박수스위치 만들기 (회로 + C 코딩) #1/2

예전에 딸내미의 비밀공간인 놀이텐트에 전등을 달아 주었어요.

우리아이 비밀공간 놀이텐트 전등 달기

그런데, 스위치로 똑딱 똑딱 켜고 끄는 것 까지는 좋은데.. 그..뭔가..2% 부족한듯한... 그 어떤 .. 재미가 없단 말이죠.

그래서 박수를 '짝' 하면 켜지고, 박수를 '짝짝' 하면 꺼지는 스위치를 만들어 볼까 해요.

일명 박수스위치 입니다.

찾아보면 시중에 모듈로 나온 제품들이 있더군요. 

드림키트 박수소리 스위치 DK139

박수소리 스위치 set RS1

이런 식으로 사용자가 직접 어딘가에 적용하도록 만들어진 모듈들도 있고요.

반면 완성된 제품 형태로 나온 것도 있네요.

소리 켜기 / 끄기 스위치 손에 의해 스마트 홈 키트를 박수 110 / 220V 전

참.. 이런 걸 보면 사람들은 누구나 생각하는 건 비슷한가 보다.. 하고 느껴집니다.

IOT 스위치 라고 찾아보면 더 어마무시하게 나올 겁니다.

 

Anyway.

그렇다고 제가 저걸 한국서 사서 여기로 배송;; 할 수도 없으니. 기냥 ~ 만듭니다. ㅋ

물론 회사에 굴러다니는 버려진 PCB 와 자잘한 부품들을 줏어다가 조립하고, 프로그래밍해요.

가끔 필요하면 직접 회로를 설계하고, PCB 를 제작해서 부품을 사다가 납땜해서 .. 만들지만, 이렇게 자잘한 것들은 최대한 굴러다니는 것들을 조립해서 만들어요. 돈이 안 들거든요 ;;; 

일단. 무엇보다 중요한 기능을 정리해 봅니다.

기능 정리

1. 박수 소리가 1번 나면 전등을 켠다.

2. 박수 소리가 2번 나면 전등을 끈다.

3. 박수 소리가 3번 나면 1분 후에 끈다.

기능 깔쌈하네요.

블록도를 그려보면 이렇습니다.

박수스위치 블록도

아주 간단 하지요.

사실 전원 부분이 빠졌는데요. 전원은 리튬폴리머 배터리를 사용하고 ,USB 케이블로 충전이 됩니다.

실제 제품을 만든다면 이제 외관 디자인과 PCB 형태, 그리고 거기에 맞게 부품 선정 등을 해야겠지만.. PASS ~ 

"일단 동작이 확인되면 껍데기는.. 고민해 본다."  << 이게 제 방식입니다. ㅎㅎ 

왜냐면 판매할 제품을 만드는 게 아니니깐요 ~ 

 

회로를 그려봅니다.

박수소리스위치 회로도

마이크로폰은 아주 비싼 !! 하나에 8달러나 하는 엄청난 녀석을 썼어요. 버려져 있었거든요. 

꼭 비싼 마이크로폰을 써야 한다는 게 아닙니다. 그냥 대충 아무거나 써도 됩니다. 

이 마이크로폰이 바이어스 전압이 0.9V 라서 저항 분배로 그 전압을 만들어 줬고요.

마이크로폰에서 나온 음성 시그널을 비반전 증폭해서 MCU 의 ADC 로 직접 집어넣어버립니다.

이 제품을 진짜 팔 제품으로 만든다면 물론 이렇게 하지 않았을 겁니다.

마이크로폰에서 나온 시그널에서 DC 성분을 제거하고, OPAMP 도 2중 전원을 써서 증폭 대역도 높인 후 출력된 시그널을 평활화해서 사운드가 들어올 때는 전압이 스~윽 올라가고 소리가 없을 때 전압이 슈~웅 내려가도록 했겠지요.

하지만, 저렇게 한다고 해서 박수 소리를 디텍트 못하는 건 아닙니다.

다만 소리 파형이 그대로 ADC로 잡히기 때문에 박수 소리 주파수에 맞춰서 박수를 칠 때 전압이 순간적으로 올락 날락 하겠지요.

그 부분만 코딩할 때 어떻게 처리할지 고민하면 됩니다.

 

저는 OPAMP 가 있는 버려진 PCB를 찾아서 요리조리 케이블을 연결하고 저항을 달고 3.3V 에서 동작하는 릴레이가 달린 PCB 를 그부분만 짤라서 연결해서 만들었어요. 

OPAMP 와 전원 회로가 달린 버려진 PCB 를 찾다 보니 요런 게 있었어요.

언제 만들었는지 기억도 잘 안나는 작은 제품의 PCB 보드입니다.

OPAMP 와 전원 회로가 달린 버려진 PCB

또 기능이 스위치니, 스위칭 역할을 할 릴레이가 달린 PCB 보드를 찾았어요.

버려진 PCB 에서 릴레이부분 절단

릴레이 구동회로까지 잘 잘라줍니다.

잘린 릴레이 부분

잘린 PCB의 모서리를 날카롭지 않게 잘 다듬어 줍니다.

릴레이 보드는 잘 찾아보면 인터넷에 많이 팔아요.

비싼 거 필요 없어요.  990 원이네요. 이거 쓰세요. 대박. 990 원 이라니.. 릴레이 가격만 천원이 넘겠구먼;;; 

디바이노 아두이노 1채널 릴레이 모듈

Anyway..

그리고, 실제 전원을 연결할 터미널 단자도 하나 구해왔습니다.

그래서 H/W 가 이렇게 준비되었어요.

준비된 H/W

잘 보면 배터리의 끝에 마이크로폰이 연결되어 있어요.

배터리 끝에 글루건으로 붙인 마이크로폰

여기에 릴레이 보드를 연결합니다.

릴레이 보드는 구동할 전원과 제어할 시그널이 연결되면 됩니다.

릴레이보드 연결

자세히 보면 메인보드와 릴레이 보드가 두꺼운 선 2개(빨간 선, 검은선)와 얇은 선 1개 (파란선)으로 연결된 것을 볼 수 있어요.

여기서 파란선이 GPIO 와 연결된 제어용 신호선입니다.

그리고 릴레이의 출력단을 터미널 단자에 연결해 주었어요.

자, 이제 원래 있던 케이스에 구겨 넣어봅니다 ㅎ

케이스 조립

다행히 공간이 있어서 조립이 되었어요.

케이스 조립까지 된 박수소리 스위치입니다.

완성된 박수소리스위치

드디어 하드웨어가 모두 완성되고 조립되었어요.

이제 프로그래밍만 하면 됩니다.

다음 편에서 프로그램을 만들고 동작을 시켜 보겠습니다.