‐ 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.   

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 

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. 

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) 

‐ 2 ‐ 

Progress indicators and feedback indicator 

DC Power supply input  terminals 

Connectors to the step‐up  transformer  

230V peripheral interface terminals 

Alarm reset switch Probe limit Setup control  Alarm status indicator 

Alarm audio output level controller 

Speaker connector 

GND (test) terminal 

Probe terminal  

Test Point B  

Test Point A  

Fig. 1.1 - Controls and terminals of Electric Fence Controller PCB

System Controls and Terminals 

As  reference  to Fig. 1.1, here are  the  list of controls 

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‐

up  transformer’s  primary  winding  to  these 

terminals.    (refer  the  TRANS1  and  TRANS2 

terminals of fig. 1.2) 

230V Peripheral interface terminals: Connect the 

230V (or  less) peripheral to these terminals. This 

line  got  activated  when  the  alarm  system  get 

triggered.  

Alarm  reset  switch:  Press  this  push  button  to 

reset  the entire alarm system.  (including audible 

alarm and peripheral interface terminals)   

Alarm  status  indicator:  Indicator  to  show  the 

alarm status.  

Probe  limit  setup  control:  Use  this  variable 

resistor  to  control  the  triggering  limit  of  the 

probe sensor.  

Alarm  audio  output  level  controller:  Use  this 

potentiometer  to  control  the  audio output  level 

(volume) of the alarm.  

Speaker  Connector:  Attach  4Ω  or  8Ω  (1W) 

speaker to this terminal.  

Fig. 1.2 - Transformer and fence line connectivity

‐ 3 ‐ 

Probe  terminal: Attach 4cm ‐ 8cm 13 S.W.G ‐ 12 

S.W.G  copper  wire  to  this  terminal.  Do  not 

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 

probe attachment is too noisy, increase the value 

of the  R12 variable resistor. Some recommended 

probe design is illustrated in fig. 1.3. 

 

System construction and installation 

Attached  PCB design of  “Electric  Fence”  system  use 

standard  through‐hole  components  and  SMD 

components.  When  soldering  the  PCB  it  is  highly 

recommended  to  place  all  the  wire‐links  (jumpers) 

first. Most of the resistors and transistors are in SMD 

packaging. It is recommended to solder all these SMD 

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 

we  test  this  system  successfully  with  100m  long 

galvanized fence wire.  

 

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 

precautions  to  avoid  painful  shocks  and  possible 

electrocution.  Here  are  some  points  which  user/

designer must consider while implementing, installing 

and testing this system, 

Install  several “High Voltage”  labels  in HV wires, 

transformer,  etc.  Keep  children,  pets,  and 

curiosity seekers away from the apparatus.  

Cover all bare leads, wires, connection terminals, 

and  possible  points  of  contact  with  suitable 

insulator.  

Use neon  lamps  to  check  the high voltage  lines. 

Do  not  connect  multimeters,  oscilloscopes  and 

other  precision  test  instruments  to  the  high 

voltage lines. 

Always pull  the plug of power  supply unit when 

working on a high voltage circuit unless you must 

test it.  

Work  in  a  dry  location.  Locate  your  apparatus 

away from appliances, metal doors and windows 

sinks, water‐pipes,  etc.  All  the  above  items  can 

become  a  deadly  ground  if  your  body  comes 

between them and high voltage. 

Fence wire 

Probe wire (J3) 

Wire loop 

Fig. 1.3 - Probe attachment to the fence wire (not to the scale)

Fig. 1.4 - Electric Fence controller with transformer

‐ 4 ‐ 

System calibration and testing 

Majority of  the components  in  this project are  fixed 

values  and  user  need  to  calibrate  only  the  few 

controllers.  

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 

or 200kΩ.  

To  calibrate  the  transformer  oscillation  frequency 

change  the  values  of  C2  and  C3  capacitors.  Core 

oscillation  frequency  of  this  system  can  be monitor 

through the Test Point A (TP1).  

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 

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  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.  

1.  Single electrified wire 

2.  Using multiple electrified wires 

Both  these  methods  had  special  applications, 

advantages  and  disadvantages.  Single  electrified 

wiring  is  suitable  for  animals.  This  wiring  is  not 

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.  

Fig. 1.5 - Test point waveforms and voltages. Channel 1 : Test Point A & Channel 2 : Test Point B

IC  Pins  Voltage 

IC1  1  

4.5V ‐ 5.2V 8  (GND) 

IC2  4  (GND) 

4.5V ‐ 5.2V 8  

IC3  1  (GND) 

4.5V ‐ 5.2V 8  

IC4  1 

9.5V ‐ 12.3V 6  (GND) 

IC5  8  (GND) 

16 4.5V ‐ 5.2V 

Table 1.1 - Supply voltages to the selected ICs

‐ 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, J6, J7, J8 

6mm spade crimp solder 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.  

LE

VE

L

PROBE GAIN

SP

K (

4R

) 1

W2

30

V C

ON

TR

OL T

ER

MIN

AL

S

DC

24

V (

3A

) IN

Q1, Q2, Q3, Q5 : HEAT SINK REQ.

