Большие вызовы

Опубликовано Сарыглар Аялга Мергеновна вкл 30.03.2023 - 6:18

Автор:

Саая Дайхан Шолбанович

Хлопковй выключатель на ардуино уно

Скачать:

Вложение	Размер
dayhan.docx	924.81 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальная автономная общеобразовательная организация лицей «Олчей» г.Ак-Довурак Республики Тыва

Тема: Разработка хлопкового выключателя на базе платформы ардуино уно

Выполнил: ученик 7»г» класса

МАОО лицей «Олчей» г. Ак-Довурак

Саая Дайхан Шолбанович

Научный руководитель:

Учитель математики

Сарыглар Аялга Мергеновна

2023

Содержание:

Введение…………………………………………………………………….3

Глава 1. Теоретические сведения о хлопковом выключателе

1.1 Виды хлопковых выключателей……………………………………….5

1.2 Принцип работы хлопкового выключателя …………………………..6

Глава 2. Разработка проекта хлопкового выключателя средствами Arduino uno

2.1 Создание проекта хлопкового выключателя……………………………7

2.2 Программирование проекта хлопкового выключателя……....................9

Заключение……………………………………………………………………..11

Список источников информации ……………………………………………..

Приложение…………………………………………………………………..

Введение

В условиях современности производят множество приборов, которые делают нашу жизнь комфортнее и легче. Среди них можно выделить хлопковый выключатель, который довольно популярен среди потребителей, благодаря удобству использования и доступной цене. Этот прибор относится к классу акустических датчиков, которые настроены на срабатывание при любом громком звуке, в том числе при хлопке в ладоши. Устройство реагирует на громкий звук, например: хлопок в ладоши. После каждого последующего звука переходит в противоположное состояние (После первого хлопка включается, после второго выключается и т.д.). Нагрузка подключается на контакты реле.

2023 год Указом Президента России Владимира Путина объявлен Годом педагога и наставника. Миссия Года - признание особого статуса педагогических работников, в том числе выполняющих наставническую деятельность. В честь этого года мы хотим порадовать наших учителей ветеранов МАОО лицей «Олчей». Подарим самодельный хлопковый выключатель, ведь наш проект очень пригодятся нашим учителям наставникам.

Цель исследования – разработать проект хлопковый выключатель на Arduino Uno.

Задачи:

Изучить платформу Arduino Uno;
Рассмотреть виды хлопковых выключателей;
Определить принцип работы хлопкового выключателя;

Методы исследования:

− применялись методы теоритического исследования: анализ, синтез;

− методы эмпирического исследования: изучение источников информации;

Теоретическая значимость работы состоит в наличии анализа и синтеза информации по теме.

Практическая значимость: представленные в работе модели могут служить наглядным инструментом при изучении работы комбинационных устройств.

Структура работы. Проект состоит из введения, двух глав, заключения, списка источников информации и приложения.

Глава 1. Теоретические сведения о хлопковом выключателе

Виды хлопковых выключателей

Акустические выключатели могут реагировать на голосовые команды и хлопки

Существуют следующие типы акустических выключателей:

Приборы, реагирующие на хлопок. Заранее программируется, при каком количестве хлопков будет выполняться та или иная команда.
Приборы, реагирующие на голос или заранее поставленную команду.
Комбинированные устройства (например, светоакустический выключатель). В них могут устанавливаться звуковые, световые датчики или сенсоры движения. Это наиболее технологичные устройства, у которых риск ложного срабатывания максимально снижен.
Устройства для слаботочных систем. Используются для подключения видеокамеры или передачи команды охране.

Выключатель по хлопку с микроконтроллером

Микроконтроллер — это маленький кусочек кремния, покрытый пластиком и имеющий металлические выводы, который не выполняет никаких функций без программного обеспечения. Применение его в любой техничке делает её умной и предполагает использование в системе «Умный дом».

Диммерный акустический выключатель

Оптико-акустический выключатель для скрытой проводки
Диммирование – это регулировка нагрузки, которую потребляет прибор. С помощью диммеров можно плавно включать свет, регулировать яркости светодиодной лампы или лампочки накаливания. Не применяется для люминесцентной лампы. Также диммерные устройства могут применяться для регулировки температурного режима в утюгах, паяльниках, чайниках и других бытовых приборах.

Оптико-акустический выключатель нужен для диммерного включения электричества.

Преимущества:

благодаря плавному включению увеличивается срок службы лампы;
возможность создания освещения нужной яркости в определенном месте;
возможность управления светом с помощью интеллектуальных систем.

К недостаткам можно отнести невозможность размыкать сеть в случае короткого замыкания и отсутствие защитной функции от перегрузок.

1.2 Принцип работы хлопкового выключателя

Устройство функционирует за счет установленного в нем микроконтроллера. Контроллер санкционирует включение и выключение света по хлопку. Данный прибор при желании можно использовать для контроля за другими электробытовыми устройствами (кондиционерами, вентиляторами и т. п.).

В составе обычного звукового выключателя света имеется электронный микрофон с предусилителем. Этот компонент усиливает поступающий в устройство звук, что позволяет фиксировать даже самые негромкие хлопки. Деятельность усилителя управляется с помощью транзисторов VT1 и VT2. Схема контролируется парой резисторов R2, а для выравнивания сигнала используются диоды VD1 и VD2.

