juhr, Ultraschall-Laute von Ratten-Indices für eine Verhaltensbeurteilung in: Tier­ laboratorium 4, 1977, Seite 240, Hg. Fachrichtung für Ver­ suchstierkunde und Versuchstierkrankheiten der F. U. Berlin; S. Gruner Vergleichende Geräuschpegelmessung und Frequenz­ analyse im Tierlaboratorium, Veterinär Diss., Berlin, 1982). - Der Einsatz des Mikrocomputers oder eines gleich­ wertigen Mikrocontrollers zu der Vorgabe der Frequenzen, Tonfolge-Intervalle und Lautstärken bietet vor allem die Vorteile, daß mit kleinen, billigen und robusten Geräten eine große Variationsbreite von Frequenzen, Tonfolge- Intervalle und Lautstärken zur Verfügung gestellt werden kann, aus der die geeignetsten Parameter zur Abschreckung bestimmter Tierarten zeitlich variierend, insbesondere zu­ fallsbedingt auswählbar sind und somit fortlaufend in einem sehr weiten Bereich selbsttätig veränderbar sind. Damit werden Ultraschallsignale erzeugt, die langfristig zuverlässig wirken und bestimmte Schädlingsarten so bekämpfen, daß auch lang­ fristig kein Gewöhnungseffekt eintritt.

Da von dem elektroakustischen Wandler die Schallsignale im Ultraschallfrequenzbereich abgestrahlt werden, werden inso­ weit Belästigungen von Menschen vermieden. Um gleichwohl eine Kontrolle der Arbeitsweise des Geräts zu erreichen, wird erfindungsgemäß der Mikrocomputer in der Weise umgeschaltet, daß auch die normalerweise für Menschen unhörbaren Töne der Tonfolgen im Ultraschallbereich in einen für sie hörbaren Schallbereich umgesetzt werden.

Besonders zuverlässig wird die zufallsabhängige Variation der Schallsignale, welche Gewöhnungseffekten der tierischen Schädlinge entgegenwirkt, dadurch realisiert, daß der Mikro­ computer nach Anspruch 2 einen Zufallsgenerator umfaßt, der die Parameter, die Tonhöhe, Lautstärke und Intervalle der Tonfolgen in nicht wiederholender Weise variiert.

Der Mikrocomputer und die elektronischen Bausteine, die zu ihm gehören und/oder an ihm angeschlossen sind, werden vor­ zugsweise in CMOS-Technik verwirklicht, um den stromsparenden Einsatz der Geräte zu fördern.

Dadurch sind die Geräte leicht transportabel und flexibel einsetzbar. Dabei kann die Betriebssicherheit durch Einsatz einer Notstrombatterie gefördert werden, wenn das Gerät aus dem Stromnetz gespeist wird.

Mit der zusätzlichen Reset- und Pausenlogik nach Anspruch 5 soll die Betriebszuverlässigkeit auch dann gewährleistet sein, wenn die Stromversorgungsquelle nicht unterbrechungs­ frei durch die Bedienungsperson angeschlossen wird, d. h. wenn durch den Anschluß der Stromversorgungsquelle, beispielsweise an eine Fahrzeugbatterie oder ein Stromnetz, Störimpulse durch zunächst unzuverlässige Kontaktgabe entstehen. Mit der Auslegung der zusätzlichen Reset- und Pausenlogik, so daß Reset-Impulse abgegeben werden, die wesentlich länger sind als die normalerweise in einem Mikrocomputer erzeugten Reset-Impulse, werden die Register des Mikrocomputers, ins­ besondere der Programmzähler, trotz der Störimpulse in einen definierten Ausgangszustand gestellt (Programmzähler auf den Wert 0). Das Programm zur Erzeugung der zeitlich variierenden Schallsignale nach Maßgabe eines in einen Anwenderprogrammspeicher eingespeicherten Programms des Mikrocomputers läuft daher in der gewünschten Weise an. Die Mikroprozessoreinheit des Mikrocomputers führt die erste Instruktion aus, die dem Wert 0 des Programmzählers ent­ spricht, und auch anschließend arbeitet der Mikrocomputer das gespeicherte Anwenderprogramm in der richtigen Reihen­ folge ab.

Es wurde herausgefunden, daß eine Verlängerung der Dauer des Reset-Impulses bis zu 30 sec für den Anschluß des Gerätes die anschließende ordnungsgemäße Betriebsweise optimiert ist, da einerseits mit keinen weiteren Störimpulsen nach dieser Zeit zu rechnen ist, und andererseits die Pause bis zur Aufnahme des Betriebs durch das Gerät nicht zu lang dauert.

