乞丐版ATmega8L的实践——敲击开关（arduino自动开关茶桌）

关键字：敲击开关自动茶台蛐蛐叫声 ATmega8L

早就想改下我办公室的自动茶台了。早年用数字电路4017搭的控制器一直不稳定，后来索性改成遥控工作了，可这不符合我追求完美的习惯。

说说初衷：经过声控、磁控、触摸、遥控、金属按钮等多种方案理性评估后，还是感性的认为，敲击控制的开关在这种场合比较有感觉。于是我又胡乱的搜了一圈，证明大脑短路的还是自己——没有发现有人设计过这种开关，可能是大家觉得这个设计不够炫，很白痴吧。。。但是，我喜欢

一接触Arduino，我就罗列了一堆想做的东西，敲击开关的应用是首当其冲的。不过Arduino成品板做这么简单的应用，有些大材小用了。自从上一次我的乞丐版ATmega8L烧制成功，觉得这个价位和功能特别适合这种应用。不是简单的成本问题，只是觉得用这个价位实现这个功能更有乐趣。

电路部分也无需多说，在上次的ATmega8L最小系统板子上直接焊接了两路三极管结构驱动的继电器输出，用来驱动茶台的开合；常规供电是12V的，加了个7805的电源电路用来对MCU供电；传感器是几年前从电子市场上买的报警器用的震动传感器，拆开后发现实质是压电陶瓷片配合运放电路的模块，灵敏度可调。

传感器，买了很久了。当时价格好像是￥15

另外需要说明的是，以前有一路扩展功能（茶台隔板的水平移动，使用储物空间）因为机械部分材料不可靠被拆掉了，程序中已经预留了接口，以后再改结构恢复。

在上期做的乞丐版8L洞洞板上直接焊接的三极管，继电器，稳压IC。裁掉周边多余的，刚好装入以前的遥控接收外壳。

背面看惨不忍睹...

控制部分总共花费< ￥25

完整的功能实现：

1.系统接电启动，蜂鸣器发出三声蛐蛐低音叫声，然后停顿后发出两声高音叫声，表示系统已经启动。

关于声音部分，有个花絮：我一直接受不了有源蜂鸣器产生的单一”嘀“的噪声，本来打算用音符体现，结果调用一个音符库就要6k左右空间，对于8k的容量来说，是不可能完成的任务。如果没有音符，我能接受的就是高级轿车安全带提示的咚咚声，但我一直不知是怎么实现的，据说用了和弦芯片。希望有了解的同学给扫下盲。经过无意间的实践，居然歪打正着的把铃音调成了蛐蛐叫声。

而且音色还算正点。但最理想的状态是不接有源蜂鸣器的保护贴纸，就会产生蛐蛐叫的效果，揭了以后像是另一种虫子，本地叫“油葫芦”，不过声音太大，不实用。细节决定成败，在提示音的问题上，用最简单的几行代码做了个蛐蛐效果，而且重要的是在这个场合比较合适，超过了我最喜欢的“咚咚”声（用在仪器上会更好）。

言归正传，此时系统已经启动成功开始待命了。

2.茶台展开：用手有节奏的拍击桌面三次，表示茶台展开指令，蜂鸣器发出两声高音蛐蛐叫声，继电器工作，驱动推杆电机将茶台展开。如果敲击一次，或者二次，四次、五次。。。茶台会认为是干扰信号，发出三声低音蛐蛐叫声，重新等待指令。

3.茶台隔板平移，展开储物空间。（这个功能目前因为机械原因暂时没有加入，但程序中已经体现）这是下一个逻辑，茶台展开时才会启用。用手有节奏的拍击桌面两次，蜂鸣器发出两声高音蛐蛐叫声，继电器工作，驱动电机工作，将茶台隔板平移，展开储物空间，这时，可以把藏在储物空间里的好茶拿出来了。!-_-这里的电机，以前是上学时花3块钱买的处理110v步进电机，以后准备换成同步电机。舵机其实可以直接用，但速度太快，不优雅。。。（从没用过舵机，不知能不能加入pwm调速功能）

然后，再拍两次，隔板平移归位，此时就可以泡茶了。

如果在隔板移开的情况下，拍了三次，或者别的次数，茶台都会忽略，发出三声低音叫声，表示抗议。

4.茶台恢复。茶喝完了，在隔板归位的前提下，或者你只是无聊试试，根本没有拍出隔板，再拍三次，继电器工作，推杆电机换相，茶台关闭，得瑟结束。中间设计了一个友善的停顿，防止夹手。

照片在相机里没导出，回头补上。

当年的视频，比较完整，后来把隔板功能去掉了，换成了能储水的小茶台，最近准备恢复。

视频需要头部左倾90度观赏。

代码是在深夜在神志不清前，写了两个多小时。很乱，逻辑更乱，期待达人给优化一下。
输出后hex是5103字节，还算满意。我把编译后的hex附上，有8L的可以直接用USBISP线烧进去。


