Подсветка лестницы ардуино своими руками

Как сделать автоматическую подсветку лестницы на Arduino

• 27-12-2018 •

Быстрые ссылки на Aliexpress

Наткнулся на очень интересный проект, где реализована красивая подсветка лестницы с помощью arduino. Но к сожалению код и библиотеки, которые выложил автор уже давно устарели и не запускались у меня, пришлось написать свой скетч.

Подумал что это может быть полезным для многих, по этому решил написать целую статью на эту тему.

Что я использовал

1. Arduino uno 1шт.
2. HC-SR 04 2шт.
3. M5450B7 1шт
4. Провода

Как это выглядит на схеме:

Так выглядит схема для простых светодиодов, где 5в достаточно для тестов. Но скорей всего для подсветки лестницы вы будете использовать диодную ленту, а тут уже потребуется 12 вольт. Для этого нам понадобиться регулятор напряжения: L78M05. Он нужен для того, чтобы снизить с 12в. до 5в., чтобы питать ардуино.

Примерно так будет выглядеть вариант для 12в.:

Как это выглядит на фотографии:

Как это выглядит на видео:

Скетч

В скетче, вначале вы можете задать время горения диодов, а также скорость зажигания. Все практически прокомментировал, так что должно быть понятно. Конечно, самый большой вопрос остается с проводами. Так как проводов нужно очень много, а как их аккуратно спрятать возле лестницы.. Так что для меня, этот вопрос остался открытым. Если кто реализовывал подсветку лестницы на ардуино, делитесь опытом в комментариях!

5 thoughts on “ Как сделать автоматическую подсветку лестницы на Arduino ”

Пытался сделать, тоже уперся в проблему проводов.
Сейчас думаю:
— об адресной светодиодной ленте, но не уверен что получится избежать наводок;
— и о нескольких сдвиговых регистрах.

Кстати, не смотрел саму библиотеку, там есть фильтр ложных срабатываний? а то датчики раз, через пять, показывают ерунду от 4 см до 4 км ))

используйте или витую пару как удлениетль проводов, или развяжите сенсоры по безпроводу

Подскажите пожалуйста, на сколько ступеней возможно реализовать эту схему?

Источник

Автоматическая подсветка лестницы

В качестве контроллера использовал всем знакомый Arduino Pro Mini.

Сначала о самой лестнице количество ступеней 11, ширина 550 мм. В общей сложности необходимо 6 м светодиодной ленты (заказал 2 шт по 5 м 5050 SMD), со степенью защиты IP67 (то есть защита от пыли и воды), чтобы можно было протереть пыль и не задумываться о том, попадешь ли под напряжение или повредишь ленту.

После подключения 5-ти м светодиодной ленты ток через нее оказался всего 2,5 A, то есть, для 6-ти м светодиодной ленты нужен блок питания на 36 Вт. Выбор остановился на китайском блоке питания 12 В 8.3 А 100 Вт. 100, конечно, много, но 12 В понадобилось для другого проекта, поэтому подключился к нему же.

В качестве питания самого контроллера, а также сенсоров (питание 5 В) использовал простенькую схему понижения напряжения с помощью стабилизатора напряжения L7805CV и двух керамических конденсаторов 0,1 мкФ и 0,33 мкФ.

В качестве датчиков фиксирующих движение остановился на ультразвуковых сенсорах HC-SR04, так как испускают узкий пучок ультразвуковых импульсов и можно настроить расстояние срабатывания. Таким образом, можно установить на отслеживании пересечения импульса на первой и последней ступенях. Вдаваться в подробности характеристик, способа подключения, принципа работы сенсора не вижу смысла в интернете достаточно много информации о них.

Вопрос измерения освещенности решился, также, довольно просто с помощью схемы делителя напряжения, в которой в качестве переменного резистора используется фоторезистор Gl5516.

Далее рассмотрим вопрос количества использованных контактов 11 цифровых для ступеней, 4 для двух сенсоров и один аналоговый для измерения освещенности. Итого 15 цифровых, что не дает нам Arduino. Недолго думая, использовал микросхему 74НС595N, а точнее каскад из двух сдвиговых регистров для увеличения количества цифровых выходов Arduino.

Почитав литературу и мнения радиолюбителей, поставил керамический конденсатор 0,1 мкФ на 12-ой ножке STcp первого регистра, якобы для минимизации шума при подачи «защелкивающего» импульса. При опробовании мною каскада «на столе», действительно с конденсатором работает лучше, в особенности при первой подачи питания на микросхемы.

