Розетка, активируемая звуком
Клаппер (от англ. хлопок в ладоши) пользовался популярностью в 80-е и 90-е годы. Устройство позволяло управлять светом обычным хлопком в ладоши. Однако, изобретение было не совершенно, и имело некоторые ограничения. Клаппер срабатывал при различном шуме, и случайно выключал свет и приборы, также не было возможности контролировать более одного устройства.
Создав подобное устройство на базе Arduino, позволит установить код для каждого прибора, и исключит ложные срабатывания, ещё оно будет иметь возможность контролировать несколько розеток одновременно. Каждое устройство будет срабатывать на разную последовательность хлопков.
Arduino предоставит возможность задать интервал времени на включение и выключение розетки. Например, для перезагрузки роутера потребуется запрограммировать розетку отключение в течение 10 секунд и повторное включение. Или, можно включить нагревать на нужное количество минут, после чего автоматически выключить.
Материалы:
- Arduino Uno
- Полевой транзистор 1 шт
- Диод 1 шт
- Конденсатор 0.1 мкФ 1 шт
- Резистор 10 кОм 2 шт
- Резистор 100 кОм 1 шт
- Электретный микрофон 1 шт
- Реле 1 шт
- Выключатель 1 шт
- Розетка 1 шт
- Вилка 1 шт
Шаг первый. Схема.
Схема управления микрофона представляет собой сам микрофон, конденсатор и два резистора. В тот момент когда микрофон ловит вибрации звука, тогда меняется выходное напряжение. Сигнал поступает на аналоговый выход платы Arduino и там уже обрабатывается.
Релейный модуль содержит реле, диод и МОП-транзистор. В схему добавлен силовой транзистор, так как для реле требуется больший ток, чем выдаёт микроконтроллер Arduino. Поэтому сигнал, выдаваемый платой, будет активировать транзистор, в свою очередь, он подаст питание на реле чтобы включить его. Реле выступит в роли коммутатора переменного тока, и включает розетку. Блокирующим элементом выступает диод, который защищает Arduino от всплеска напряжения при отключении устройства. Чтобы не собирать релейный модуль можно воспользоваться платой PowerSwitch Tail или промышленным релейным шилдом.
Для перепрограммирования последовательности хлопков без модификации кода следует подключить выключатель ко второму выводу. Он подключает второй вывод к земле в рабочем режиме, и к питанию 5В для внесения изменений в программном режиме.
Шаг второй. Программный код.
Код можно загрузить прикреплённый под статьёй без изменений. Если есть желание изменяются пороговые значения, которые будут определять чувствительность датчика.
Шаг третий. Прототип схемы на макетной плате.
Перед пайкой на печатной плате автор собирает проект на макетной плате. Это даёт ему возможность выполнять нужные настройки и изменения в программном коде.
В первую очередь он проверяет схему управления микрофона вместе с микроконтроллером. Для этого подключаются светодиоды к 3, 4 и 5 выводам. Светодиоды загорались при правильной последовательности хлопков.
Также выполняется регулировка чувствительности микрофона. В программном коде меняется значение переменной «threshold».
Когда автор был уверен в правильности работы этого блока, он приступил к сборке релейного модуля. В этой части схемы дополнительные регулировки не требуются.
Примечание: не стоит подключать устройство к источнику переменного тока, пока плата не помещена в защитный корпус.
Шаг четвёртый. Пайка на печатной плате.
После полной проверки работоспособности схемы происходит её пайка на печатной плате (можно использовать перфорированную). Далее, плату подсоединяют к Arduino используя проволочные перемычки.
Шаг пятый. Установка компонентов в корпус.
Корпус для этого устройства должен быть обязательно изолирован электрически, потому что напряжение 120 VAC (напряжение розеток в стране автора) очень опасно.
Для закрепления платы внутри автор использует горячий клей.
В корпусе требуется вырезать отверстия для кабелей. Кабели и выключатель располагают на своих местах, их положение помечают по обеим сторонам. Используя пилочку для тонкого пропила, вырезают прорези размером немного большим чем диаметр проводов. Делается ещё одна прорезь для выключателя. Провода с выключателем помещают в подготовленные для них места, и фиксируют горячим клеем, после чего корпус закрывают.
Если датчик не будет срабатывать, возможно, потребуется просверлить ещё отверстия, чтобы звук лучше достигал микрофона.
Шаг шестой. Управление устройством.
Теперь самая интересная часть в конце проделанной работы. Подключается электрическое устройство и производится закодированная последовательность хлопков. Активировать розетку можно не только хлопком, но и другим шумом, который превысит пороговое значение. По умолчанию в проверочном коде последовательность хлопков похожа на «собачий вальс». В этом коде устройство должно включатся на 10 секунд, после чего выключится автоматически. Код можно самостоятельно модифицировать, например, увеличить длительность включения, все зависит от ваших предпочтений.
Из-за того, что розетка активируется определённой последовательностью хлопков это даёт возможность контролировать несколько розеток с помощью одного микроконтроллера. Также можно контролировать несколько релейных модулей. Есть вариант запитать основную схему от источника переменного тока через USB преобразователь 5В, который устанавливается внутрь корпуса. Следует учесть что все соединения должны быть надёжно заизолированы.