Eine aus den Geräten bestehende Anlage ist zweckmäßig nach Anspruch 7 so eingerichtet, daß die Geräte vollständig unabhängig voneinander ihre spezifischen Tonfolgen abstrahlen. Durch die fehlende Koordinierung dieser einzelnen Tonfolgen wird in wenig aufwendiger Weise zusätzlich einem Gewöhnungs­ effekt entgegengewirkt. Da jedes einzelne Gerät relativ wenig aufwendig ist, eignet es sich besonders zum baukasten­ artigen Einsatz in einer Anlage unabhängig von einer Zentral­ elektronik. Damit werden zugleich die Flexibilität und Mobilität der Anlage gefördert.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, Geräte der erfindungsgemäßen Art nach Anspruch 8 in Motorräumen von Fahrzeugen einzusetzen, um Kabelfraß durch Nagetiere zu vermeiden. Durch solchen Kabelfraß traten insbesondere in ländlichen Gegenden bei abgestellten Kraftfahrzeugen erhebliche Schäden auf. Die beschriebenen Geräte zur Ab­ schreckung von tierischen Schädlingen mittels Ultraschall­ signalen sind infolge ihrer gesteigerten Wirksamkeit, ihrer Betriebszuverlässigkeit und der kompakten Ausführung besonders im Einsatz in Motorräumen von Fahrzeugen geeignet, wo sie beispielsweise mit einer besonders zweckmäßigen Magnet­ hafteinrichtung angebracht und an die Kraftfahrzeugbatterie angeschlossen werden können. Schädliche Auswirkungen auf Haustiere können wegen der eingespeicherten variierbaren, spezifischen Ultraschallsignalfolgen vermieden werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Geräts,

Fig. 2a einen typischen Verlauf der Betriebsspannung nach Anklemmen der Stromversorgung, und

Fig. 2b einen zugehörigen Reset-Impuls.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Mikrocomputer bezeichnet, der vor­ zugsweise in CMOS-Technik ausgeführt ist. Der Mikrocomputer umfaßt einen Mikroprozessor 2, der durch einen Taktgenerator 3 getaktet ist und an einen Bus 4 angeschlossen ist. Eben­ falls mit dem Bus 4 stehen in Verbindung ein Programmzähler 5, der durch ein Register realisiert sein kann, ein Anwender­ programmspeicher 6, ein Zufallsgenerator 7 sowie ein Eingabe- und Ausgabebaustein 8.

Eine Zusatzelektronik in dem Mikrocomputer umfaßt einen ersten Digital-Analog-Umsetzer 9, einen von diesem gesteuer­ ten variablen Frequenz-Oszillator 10, einen diesem nach­ geschalteten steuerbaren Verstärker 11, der einen extern angeschlossenen Piezo-Wandler 13 beaufschlagt. Der steuer­ bare Verstärker 11 wird zusätzlich von dem zweiten Digital- Analog-Umsetzer gesteuert, der seine Eingangssignale von dem Bus 4 erhält (über dem Baustein 8).

In das Anwenderprogramm 6 ist ein Programm für die Parameter eingespeichert, welche Tonhöhe, Schalldruck und Intervalle zwischen Tonfolgen der letztlich von dem Piezo-Wandler 13 abgestrahlten Ultraschallsignale bestimmt.

Das Programm wird durch den getakteten Mikroprozessor 2 abgearbeitet. Dieser Vorgang wird durch den Programmzähler 5 kontrolliert. Die Verarbeitung des Programms wird außerdem zufallsbedingt durch den Zufallsgenerator 7 beeinflußt, damit einer oder mehrere der genannten Parameter sich nicht wiederholend variiert werden, so daß einerseits eine Art spezifische Abschreckung der Schädlinge durch die von dem Piezo-Wandler abgestrahlten Ultraschallsignale erfolgt, andererseits aber einem Gewöhnungseffekt dieser Tiere wirk­ sam abgeholfen ist.

Die den Piezo-Wandlern 13 speisenden Analogsignale, deren Kurvenform dem Schalldruckverlauf entspricht, werden wie folgt erzeugt über den Eingabe/Ausgabebaustein 8 , der von dem Bus 4 binäre Daten erhält, welche die Parameter der Ultraschallsignale bestimmen, wird der Digital-Analog- Umsetzer 9 für die Ultraschallfrequenz gespeist. Der Digital-Analog-Umsetzer gibt eine Analogspannung an den variablen Frequenz-Oszillator 10 ab, welche der Tonhöhe entspricht, die von dem Wandler 13 abgestrahlt werden soll. Die Amplitude der Schallsignale bzw. Pausen zwischen diesen werden durch den zweiten Digital-Analog-Umsetzer 13 bestimmt, der in den Verstärker 11 zur Regelung des Verstärkungs­ faktors entsprechend eingreift.

Mit einem Umschalter 16 für die Tonhöhe kann über den Eingabe/Ausgabebaustein 8 die Frequenz der abgestrahlten Schallsignale so herabgesetzt werden, daß dies in dem hör­ baren Bereich liegt.