Одно дело подключать к Arduino слабую нагрузку, наподобие светодиода, другое подключать кусок светодиодной ленты, длиной 500-550 мм (максимальный ток цифрового выхода Arduino 40 мА). Более доступно для меня оказалась микросхема ULN2003A (сборка Дарлингтона), максимальный ток через один выход которой составляет 0,5 А.

Хочу обратить внимание, что контакт Echo второго сенсора приходит на 13-й контакт Arduino, на котором находится светодиод самого контроллера.

Сделано это специально, для удобства, в тот момент, когда удовлетворяется условие «достаточно ли темно для начало опроса сенсоров?», светодиод на 13-ом контакте начинает мигать.

Плату рисовал в Sprint-Layout. Делал акцент на том, чтобы микросхемы и контроллер снимались, припаивал панельки SCS-14 и 16, а также гнездо на плату PBS 2×12 2.54. Единственный минус пришлось выгибать в другую сторону ножки микросхем 74НС595N.

Составление скетча

При составлении скетча использовалась только одна библиотека Ultrasonic (для работы с сенсорами HC-SR04) и то можно было обойтись без неё. Пришлось повозиться с битовыми операциями, так как необходимо определенным образом загружать два байта в каскад сдвиговых регистров (в самом скетче сделал доходчивые пояснения).

// ***Скетч подсветка лестницы V1***
// Библиотеки
#include «Ultrasonic.h»

// Пины
#define Trig_1 10 // Устанавливаем контакты для первого датчика.
#define Echo_1 11
#define Trig_2 12 // Устанавливаем контакты для второго датчика.
#define Echo_2 13
#define Ds 8 // Ds/SDI первого сдвигового регистра 75HC595N_1.
#define STcp 7 // STcp/RCLK сдвиговых регистров 75HC595_1, 2.
#define SHcp 6 // SHcp/SRCLK сдвиговых регистров 75HC595_1, 2.
#define LDR A0 // Аналоговый сигнал с фоторезистора.

Ultrasonic Sensor_1(Trig_1, Echo_1); // Определяем первый датчик.
Ultrasonic Sensor_2(Trig_2, Echo_2); // Определяем второй датчик.

// Параметры
const int Limit = 100; // Переменная для хранения предела сравнения с освещенностью.
const float Min_Disrance = 50.0; /* Диапазон, при котором сработает сенсор
Ширина ступеньки 55 см.*/

boolean Up_Sensor_Started = false; // Переменная отражающая факт срабатывания верхнего сенсора.
boolean Down_Sensor_Started = false; // Переменная отражающая факт срабатывания нижнего сенсора.

const int Read_Delay = 50; // Переменная для хранения времени задержки опроса сенсоров.

unsigned int leds = 0; // Переменная для хранения передаваемых битов в регистры.
const int N = 10; /* Переменная для хранения количества ступеней лестницы.
Отсчет идет с нуля! Максимум выходов 14-ть 2 Сборки Дарлингтона.*/
const int T_Ladder = 3000; // Переменная для хранения времени включенной лестницы.
const int T_Stair = 500; // Переменная для хранения времени между включениями.

void setup()
<
pinMode(Ds, OUTPUT);
pinMode(STcp, OUTPUT);
pinMode(SHcp, OUTPUT);
// Serial.begin(9600); // Инициализация последовательного порта на скорости 9600 бойд.
>

void loop()
<
int LDR_Value = analogRead(LDR); // Считываем значение с фоторезистора.
// Serial.println(LDR_Value); // Проверяем уровень освещенности в пределах от 0 до 1023.
if(LDR_Value 0))
// Если измеренное расстояние больше нуля, но меньше предела то.
<
Up_Sensor_Started = true; // Факт срабатывания верхнего сенсора.
>
>

// Процедура опрос нижнего датчика
void Down_Sensor()
<
if((Sensor_2.Ranging(CM) 0))
// Если измеренное расстояние больше нуля, но меньше предела то.
<
Down_Sensor_Started = true; // Факт срабатывания нижнего сенсора.
>
>

