Умная лестница с подсветкой как сделать самому

Умная подсветка лестницы своими руками

Автоматическая подсветка лестницы на Arduino с адресной лентой WS2812B — простой проект, который способен в лучшую сторону преобразить интерьер вашего дома. Наш вариант этого популярного DIY проекта отличается простой электрической схемой и программой (скетчем). Для автоматического включения лестничных светильников можно использовать датчики движения или ультразвуковые датчики расстояния.

В лестничных светильниках используется по два адресных светодиода ws2812b (это количество можно увеличить по желанию), поэтому для подсветки лесенки можно использовать блок питания на 5 Вольт с минимальной мощностью. Включателем можно задействовать «ночной режим» в котором лестничный марш будет всегда подсвечиваться с установленной яркостью, что смотрится очень эффектно.

Подсветка лестницы на Ардуино своими руками

Для этого проекта нам потребуется:

• Arduino Nano / Arduino Uno / Arduino Mega;
• адресная лента WS2812B;
• блок питания DC 5V;
• датчик движения или расстояния;
• включатель;
• провода, припой, термоусадка и т.д.

В первом варианте проекта для индикации наличия движения используются HC-SR04 ультразвуковые датчики расстояния Ардуино. Далее размещена схема сборки умной лестницы — подключение адресной ленты и датчиков к плате Arduino Nano (можно использовать Arduino Uno) и рабочая прошивка для микроконтроллера. Библиотеки для работы программы можно скачать на странице — Библиотеки Ардуино.

Схема на Arduino и ws2812b для подсветки ступеней лестницы

Все настройки, которые можно внести в скетч, даже без знаний основ программирования Arduino — расположены в начале программы. Но при изменении количества светодиодов, размещенных на одной ступени, в код потребуется внести небольшие правки. В этом случае, необходимо будет добавить или убавить строчки в циклах for — strip.setPixelColor(i + 1, strip.Color(j, j, j * 2));

Скетч. Подсветка лестницы на ws2812b с датчиком расстояния

Пояснения к коду:

1. в начале программы можно указать количество ступеней в лестнице, скорость включения «умной» подсветки и задать минимальную яркость освещения;
2. оттенок свечения адресной ленты можно также указать свою, по умолчанию стоит голубоватый цвет для автоматической подсветки лестницы;
3. лучше всего использовать в схеме ультразвуковые датчики, так как, в отличие от датчиков движения, можно самому указать расстояние для срабатывания подсветки и производить сразу несколько измерений для исключения ошибки.

Схема подсветки лестницы на Arduino с датчиками движения и адресной лентой

Скетч. Подсветка лестницы на ws2812b с датчиком движения

Пояснения к коду:

1. радиус срабатывания PIR датчиков движения HC-SR501 программно изменить нельзя, в отличие от ультразвуковых датчиков движения;
2. датчики движения можно заменить датчиками препятствия (KY-032 Arduino), при этом схема сборки и прошивка микроконтроллера не изменится.

Заключение. Для создания «умной» подсветки лестницы своими руками на Ардуино существует множество вариантов исполнения. В нашем случае большинство настроек задается только в программе, что значительно упрощает схему сборки и прошивку DIY проекта, а менять с помощью тактовых кнопок цвет или вообще превратить подсветку лестницы в новогоднюю гирлянду на ws2812b Ардуино нам показалось не уместно.

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

Как сделать подсветку ступеней лестницы: особенности системы, преимущества, технические решения

Удобная и красивая лестница — один из главных элементов интерьера двух- ли трёхэтажного загородного дома. Помимо красоты, лестница должна быть безопасной, особенно, когда ночью, по ней передвигаются дети и пожилые люди. Для этого ступени подсвечивают. Как своими руками сделать систему светодиодной подсветки лестницы и, что для этого потребуется купить? Все ответы в нашем материале!

• Для чего нужна подсветка лестницы
• С чего начать изготовление лестницы с освещением
• 3 идеи для изготовления подсветки ступеней лестницы
• Как работает автоматическая подсветка лестницы
• Какое оборудование выбрать для подсветки лестницы
• Как установить светодиоды на ступенях лестницы

Для чего нужна подсветка лестницы

На первый взгляд кажется, конечно — для красоты! Посмотрите, как эффектно выглядит лестница вечером или ночью с подсветкой.

