Представленное устройство представляет собой блок управления освещением двойным хлопком. Схема позволяет управлять работой электрических устройств с помощью звука, а точнее хлопая в ладоши. Таких устройств уже было много, но предлагаемое реализовано простым способом, благодаря преимуществам микропроцессорной техники.
Принципиальная схема устройства
Принципиальная схема устройства показана на рисунке. Она управляется миниатюрным микроконтроллером ATtiny13. Он синхронизируется внутренним высокостабильным RC-генератором с частотой 128 кГц.
Технические параметры
- изменение состояния выхода происходит после двойного хлопка,
- напряжение питания: 9 В,
- ток нагрузки (реле выключено / включено): 10/60 мА,
- максимальный ток контактов реле: 10 А.
В схеме ввода аудиосигнала простой усилитель с использованием транзистора T1 и нескольких пассивных элементов, к которым подключен электретный микрофон. Усиленный сигнал поступает на вход неинвертирующего аналогового компаратора, встроенного в структуру контроллера, для которого вторым опорным уровнем будет напряжение, подаваемое на инвертирующий вход, полученное от простого делителя напряжения с помощью потенциометра POT. Таким простым способом аудиосигнал, уровень которого превышает порог, установленный делителем POT, вызывает изменение состояния выхода встроенного аналогового компаратора.
Работа компаратора генерирует системное прерывание, и состояние счетчика схемы таймер-счетчик Timer0 проверяется в подпрограмме обслуживания. Счетчик синхронизируется тактовым сигналом 125 Гц, полученным путем деления тактовой частоты микроконтроллера на 1024. Благодаря такому решению каждое событие – хлопок, фиксирует состояние счетчика схемы таймер-счетчик Timer0. Это позволяет определять интервал между последовательными событиями этого типа и, как следствие, выборочно управлять выходным реле REL (выход PB3).
Реализованная система сбора событий полностью использует аппаратные ресурсы микроконтроллера, за исключением двух очень коротких функций обслуживания прерывания: функция обслуживания прерывания аналогового компаратора (ANA_COMP_vect ) и функция прерывания от переполнения счетчика Timer0 (TIM0_OVF_vect). Первая отвечает за измерение времени между последовательными хлопками, полученными схемой ввода микрофона, а вторая необходима для обнаружения двойного хлопка.
Механизм управления прост – первый двойной хлопок включает реле, второй двойной хлопок выключает его, но это не должно произойти раньше, чем через 2 секунды после первой серии.
Схема печатной платы с расположением элементов показана на рисунке.
На печатной плате имеются специальные контактные площадки (MOSI, MISO, SCK, RES, VCC, GND), которые позволяют подключать установленный микроконтроллер к программатору для прошивки памяти.
Маленькая двусторонняя печатная плата была спроектирована с использованием только сквозных элементов, установленных на верхней стороне. Сборку начинаем с пайки всех резисторов и диода D1. Затем припаиваем конденсаторы, затем все полупроводниковые элементы (включая светодиоды CLAP и OUT) и, наконец, электретный микрофон MIC (с сохранением соответствующей полярности), потенциометр POT, реле управления K1 и соединительный разъем подключения сети.
Стоит пропаять печатные дорожки, которые будут проводить более высокие токи (они специально не покрывались паяльной маской). Речь идет о путях между исполнительными контактами реле К1 и гнездом подключения переменного тока.
Правильно собранная схема потребует лишь регулировки порога срабатывания детектора звука (хлопков), которая выполняется поворотом потенциометра POT (отмечены на плате значения MAX и MIN).
Светодиод «CLAP» должен загораться на мгновение (200 мс) при каждом хлопке в ладоши, чтобы изменить состояние реле. Чувствительность следует настроить таким образом, чтобы светодиод не загорался при самых громких звуках окружающей среды, а реагировал только на звуки хлопков. С другой стороны, светодиод OUT загорается при включении реле K1.
Устройство простое, поэтому код занимает менее 200 байт. Вариант схемы без использования контроллеров смотрите тут.