// Процедура загрузки битов в регистры
void updateShiftRegister()
<
digitalWrite(STcp, LOW); // Подаем низкий сигнал для загрузки битов в регистры.
byte First = lowByte(leds); /* Разделяем наш байт на младший и старший,
так как функция shiftOut за раз пропускает только 8 бит.*/
byte Second = highByte(leds);
shiftOut(Ds, SHcp, MSBFIRST, Second); // Проталкиваем 1-й байт и читаем его слева направо.
shiftOut(Ds, SHcp, MSBFIRST, First); // Проталкиваем 2-й байт.
digitalWrite(STcp, HIGH); // Сбрасываем на выходы полученные биты.
>

// Процедура включения подсветки снизу вверх
void Turing_Upward()
<
for (int i = 0; i = 0; i—)
<
bitSet(leds, i); // Изменение всех N битов на состояние 1 (или HIGH).
updateShiftRegister(); // Включение подсветки загрузкой измененного байта.
delay(T_Stair); // Задержка между включением ступеней.
>
delay(T_Ladder); // Задержка включенной лестницы.
leds = 0; // Обнуление байта.
updateShiftRegister(); // Потушить подсветку.
>

Особенности монтажа

Теперь про монтаж, укладывать светодиодную ленту, конечно же, лучше в специально для неё созданный профиль, но стоимость его довольно высока. Я брал кабель канал 12×12, срезал раскаленным канцелярским ножом лишнее, получилось следующее.

Чтобы спрятать сенсоры HC-SR04, нашел для них по размеру коробку IEK 20 мм.

Монтаж щитка особого труда тоже не составил, так как на плате заранее задумывалось установка винтовых клеммников.

Получившийся проект удовлетворил все поставленные задачи, во время работы автоматики не было замечено каких-либо отказов, замечаний.

Единственное, по моему мнению, можно было бы сделать щиток более компактным и полностью его закрыть от посторонних рук.

Источник

Всё, что вы хотели знать о контроллере подсветки лестницы своими руками

Обобщаю ссылки на свои материалы по теме подсветки лестницы на ардуино, чтобы каждый мог выбрать себе наиболее подходящий вариант.

Вариант 1: «Я — властелин DIY и сделаю всё сам»

• переносим рисунок
• травим, сверлим
• паяем
• программируем
• тестируем
• подключаем

Сам нарисую, сам распечатаю, сам найду где купить комплектующие и датчики, сам сделаю плату, сам просверлю, сам залужу, сам всё припаяю, сам отмою, сам запрограммирую.

Вариант 2: «Хочу конструктор для самостоятельной сборки»

• берем набор
• паяем
• вставляем
• подключаем

Не хочу никуда бегать и искать где купить детали. Сам всё спаяю из набора.

• 
• 
• 
• 
• 

Конструктор так же доступен в олдскульном виде с ATmega328P-PU вместо Arduino Nano

набор для сборки

Вариант 3: «Хочу готовое»

• берем готовое
• подключаем

Не хочу ничего паять и программировать. Хочу готовый контроллер с датчиками.

Готовый контроллер так же доступен в олдскульном виде с ATmega328P-PU вместо Arduino Nano

готовый контроллер

Подключение сенсорных модулей к контроллеру:

Источник

Контроллер подсветки лестницы на Arduino

Внимание!

• набор для сборки
• готовый контроллер

С прекрасным софтом для настройки

• Утилита настройки контроллера подсветки лестницы (Лестница)
• Утилита настройки контроллера подсветки лестницы (Сонары)
• Утилита настройки контроллера подсветки лестницы (Датчик освещенности)
• Утилита настройки контроллера подсветки лестницы (Дополнительно)
• Утилита настройки контроллера подсветки лестницы

Тут была статья про самодельный контроллер.

К сожалению из-за некоторых бессовестных людей ее пришлось убрать вместе с софтом. Оставляю только результаты работы.

Ну и ссылку на свою статью дам — кто захочет копнуть глубже.

Плата 90х65мм. Обычная ЛУТ-технология.

Сверлим и паяем. Сверху еще ничего…

С обратной стороны ад 🙂

Проверяем на столе со светодиодами (еще без датчика освещения)

И в боевом режиме с подключенными лентами

Перепилил немного плату — она стала 90х55мм. Убрал ряд с подключением земли. Для этого достаточно двух коннекторов по бокам. Один, например, для 1..8 ступенек, второй для 9..16. Так же добавлены 3 переменных резистора. Время свечения всех ступенек перед началом гашения, время плавного разжигания ступеньки (оно же время гашения) и уровень яркости.

Платка для тестирования без подключения лент.

Источник