Красота — лишь один из плюсов подсветки. Правильное освещение лестницы одновременно решает сразу несколько важных задач.

Лестница соединяет друг с другом два этажных пространства. Получается высотный переход. Когда человек идёт по этому переходу, он должен чувствовать себя в безопасности. Чем длиннее переход, тем лучше его надо осветить в тёмное время суток. Освещение улучшает эстетическое восприятие лестницы. Подсветка может усилить пространственный эффект лестницы, например, соединить лестницу с помещениями или, наоборот, разделить их.

Покажем, как это работает на примерах.

С помощью подсветки можно «спрятать» лестницу или визуально изменить её габариты.

Хотя, не все домовладельцы хотя делать в коттедже лестницу со светодиодной подсветкой.

Я думаю, что все эти мерцания на лестнице ни к чему хорошему не приведут. Свет идущий снизу-вверх привлечёт внимание детей. Они станут играть на лестнице. Да и мне некомфортно, когда свет попадает в глаза. У себя я сделал освещение лестницы так – смонтировал на потолке 4 светодиодных светильника мощностью в 0.5 — 1 Вт каждый. Свет падает сверху-вниз. Светильники включаются по таймеру времени, когда начинает темнеть. Ночью очень удобно.

А у меня подсветка ступеней лестницы стоит уже года два. Очень удобно, когда ночью спускаешься.

Хотите сделать в доме лестницу с системой подсветки? Ниже мы расскажем о нескольких вариантах освещения ступеней.

С чего начать изготовление лестницы с освещением

Берёте лист бумаги и записывайте на нём свои «хотелки» к подсветке. Например, вам понравилось фото из интернета или видеоролик, где показаны лестницы с подсветкой. Вы берёте их за основу и подгоняете под свои нужды. Допустим, вы хотите, чтобы:

• Ступени подсвечивались, когда на них наступаешь.
• Подсветка ступеней включалась шаг за шагом, по мере спуска или подъёма по лестнице.
• Была освещена сразу вся лестница.
• Подсветка включалась клавишей на стене или, автоматически, по датчику движения.
• Подсветка работала постоянно или включалась только в ночное время.
• Подсветка мерцала, горела одним цветом, или переливалась несколькими цветовыми оттенками.

Сценариев множество. Надо выбрать свой. Оценить свои силы и возможности и только потом приступить к монтажу системы освещения лестницы.

3 примера изготовления подсветки ступеней лестницы

Мы собрали лучшие идеи пользователей портала, которые самостоятельно собрали и смонтировали систему освещения лестницы.

1. Бетонная лестница, облицованная деревом.

Деревянные ступени у монолитной лестницы выступают на 30-40 мм. При заказе досок на ступени в них выбрали паз на ширину LED ленты. Лента белого свечения нарезана на куски длиной 1 м. Подсветку заложил через ступень. До отделки стен, сделали штробы и заложили в них гофру диаметром 16 мм, от ступени до ступени. Трансформатор спрятал в техническом коробе. Питание ленты 12 В. Подсветку включаю двумя выключателями, сверху и снизу лестницы. LED лента вклеена в ступени заподлицо, поэтому свет не слепит глаза.

Transfer предлагает ещё один проект освещения лестницы, с помощью светильников, встроенных в стену.

Важно! Для такой подсветки ступеней берите лампы-«жалюзи», чтобы свет можно было направить под углом вниз. Так он не будет бить в глаза. На каждой стене монтируйте по три лампы.

2. Недорогая подсветка деревянной лестницы.

У меня на даче установлена простая деревянная лестница. Снизу ступеней приклеил светодиодную ленту. Свет направлен вниз. Подсветка включается по датчику движения, когда подходишь к лестнице. Если смотреть сверху, то ленты не видно. Когда идёшь вверх, то диоды заметны. В идеале, надо было вырезать в ступенях пазы и закрывать их рассеивателем.

Источник