Акустический выключатель с использованием микроконтроллера

[kotyk7]

Предлагаю всем поучаствовать в создании акустического выключателя с использованием микроконтроллера.
В чем суть проблемы:
Такое устройство я уже использую давно, - более 10 лет. Сначала в суто аналоговом формате, потом "прикрутил" обычную логику на 155 серии. Практика его експлуатации в освещении коридора обычной квартыры подтвердила нужность его использования и отработала затраты на его создание.
Коротко говоря, я уже сделал их несколько вариантов, и готов сделать еще один, новый, со сложным функционалом и простой в експлуатации и изготовлении. За одно попрактикуемся в программировании (кто еще не очень-то силен). Думаю проект, коды да исходник сделать открытым.
Итак, что хотелось бы в него "запихнуть" или ТТХ:
- реакцию на звук (речь), но обычной громкости на тихий звук не реагировать;
- без тригерного режима, тоесть для выключения освещения не нужно "шуметь" опять!!!;
- временная задержка - где-то 30 секунд после окончания звука;
- наличие фотоефекта, зачем "зажигать" освещение днем?;
- важно учесть использования разных фотосистем и с разной чуствительностью, а то устройство не всегда возможно вмонтировать в точке прямого и постоянного солнечного овещения;
- использовать ключевой элемент - реле, ибо "сберегайки" симисторов не любят;
- использование микроконтроллера;
- компактность устройства в целом, - должно влезать в монтажную коробку.

[kotyk7]

Раз тему создал, выкладываю, что уже есть:
Проект цифровой части в Протеусе 7.7.
За основу взят PIC 16F676. Почему он? Выхожу из наличия. Меньше корпуса нет, а покупать не хочеться. Да и он не такой уж и большой всего 14 ног.
За то можно, что - то к ниму да прикрутить из сервиса, скажем, светодиоды для индикации состояния его работы.

[kotyk7]

На даный момент в програме отлажено:
- компаратор с использованием двух АЦП (задействованы специально, чтобы максимально возможно регулировать реакцию на разные уровни овещенности фотодатчика);
- прерывание по возрастанию входного сигнала на порте PA2 - сюда пойдет звук;
- опрос кнопки, пока сам не знаю зачем, там посмотрим, если что выбросим.

Пока буду ждать Ваше мнение "прикручу" следующее прерывание, а то надо еще 30 секунд считать.

[Flasher]

http://radiokot.ru/konkurs/35/
Вот Вам в лапы мой проект для изучения.

[kotyk7]

Спасибо, Flasher.
Буду примерять к своему случаю. Правда не знаю как такое управление по высокой стороне будет "сожительствовать с економками". Я настроился на реле. Но Ваш вариант интересен. Еще наверное будет много вопросов. Особенно в части:

" В данной конструкции применен блок питания с режимом отсечки и цифровая PLL, которая постоянно следит за фазой и управляет нагрузкой в не зависимости от помех. Точность определения фазы - менее 1% ошибки. В устройстве присутствует быстродействующая (время срабатывания меньше 100мкс) токовая защита от замыкания в нагрузке."

[Flasher]

C экономками никак. Но можно сделать трехпроводную схему включения и дополнительно поставить переключатель для плавного включения ламп накаливания либо мгновенного включения для экономок. Но в любом случае включение начинать с 0 вольт, чтобы избежать больших импульсов тока. В программу можно добавить реагирование только на два хлопка с определенным интервалом. А АЦП Вы зря задействовали. Нужно же просто пороговое переключение как по звуку, так и по свету. С этим вполне справляется вход МК с триггером Шмитта.

[kotyk7]

Mr, Flasher, дабы я не долго мучался и сомневался, опишите Ваш способ реализации получения даных о 0 вольт в сети с помощю МК.

А АЦП Вы зря задействовали. Нужно же просто пороговое переключение как по звуку, так и по свету. С этим вполне справляется вход МК с триггером Шмитта.

Я понимаю, что все сигналы имеют пороговый характер, но имею опыт борьбы с разными уровнями сигнала от фоторезисторов при разных уровнях освещения. Особенно "больно" регулировать систему при наступлении сумерек и отсутсвия прямого солнечного света, когда еще вполне светло и без подсветки можно обойтись ( такое в коридоре квартиры сплошь и рядом и каждый день по разному) и тогда тригерная система начинает срабатывать и тудже отключаться при влючении ламп (дополнительный уровень освещенность даже разсеяным всетом ламп дестабилизирует систему в целом). Как это задрачивает!!!.
По сему хочу уделить внимание АЦП для возможносты точной или детальной регулировки сей проблемы.