IC6, IC7 : HEAT SINK REQ.

TR

AN

SF

OR

ME

R IN

TP1: OSC. CAL.

TP2: ALARM PRIM OSC.

TP3: GND

PIC12F675P

EMIF100V

+5

V

GND

0.1MFDGND

GND

22

K

GND

68K

22

K

+5

V

MMBT3904 MMBT3904

4.7

K

4.7

K

+5

V

+5

V

GND GND

47

K

47

K

+5

V

+5

V

0.0

03

3M

FD

0.0

03

3M

FD

820R

TIP122

GND

IRFZ44 IRFZ44

TRNS1

+2

4V

TRNS2

22K

PROBE

MMBT3904

+5

V

12

K

GND

C393N

C393N

1K

GND

47

K L

IN+

5V

BC557

22

K

GND

+5

V

330R

BL

01

RN

1A

33

0K

33

0K

+5

V

GND

330K

0.01

GND

100K 10K

+5

V

NE555GND

+5

V

GND

3.3

MF

D/1

6V

GND

68K

1K

+5

V

0.1

MF

D

GND

15

K

MMBT3904

10

K L

OG

GND

TDA7052

10

MF

D/1

6V

0.0

01

MF

D

GND2SC3611

+12V

10

MF

D/2

5V

GND

2SD400

15K

GND

SYSTEK12

+1

2V

ACIN

ACIN

ACIN

U57X32

33

0R

GND

HEF4017N

GND

AL-009SSGND

7805TV

7812TV

GND

GND

0.33MFD

0.33MFD

0.1MFD

0.1MFD

GND GND

GND GND

+12V

+5V

82

114

A

DC_IN

GND

GND

1N5402

1000MFD/50V

GND+24V

GND

RESET

VCC1

GND8

GP5/CLKIN2

GP0/AN07

GP4/AN33

GP2/AN25

VREF/GP1/AN16

GP3/MCLR4

IC1

FIT1

C1

R1

31

2 4

S1

R2R

3

T1 T2

R4

R5

R6

R7

C2

C3

R81

32

Q1

Q2 Q3

J1

J2

R9

J3

T3

R1

0

2

3

1

IC2A

6

5

7

IC2B

R11

13

2

R1

2

Q4

R1

3

R14

L1

R1

5R

16

R17

C4

R18 R19

TRE6

OUT3

DIS7

TRI2

VCC+8

GND1

CON5

/RES4

IC3

C5

R20

R21

C6

R2

2

T4

T1

T2

C

VR

1

OUT15

OUT28

IN2

GND13

VP1

IC4

GND26

C7

C8

Q5

C9

T5

R23

21

RLE1

AM

C

RL

E1

J4

J5

J6

D1

R2

4

Q51

Q12

Q03

Q24

Q65

Q76

Q37

Q89

Q410

Q911

CO12

ENA13

CLK14

RES15

IC5

DM1

VI1

2

VO3

IC6

GND

VI1

2

VO3

IC7

GND

C10

C11

C12

C13

21

L2

J7

J8

D2C14

TP1

TP2

TP3

+

EMIF100V

FIT

1

VR

1

>PART RLE1

>P

AR

T

AL-0

09S

S

DM1

IC1

C1

S1

C2

C3

R8

Q1

Q2

Q3

J1

J2R

9

J3

IC2

R12

Q4

L1

C4

IC3

C5

C6

IC4

C7

C8

X1

Q5

C9

T5

J4

J5

J6

D1

IC5

IC6 IC7

C10

C11

C12

C13

L2

J7

J8

D2

C14

TP1

TP2

TP3

HT1N1

N2

N3

N4

N5

N8

N6

N7

N9

N11

N10

N12

N13

N14

N15

N16

N17

N18

N19

N20

N21

N22

N23

N24

E$1

N25

N26

K

K

B

BP

IC1

2F

67

5P

0.1

MF

D

0.0

033M

FD

0.0033MFD

820R

TIP

122

IRF

Z44

IRF

Z44

TRNS1

TRNS2

22K

PR

OB

E

C393N

47K

LIN

BC

557

BL01R

N1A

0.0

1

NE555

3.3

MF

D/1

6V

0.1MFD

TDA7052

10M

FD

/16V

0.0

01M

FD

1751248

2S

C3611

10M

FD

/25V

2S

D400

ACIN

ACIN

ACIN

U57X32

HEF4017N 7805TV 7812TV

0.3

3M

FD

0.3

3M

FD

0.1

MF

D

0.1

MF

D

8211

4A

DC_IN

GND

1N

5402

1000MFD/50V

R1

R2

R3

T1

T2

R4

R5 R6

R7

T3

R10

R11

R13

R14

R15

R16

R17

R18

R19

R20 R21

R22 T4

R23

R24

22K

68K

22K

MM

BT

3904

MMBT3904

4.7K

4.7K 47K

47K

MMBT3904

12K

1K

22K

330R

330K

330K

330K

100K

10K

68K 1K

15K

MMBT3904

15K

330R