Инструкция по установке бескорпусного контроллера подсветки лестницы КАП
Содержание инструкции:
Органы управления и контакты контроллера
Органы управления устройством максимально упрощены для облегчения настройки: используется десятипиновый DIP переключатель, кнопка «меню» и подстрочный резистор.
Порядок настройки системы
Перед включением устройства и началом настройки убедитесь, что полярность источника питания и все остальные контакты подключены в соответствие со схемой подключения.
Настройка устройства
(при каждой перенастройке необходимо настраивать каждый пункт меню заново, т.к.
параметры перезаписываются).
Нажатием на клавишу «МЕНЮ» вы переводите устройство в режим индивидуальной настройки .
1. «Количество ступеней». В данном пункте меню вы выбираете необходимое количество ступеней. Перед настройкой убедитесь, что все переключатели находятся в выключенном состоянии (в противоположном направлении от «ON»).
Данный этап настройки является двухуровневым. Выбор количества ступеней производится следующим образом: сначала вы выбираете количество ступеней в десятках, а далее в единицах и сохраняете настройки каждого уровня нажатием кнопки
«меню». Например, у вас 24 ступени. Сначала указываете десятки, переместив два любых
переключателя к надписи «ON».
На лестнице подсветится двадцатая ступень, как ориентир выбора. Далее нажимаете на клавишу «меню» и выбираете единицы, переместив дополнительные (любые) два переключателя, чтобы в сумме их стало четыре( на лестнице подсветится четвертая
ступень).
Подтверждаете выбор нажатием кнопки «меню». Тем самым вы выбрали 24 ступени и перешли в следующий пункт настройки «Общая яркость лестницы». Другой пример: у вас 20 тупеней. Необходимо переместить два любых переключателя к надписи «ON» (на лестнице подсветится двадцатая ступень), находясь в первом пункте меню, и нажать кнопку «меню» один раз.
Далее необходимо выбрать «ноль», для этого переместите уже включенные два переключателя в исходное положение и подтвердите выбор кнопкой «меню». Тем самым вы выбрали 20 ступеней и перешли в следующий пункт настройки «Общая яркость лестницы».
2. « Общая яркость лестницы». При переходе в это меню включается подсветка всей лестницы. Здесь вы можете визуально наблюдать изменение яркости ступеней в процессе настройки. Настройка производится с помощью переключателей в диапазоне от 1 до 10. Где 1 – минимальная яркость, 10 – максимальная яркость. Подтверждаете кнопкой «меню» и попадаете в меню No3.
3. «Яркость первой и последней ступени». В этом пункте меню настраивается яркость дежурной подсветки. Так же этот пункт меню позволяет отключить дежурную подсветку первой и последней ступени (на общем освещении это не отразится). Управление производится с помощью переключателей в диапазоне от 0 до 10. «Ноль» в свою очередь означает отключение дежурной подсветки первой и последней ступени. Здесь вы можете визуально наблюдать изменение яркости первой и последней ступеней в процессе настройки.
Настроив уровень яркости первой и последней ступени нажимаем на клавишу «МЕНЮ» и переходим к следующей настройке устройства, а именно к пункту 4.
4. «Задержка выключения ». Этот пункт позволяет настроить общее время, которое лестница будет находиться во включенном состоянии после срабатывания одного из датчиков движения и последовательного включения всех ранее выбранных ступеней. Т.е. сработал датчик, лестница включилась и ждет пока вы пройдете. Именно это время ожидания во включенном состоянии и настраивается этим пунктом. Диапазон временного интервала указывается в секундах и настраивается от 0 до 30 секунд. Настройка происходит в два этапа, как и в пункте меню No1. Время задержки будет равняться выбранному количеству десятков и единиц в секундах. Затем нажимаете
кнопку «меню» и попадаете в настройку плавности.
5. «Плавность включения ступеней». Этот пункт меню настраивает плавность нарастания яркости каждой ступени до установленной ранее «Яркости лестницы». Настраивается в диапазоне от 0 до 10. Чем меньше число, тем ниже скорость нарастание яркости каждой ступени. Рекомендуемая настройка – 5. Изменение плавности включения ступеней будет отображено на лестнице .
Затем нажимаете кнопку «меню» и попадаете в настройку скорости включения подсветки.
6. «Скорость Включения». Настройка промежутка времени за который последовательно включится все выбранные вами ступени. Кнопки управления те же что и прежде. Диапазон от «0» до «10» . Чем выше число тем медленнее скорость включения. Скорость включения будет отображена на самой лестнице во время настройки. Затем нажимаете кнопку «меню» и выходите в рабочий режим, все настройки сохраняются.
Настройка фоторезистора
«Настройка Фоторезистора». Настройка датчика освещенности производится посредством подстрочного резистора с помощью отвертки.
Необходимо подстроить фоторезистор под конкретное внешнее освещение, тем самым указав контроллеру при каком освещении он должен быть в режиме энергосбережения («день»), а в каком работать в штатном режиме («ночь).
Настройка датчиков движения
Датчик представляет собой ультразвуковой сенсор. Индикация датчика представлена в виде мигающего светодиода. Светодиод начинает мигать в момент обнаружения объекта.
Настройка происходит следующим образом: нажатием кнопки вы прибавляете к дальности срабатывания датчика по 10 см. Диапазон от 10см. до 2м. По достижению максимальной дальности настройка сбрасывается на минимум и цикл повторяется.
Собственное производство контроллеров в России. Гарантия 1 год. Сервисное обслуживание. Продукция сертифицирована.
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.