//Knocking switch by Thomas 2012.04.28

int sensorPin = A0;  // 指定震动传感器输入端口
int BeepPin = 8;  // 指定有源蜂鸣器输出端口
int b3Pin1 = 3;   // 指定b3功能输出继电器端口，给推杆电机换向用。
int b3Pin2 = 4;   // 指定b3功能输出继电器端口，给推杆电机换向用。
int b2Pin = 2;   // 指定b2功能输出继电器端口，此功能以后启用。
int iv = 0;     // input value 输入数值置零
int si=0;       // 输入编码号置零
unsigned long time=0; //计时器清零
unsigned long t0=0;  //
unsigned long t1=0;  //敲击时间
unsigned long t11=0;//空闲时间
int taMax=837;    //时间常数初始化
int taMin=400;     //时间常数初始化
int ba=2500;     //敲击失效等待时间
int tcMax=190;   //敲击时间上限
int tcMin=90;    //敲击时间下线
int b2status=0;    //功能模块互锁逻辑参数
int b3status=0;    //功能模块互锁逻辑参数
boolean tw=false;   //敲击逻辑开关
boolean bw=false;   //等待逻辑开关
boolean b2lock=true;//功能模块互锁逻辑开关
boolean b3lock=false; //功能模块互锁逻辑开关

void setup() {
pinMode(BeepPin, OUTPUT); //初始化端口
pinMode(b2Pin, OUTPUT);
pinMode(b3Pin1, OUTPUT);
pinMode(b3Pin2, OUTPUT);
  beep_long();        //蛐蛐开叫，证明系统运行。
  delay(1000);
  beep_short(); 
}

void loop() {
iv = analogRead(sensorPin);//监测传感器
time = millis();       //计时器基准
if(iv<tcMin){         //是否触发判断
  if(tw==false){       //各种逻辑顺序...
  tw=true;
  bw=false;
  t0=time;
  }
}
else if(iv>tcMax){ //如果触发

  if(tw==true){//如果触发并启动等待判断
  t1=time-t0;
  tw=false;

  if(t1>taMin&&t1<taMax){//有效触发时间窗口
  si++;
  bw=true;
  t11=time+ba;
  }
  else{
  si=0;
  t1=0;
  }
  }

  if(bw==true){//如果敲击后，判断空闲时间
  if(time>t11){
  bw=false;
  btSwitch(); //空闲时间过后，根据敲击次数调用相应代码
  si=0;
  }
  }
  else{
  t11=time+ba;
  }
}
}


void btSwitch(void){
switch (si) {
case 1:
  beep_long();  //敲击1次，蛐蛐长叫表示抗议。
  break;
case 2:
  if(b2lock==false){
  beep_short();//敲击2次，蛐蛐短叫表示成功触发，隔板动作。前提是，已经执行过敲击3次指令。
  doSlide();
  }
  break;
case 3:
  if(b3lock==false){
  beep_short();
  doOpen();   //敲击3次，蛐蛐短叫，为你开门，如果开门后，被敲击2次，激活隔板平移功能，开门功能被锁定，只接受2次敲击指令，直到隔板恢复。
  }
  break;
default: 
  beep_long();
  //多敲无益，蛐蛐长叫表示抗议。
  break;
}
}

void doOpen(){        //茶台展开功能
if(b3status==0){
  b3status=1;
  b2lock=false;
  digitalWrite(b3Pin1, HIGH); // 1号继电器工作，推杆电机伸出
  delay(10000);        //10秒工作延迟
  digitalWrite(b3Pin1, LOW); // 1号继电器停止工作
}
else{
  b3status=0;
  b2lock=true;
  digitalWrite(b3Pin2, HIGH); // 2号继电器工作，换相，推杆电机缩回
  delay(5000);        // 5秒的工作延迟
  digitalWrite(b3Pin2, LOW); // 友善的停顿1秒，防止夹手
  delay(1000);
  digitalWrite(b3Pin2, HIGH); // 恢复供电3秒，让推杆电机继续缩回归零
  delay(3000);
  digitalWrite(b3Pin2, LOW); // 2号继电器停止工作 
}
}

void doSlide(){        //隔板滑动功能，没写完，硬件完善后再做
if(b2status==0){
  b2status=1;
  b3lock=true;
}
else{
  b2status=0;
  b3lock=false;
}
}

void beep_long(){      //蛐蛐叫声，表示错误。
for(int j=0;j<3;j++){
  for(int i=0;i<5;i++){
  digitalWrite(BeepPin, HIGH); 
  delay(20);   
  digitalWrite(BeepPin, LOW);  
  delay(20);    
  }
  delay(800);    
}
}

void beep_short(){      //蛐蛐叫声，表示成功。
for(int j=0;j<2;j++){
  for(int i=0;i<2;i++){
  digitalWrite(BeepPin, HIGH);
  delay(20);     
  digitalWrite(BeepPin, LOW);  
  delay(20);     
  }
  delay(500);  
}
}

via - 极客工坊

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