โปรเจค STM32 เปิดปิดไฟด้วยเสียง (STM32F407VET6)

บทความนี้ กล่าวถึงขั้นตอนการทำโปรเจค เปิดปิดไฟด้วยเสียงปรบมือ โดยใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 รุ่น STM32F407VET6 โดยประโยชน์ของโปรเจคนี้คือ การเปิดปิดไฟแบบไม่สัมผัส เพื่อลดการติดต่อของเชื้อโรค เช่น เชื้อโควิด 19 ผ่านการสัมผัสสวิทซ์จุดเดียวกัน จากผู้ใช้หลายๆคนใช้ร่วมกัน

การทำงานเริ่มจากการรับสัญญาณเสียงเช่น เสียงปรบมือ หรือเสียงอื่นๆที่มีความดังใกล้เคียงกัน ผ่านทางเซ็นเซอร์เสียง (Voice Sound Detection Sensor) แล้วประมวลผลด้วย STM32 ส่งค่าการเปิดปิด (LOW / HIGH) ไปยังรีเลย์  ใช้การแสดงผลด้วย LED 2 ตัว โดย เสียงปรบมือ 2 ครั้ง ให้ LED ตัวที่ 1 ติดหรือดับ และ เสียงปรบมือ 3 ครั้ง ให้ LED ตัวที่ 2 ติดหรือดับ เช่นเดียวกัน

ขั้นตอนการทํางาน

1 : ทดสอบการใช้งาน STM32 รุ่น STM32F407VET6

ทดสอบการใช้งานเบื้องต้นของบอร์ด STM32 รุ่น STM32F407VET6 ตามลิงค์ด้านล่าง

• การใช้งานบอร์ด STM32 STM32F407VET6 กับ Arduino IDE

2 : อัพโหลดโค้ดโปรเจค STM32 เปิดปิดไฟด้วยเสียง

เขียนโค้ดและอัพโหลดโค้ดด้านล่างนี้ ไปที่ STM32

int sound_sensor_1 = PC0;
int relay_1 = PA6;
int relay_2 = PA7;

int clap = 0;
long detection_range_start = 0;
long detection_range = 0;
boolean status_lights_1 = false;
boolean status_lights_2 = false;

void setup() {
  pinMode(sound_sensor_1, INPUT);
  pinMode(relay_1, OUTPUT);
  pinMode(relay_2, OUTPUT);
}

void loop() {
  int status_sensor = digitalRead(sound_sensor_1);
  if (status_sensor == 0)
  {
    if (clap == 0)
    {
      detection_range_start = detection_range = millis();
      clap++;
    }
    else if (clap > 0 && millis() - detection_range >= 40)
    {
      detection_range = millis();
      clap++;
    }
  }
  if (millis() - detection_range_start >= 600)
  {
    if (!status_lights_1 && clap == 2)
    {
      digitalWrite(relay_1, HIGH);
      status_lights_1 = true;
    }
    else if (status_lights_1 && clap == 2)
    {
      digitalWrite(relay_1, LOW);
      status_lights_1 = false;
    }

    else if (!status_lights_2 && clap == 3)
    {
      digitalWrite(relay_2, HIGH);
      status_lights_2 = true;
    }

    else if (status_lights_2 && clap == 3)
    {
      digitalWrite(relay_2, LOW);
      status_lights_2 = false;
    }

    clap = 0;
  }
}

3 : เชื่อมต่อและทดสอบ เซ็นเซอร์เสียง (Voice Sound Detection Sensor)

เชื่อมต่อสายระหว่าง เซ็นเซอร์เสียง กับ STM32 ตามรูปด้านล่าง

*** ขั้นตอนสำคัญ ***

ให้เอาไขควงหมุน ค่อยๆปรับค่าการรับสัญญาณเสียง โดยให้หมุนตัว R ปรับค่าได้ แบบ trimpot สีฟ้า

ให้ไฟ LED สีเขียว ด้านซ้ายมือติดดวงเดียว เมื่อปรบมือให้ LED สีเขียวด้านขวามือ กระพริบ ตาม การปรบมือของเรา

สังเกตที่ STM32F407VET6 ตำแหน่ง D2 ติด/ดับ เมื่อปรบมือ 2 ครั้ง และ ตำแหน่ง D3 ติด/ดับ เมื่อปรบมือ 3 ครั้ง

4 : เชื่อมต่อ แหล่งจ่ายไฟ ให้กับ STM32

เพื่อให้ STM32 ทำงานได้โดยไม่ต้อง ต่อสายใช้แหล่งจ่ายไฟ จากคอมพิวเตอร์ แต่เนืองจาก STM32 ต้องการแหล่งจ่ายไฟ 5V ดังนั้นต้องลดแรงดันไฟ 12V จากรางถ่านให้เหลือ 5V ด้วยการเชื่อมต่อสายจากรางถ่าน ไปยัง DC 5V Step-down และ DC 5V Step-down ไปยัง STM32 ด้วยสาย USB ตามรูปด้านล่าง

ทดสอบการทำงานด้วยการปรบมือ โดย ตำแหน่ง D2 ติด/ดับ เมื่อปรบมือ 1 ครั้ง และ ตำแหน่ง D3 ติด/ดับ เมื่อปรบมือ 2 ครั้ง แสดงว่าโปรเจคเราพร้อมที่จะทำงานในขั้นตอนต่อไปแล้ว

5 : เชื่อมต่อและทดสอบ Relay 2 Channel

เชื่อมต่อและทดสอบ รีเลย์ 2 ช่อง กับ STM32 เพื่อควบคุมการเปิด/ปิด ไฟ LED 12 โวลต์ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ตามรูปด้านล่าง

ทดสอบการทำงาน เมื่อปรบมือ 2 ครั้ง และ ตำแหน่ง LED สีแดง ด้านบน ติด/ดับ

ทดสอบการทำงาน เมื่อปรบมือ 3 ครั้ง และ ตำแหน่ง LED สีแดงด้านล่าง ติด/ดับ

6 : เชื่อมต่อหลอดไฟ LED 12 โวลต์ กับ Relay 2 Channel

ทดสอบผลลัพธ์การทำงาน ได้ตามคลิปวิดีโอด้านบนสุด แสดงว่าโปรเจค STM32 เปิดปิดไฟด้วยเสียง สำเร็จแล้ว

7 : อุปกรณ์ที่ใช้

• 1. STM32F407VET6 Development Board Cortex-M4 ARM STM32
• 2. ST-Link V2 STM32 Simulator Programmer
• 3. Jumper (F2F) 20cm Female to Female
• 4. Jumper (M2M) 20cm Male to Male
• 5. Voice Sound Detection Sensor Module
• 6. รางถ่าน AA 8 ก้อน 12 โวลต์
• 7. DC 5V Step-down Power Supply Module
• 8. Relay 2 Channel 5V DC Low Level Trigger
• 9. Mini Breadboard 170 holes
• 10. SMD LED Lighting G4 DC 12V 6W *** จำนวน 2 หลอด ***