Звук от хлопка проходит через микрофон, там усиливается и трансформируется электрический импульс. Далее происходит выравнивание звука благодаря работе выпрямляющих диодов. Звук находится под контролем резистора (если уровень громкости звука ниже заданного, резистор не допустит срабатывания прибора). Когда выравнивается сигнал на конденсаторе, возрастает напряжение, открывается транзисторный ключ VT3.

Глава 2. Разработка проекта хлопкового выключателя средствами Arduino uno

2.1 Создание проекта хлопкового выключателя

Для создания проекта сигнализации были использованы такие элементы схемы, как (Рис 1):

Рис 1. Схема

1)Макетная плата Arduino. Беспаечные макетные платы очень удобны в обучении Arduino и прототипировании своих проектов. Благодаря этим платам можно собирать достаточно сложные схемы и при этом даже не брать в руки паяльник. Вы просто вставляете элементы схемы в отверстия макетной платы и все работает. Простые проекты можно сделать даже без использования проводов. Это сильно ускоряет процесс обучения или создания прототипа вашего устройства. Вы можете собрать один проект, потом разобрать и собрать уже другой. Вам не нужны для этого паяльник и расходные материалы. Так же перед изготовлением полноценного устройства, лучше собрать его макет на беспаечной макетной плате. Это может выявить недочеты в схеме. Так же 17 поможет написать прошивку, так как мы можете использовать светодиоды для отладки. Только после того как вы соберете прототип, напишите прошивку и убедитесь, что все работает так как вы и задумывали, можете собирать конечный вариант вашего устройства.

Рис.2 Макетная плата

2) Датчик звука. Состоит датчик из платы на котором смонтированы порты подключения к Arduino , усилитель звука, подстроечный резистор и электронный микрофон, чувствительный к звуку, приходящему во всех направлениях. Регулятором чувствительности (переменным резистором) можно настраивать чувствительность микрофона и выбирать от какого уровня шума будет срабатывать датчик. Данная плата расширения для Arduino позволяет перевести звуковые колебания в цифровой сигнал. При колебании мембраны в микрофоне от звуковых волн, изменяется емкость его конденсатора, вследствие чего проявляется изменение напряжения на выходах датчика звука, соответствующее звуковому сигналу. Сенсор слева на картинке может отправлять цифровой и аналоговый сигнал.

Рис. 3 Датчик звука.

3) Светодиод — это устройство, которое представляет собой полупроводниковый прибор, способный излучать свет при пропускании через него электрического тока в прямом направлении (от анода к катоду).

Рис. 4 Светодиод

2.2 Программирование проекта хлопкового выключателя

Плата Arduino UNO программировалась в программной среде Arduino IDE. Для разработки листинга программы использовались такие команды, как:

Операторы setup и loop.

Функция setup() вызывается, когда стартует скетч. Используется для инициализации переменных, определения режимов работы выводов, запуска используемых библиотек и т.д.

Функция setup запускает только один раз, после каждой подачи питания или сброса платы Arduino. После вызова функции setup(), которая инициализирует и устанавливает первоначальные значения, функция loop() делает точь-в-точь то, что означает её название, и крутится в цикле, позволяя вашей программе совершать вычисления и реагировать на них. Используйте её для активного управления платой Arduino.

Типы данных:

− int - тип данных int (от англ. integer - целое число) один их наиболее часто используемых типов данных для хранения чисел. int занимает 2 байта памяти, и может хранить числа от -32 768 до 32 767 (от -2^15 до 2^15- 1); − void- используется при объявлении функций, если функция не возвращает никакого значение при ее вызове (в некоторых языках программирования такие функции называют процедурами);

Управляющие операторы: − If - используется в сочетании с операторами сравнения, проверяет, достигнута ли истинность условия;
Цифровой ввод/вывод: − pinMode. Устанавливает режим работы заданного вход/выхода(pin) как входа или как выхода;

− digitalWrite. Подает HIGH или LOW значение на цифровой вход/выход (pin);

5. Аналоговый ввод/вывод: − analogRead. Функция считывает значение с указанного аналогового входа;

6. Работа со временем:

− delay. Останавливает выполнение программы на заданное в параметре количество миллисекунд (1000 миллисекунд в 1 секунде). Таким образом, с помощью команд программной среды Arduino создавался код для программирования

Заключение

Ардуино - миниатюрная плата с процессором, которая позволяет собрать множество разных устройств своими руками.

Основателями компании, которая начала создавать платы Ардуино, являются итальянцы Массимо Банци, Девида Куартиллье, Тома Иго, Джанлука Мартино и Девида Меллиса. Такой была первоначальная команда создателей.

А название они позаимствовали у итальянского бара, который, в свою очередь, был назван в честь короля Италии.

В проекте была разработана структурная и логическая схемы устройства светодиода с датчиком звука. Также был разработан код программирования устройства в среде Arduino. Таким образом, в работе определены виды хлопковых выключателей и принцип работы, создана структурная и принципиальная схемы хлопкового выключателя и разработан проект хлопковый выключатель средствами Arduino, что свидетельствует о достижении цели и решении задач, определенных во введении.