Умная подсветка лестницы своими руками

Read Time:4 Minute, 52 Second

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы займемся весьма нетривиальным делом, а именно, попробуем подсветить лестницу.

Автором данной самоделки является AlexGyver (YouTube канал «AlexGyver»).

Теперь, что касается самой подсветки. Задача следующая: сделать умную подсветку лестницы, которая бы включалась плавно при подходе к лестнице и так же плавно выключалась при выходе с нее.

В интернете можно встретить множество вариантов исполнении этой штуки, но мы пойдем своим путем и сделаем свой собственный уникальный проект.

Необходимые инструменты, компоненты и материалы:
— платка Arduino Nano;
— адресная светодиодная лента;
— инфракрасные датчики движения;
— датчик освещенности;
— блок питания 12В;
— паяльник;
— нож для зачистки изоляции проводов;
— провода, можно использовать UTP.

Подсвечивать ступеньки лестницы будем при помощи светодиодов, вернее светодиодной лентой, а точнее отрезками светодиодной ленты.

Светодиодные ленты бывают разными, но в основном их можно разделить на 2 лагеря: адресные светодиодные ленты и обычные.

Обычные светодиодные ленты естественно стоят на порядок дешевле, но для них придется городить специальный контроллер, который будет управлять каждым отдельном куском ленты, причем, чем больше кусков ленты, тем соответственно толще косичка проводов получится на выходе из контроллера, потому что каждому отрезку ленты будет необходим как минимум один свой провод.

Также на каждый кусок ленты понадобится отдельный транзистор и к нему обвязка. То есть схема подобного устройства будет выглядеть как-то вот так:

На изображении выше продемонстрирована какая-то схема из Гугла, автор использовал ее, чтобы показать количество транзисторов, которые понадобятся для данного проекта если мы выберем в качестве источника света обыкновенную светодиодную ленту.

Посмотрев на все это безобразие, было принято решение, что заниматься такими извращениями в век адресных светодиодных лент абсолютно нецелесообразно, и разумным решением будет немного доплатить за адресную светодиодную ленту и тем самым собрать в десятки раз более простую схему. Плюс ко всему, как приятное дополнение, получаем практически неограниченные по своей сложности цветные эффекты.

Для тех, кто не в курсе поясню, адресная светодиодная лента позволяет управлять каждым своим светодиодом в отдельности, причем каждый отдельно взятый светодиод способен отображать до 16 миллионов оттенков.

Для данного проекта большое разрешение ленты ни к чему, поэтому было решено использовать ленту на чипах ws2811.

Данная лента питается от 12В. Способна управлять каждыми тремя светодиодами. То есть, стоит один чип, который подает один и тот же цвет на 3 своих светодиода.

Ленту целесообразно купить в Китае, например, на Алиэкспресс, так как стоимость ее в разы отличается от тех, которые можно встретить в местных магазинчиках.

На данный момент китайцы просят за катушку 5-метровый ленты с плотностью 60 диодов на метр не так уж и дорого, всего 700 рублей, так что можно смело заказывать.

Как уже было сказано выше, брать ленту с более плотным расположением светодиодов (более 60 светодиодов на метр) для данного проекта не имеет особого смысла, 60 светодиодов на метр в самый раз для такой подсветки.

IP — это степень влагозащиты, IP30 без защиты, IP65 — лента покрыта силиконом, и IP67 — лента находится в герметичном силиконом кожухе, это важно для уличных лестниц, думаю, здесь все понятно.

Так же у магазина BTF-LIGHTING есть также вариант ленты bright, она стоит почти в 2 раза дороже, но и светит она почти в два раза ярче, при желании можете заказать ее, если решитесь на повторение данного проекта.

Для управления лентой понадобится микроконтроллер. Эта задача вполне под силу, например, платформе Arduino Nano.

Общая схема проекта выглядит следующим образом:

Адресная светодиодная лента имеет направление и подключается в пин DI. Соответственно все куски ленты нужно подключать также, как лента была до разрезания, то есть необходимо соединять D0 c DI и никак иначе.

Теперь под вопросом датчики.

Необходимо установить по датчику в начале и в конце лестницы соответственно. Немного поразмыслив над этим вопросом, было решено использовать инфракрасные датчики движения. Такие датчики довольно компактны и имеют самый маленький time out (около 7 секунд).

Но с наконечником такие датчики имеют довольно-таки большой угол обзора, почти полусфера.

Если избавиться от колпачка, то угол сужается до 90 градусов, а если поместить датчик в отверстие, угол можно еще немного сузить, то есть датчик можно практически запрятать в стене или перилах.

Также не лишним будет добавить еще и датчик освещенности, чтобы управлять яркостью подсветки от внешнего освещения, и чтобы подсветка не слепила ночью.

Окончательная схема системы выглядит вот так:

Теперь настало время загрузить прошивку. Более подробная инструкция на странице проекта.

Подключаем плату к компьютеру и жмем «загрузить».

Прошивка загружается и можно приступать к сборке схемы. Прошивку можно будет загрузить еще раз, если возникнет необходимость поменять какие-либо настройки.

Далее нарезаем светодиодную ленту на отрезки необходимой длины, берем в руки паяльник и приступаем к сборке схемы.

Итак, откладываем паяльник в сторону, давайте проверим работоспособность нашей самоделки. Подключаем питание. При пересечении первого датчика система плавно зажигает ленту в направлении от датчика и выводит эффект. На данный момент в прошивке содержится 4 эффекта.

При пересечении 2-ого датчика, лестница как бы втягивается в сторону второго датчика, все очень просто и понятно.

При каждом новом включении эффект меняется на следующий. Какие ещё могут быть варианты? У датчика тайм-аут около 7 секунд, то есть если вы идете вдвоем или даже втроём система вас всех заметит как одного человека, то есть включит лестницу по первому человеку и выключит соответственно тоже по первому.

Если зайти на лестницу и стоять на ней, или просто уйти обратно, не активировав второй датчик, или если второй датчик просто не сработал — подсветка автоматически выключится через указанный в прошивки тайм-аут, причем эффект выключения будет просто плавным угасанием как будто системы не поняла куда вы делись и просто плавно погасила свет.

Автоматическая яркость также присутствует и работает отлично. Каждые 3 секунды датчик опрашивается и яркость изменяется.

Если вы, например, спустились по лестнице при ярком свете — лестница светилась ярко, потом вы выключили свет, и система сразу же на это среагировала, и уже при обратном подъем в темноте ступеньки будут светиться с меньшей яркостью и не будут слепить.