Der Mikrocomputer wird durch eine Stromversorgungsquelle 14 mit einer stabilisierten Betriebsspannung von beispiels­ weise 5 V versorgt. Hierzu wird die Stromversorgungsquelle in dem vorliegenden Anwendungsbeispiel an eine Fahrzeug­ batterie angeklemmt, welche eine Spannung in dem Bereich um 12 V abgibt.

Um trotz eventuell ungeschickter Handhabung des Anklemmens der Stromversorgungsquelle 14 an die Fahrzeugbatterie - oder in anderen Anwendungsfällen an andere Energiequellen - den Mikrocomputer zum ordnungsgemäßen Abarbeiten des Programms anzustellen, erhält der Mikrocomputer an seinem Reseteingang 17 einen so langen Reset-Impuls, daß nach Verstreichen des Reset-Impulses keine Störimpulse von der Stromversorgungs­ quelle mehr zu erwarten sind. Hierzu werden sämtliche Register des Mikrocomputers, insbesondere der Programmzähler 5 durch den bevorzugten Reset-Impuls auf 0 bzw. den Anfangs­ zustand gestellt. Der Reset-Impuls der bevorzugten Länge von 30 sec wird in der Reset- und Pausenlogik 15 erzeugt. Die Abgabe des Reset-Impulses wird durch den ersten Impuls der Betriebsspannung initiiert, nicht aber durch die nach­ folgenden Störsignale beeinflußt.

Dieser Ablauf ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt. Die Betriebsspannung in Fig. 2a weist eine Reihe von Stör­ impulsen auf. Der Reset-Impuls beginnt mit dem ersten Anstieg der Betriebsspannung zum Zeitpunkt t0 und verläuft bis zu dem Zeitpunkt t_r. Nach dem Auftreten des letzten Störimpulses der Betriebsspannung zum Zeitpunkt t_s verstreicht eine genügend lange minimale Reset-Zeit, um den Mikrocomputer in den gewünschten Zustand zu bringen.

In anderen Anwendungsfällen, wenn sichergestellt ist, daß die Betriebsspannung im Einschaltaugenblick stabil ansteht, kann die Zeit bis zum Ende des Reset-Impulses (Reset- Freigabe) normal kurz gehalten werden. Während der Reset-Zeitdauer wird die Stromaufnahme des Mikrocomputers herabgesetzt.

Der Mikrocomputer mit den geschilderten Eigenschaften zur erfindungsgemäßen Ultra-Schallsignalerzeugung läßt sich auch durch andere, mehr oder weniger bevorzugte Strukturen realisieren.

Claims (8)

1. Gerät zur Abschreckung von tierischen Schädlingen mittels Ultraschallsignalen, mit elektronischen Bausteinen zur Schwingungserzeugung, die mit einem elektroakustischen Wandler, insbesondere Piezo-Ultraschallwandler, in Verbin­ dung stehen und mit denen zufallsbedingt zeitlich variieren­ de Schallsignale generierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein freiprogrammierbarer Mikrocomputer (1) und die mit ihm verbundenen Bausteine (8 bis 12) in einem ersten Be­ triebszustand Signale erzeugen, welche im Ultraschall­ frequenzbereich liegen, daß in einem zweiten Betriebszu­ stand die erzeugten Tonfolgen in einen für Menschen hörba­ ren Schallbereich transponiert sind und daß ein Umschalter (16) ein willkürliches Umschalten zwischen den beiden Be­ triebszuständen ermöglicht.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (1) einen Zufallsgenerator (7) umfaßt, der sich ständig verändernde Parameter (Tonhöhe, Schalldruck und Intervalle zwischen Tonsignalen) von Tonfolgen nicht wiederholend variiert.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zur Steuerung der Parameter der Schallsignale als auch zur Generierung der entsprechenden Töne mindestens ein Mikrocomputer (1) vorgesehen ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (1) und die Bausteine (8-12) in CMOS-Technologie ausgeführt sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine extern, insbesondere an eine Fahrzeugbatterie anschließbare Stromversorgungsquelle (14) des Mikrocompu­ ters (1) außerdem mit einer Reset- und Pausenlogik (15) gekoppelt ist, die an einen Reset-Eingang (17) des Mikro­ computers angeschlossen ist, und daß die Reset- und Pausen­ logik zur Abgabe eines zumindest mehrere Sekunden langen Resetimpulses an den Reset-Eingang nach Anschluß der Stromversorgungsquelle ausgebildet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Dimensionierung der Reset- und Pausenlogik (15), daß die Dauer des Resetimpulses 30 sec beträgt.

7. Anlage bestehend aus mehreren Geräten nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnete daß die Geräte zur Abgabe spezifischer Tonfolgen nicht funktionell miteinander in Verbindung stehen.

8. Verwendung von Geräten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnete daß die Geräte in Motorräumen von Fahrzeugen eingesetzt werden.