[kotyk7]

Отлаживание заявленых входных сигналов с учетом таймера на 32 секунды сделал.
Хотелось бы приделать анализ нуля в сети. Тем более что порт РА4 совсем свободен и настоен на вход. Надеюсь Mr. Flasher поможет.

[Flasher]

Помогу, только немного позже- после работы. Отлаживать уровни освещенности не очень сложная задача. У меня в другом проекте используется алгоритм анализирующий средний уровень освещенности с привязкой к ежедневному календарю наступления темного и светлого времени суток, вычисляемого от географических координат от встроенного GPS модуля Вот это уже похоже на извращения А так- просто поставить рассеиватель перед фотодатчиком и RC цепь с большой постоянной времени, чтобы не реагировала на кратковременную засветку. В то же время при фиксировании темноты и после выключения собственного освещения разряжать эту цепь, чтобы избавится от собственной засветки.

[kotyk7]

У меня тут новая мисль "засверлилась":
Как все таки лучше будет:
- сделать регулировку порога срабатывания от фотодатчика при помощи подстроечного резистора с которого брать опорное напряжение, которое будет сравниваться с напряжением с фотоузла
или
- поставить две кнопки "+" и "-" и просто выставлять опорное значение ними.

[Flasher]

А зачем опорное? У нас и так есть опорное значение- порог переключения триггера Шмитта входа микроконтроллера.
По поводу алгоритма PLL. АЦП сэмплирует отсчеты выпрямленного переменного напряжения после диодного моста(в форме значка макдональдса) через каждые 100мкс. В течении 10 последовательных точек, лежащих ниже определенного уровня напряжения ищется характерный минимум. Запускается таймер. Ищется второй минимум. Если частота переменного напряжения лежит в пределах 47-53 Гц, происходит привязка по фазе ко второму минимуму с вычислением текущей частоты. Постоянно происходит привязка и корректируется частота с усреднением. При "выпадении" нескольких сетевых полупериодов- фаза и частота захвачена PLL и держится стабильно.

[kotyk7]

Говоря об "опоре" похоже мы имеем ввиду разные понятия.
Я имею ввиду некую константу, значение которой можно изменять в ходе настройки фотодатчика. При этом меняя ее величину произойдет настройка порога срабатывания компаратора, который сравнивает даные с фотодатчика и переменного резистора (устанавливает значение указанной константы).
Таким образом, без изменений в программе удастся ручками подкорректировать на месте порог компаратора в зависимости от реакции на освещение фотоэллемента.

[Flasher]

я все прекрасно понял- резистор, который создает смещение на выходе датчика света. Регулируя его величину мы приближаемся или отдаляемся от порога триггера Шмитта. Если использовать фоторезистор, то нам понадобиться только 1 подстроечный резистор.

[kotyk7]

Очч...чень хорошо.
Тогда, что по Вашему, лучше на практике переменник или две кнопки?!

[Flasher]

вряд ли нужно больше 2 раз настраивать устройство. кнопки-лишнее

[kotyk7]

Согласен.
Кнопки убираю.
В целом все условия ТТХ в программе учтены, но хочу завтра "подцепить" проверку нуля в сети.
Еще 50% ресурса МК есть в наличии. Надо попробовать.
Даже если по концовке останется включать только одно реле, - его експлуатировать все таки желательно в щадящем режиме. (хотя я свое импортного производства из какого то телека уже лет 6 без всяких там прибамбасов.... и ничего! клацает что надо).

[Flasher]

... Но можно сделать трехпроводную схему включения и дополнительно поставить переключатель для плавного включения ламп накаливания либо мгновенного включения для экономок. Но в любом случае включение начинать с 0 вольт, чтобы избежать больших импульсов тока.

Реле не подходит.

[kotyk7]

Реле не подходит.

А можно более подробно? Почему так категорично по отношению к реле?

[Flasher]

а как тогда будут коммутироваться нагрузки в "0" ? Задержка срабатывания реле может достигать 50 мс. Если не будем коммутировать в "0", то снижаем долговечность нагрузок.

[kotyk7]

А что тогда делать с "сберегаками", оные веть только понимают реле?!