Добрый день! В этом посте хочу поделится с хабро сообществом о том, как мне довелось сделать автоматическое освещение лестницы в своем двухэтажном коттедже. Начну с небольшого грустного отступления.
Около четырех месяцев назад, возвращаясь с работы в полной темноте, я не удачно подскользнулся и сломал две плюсниевых кости (пальца) на левой ступне. Целый месяц пришлось провалятся в постеле, так как наступать на ногу было невероятно больно. Потом еще пол месяца хромал без гипса (у кого были переломы меня сразу поймут). После этой печальной истории я начал задумываться об автоматизации освещения ступенек лестницы. Немного поиграв с поисковыми запросами, нашел для себя очень простое решение в этом блоге, как раз на основе моего любимого микроконтроллера Arduino. Схема не вызвала каких то трудностей, но отпугивало количество и длинна проводов, которые мне предстояло смонтировать. До этого ничего подобного не делал. Покупать готовые решения или нанимать кого-то — накладно. В течении месяца заказал нужные комплектующие и не торопясь смонтировал за несколько дней на свою лестницу. Всем кому интересно, что из этого получилось, добро пожаловать под кат (осторожно трафик)!
Компоненты
Приведу примерную стоимость всех компонентов, которые были использованы в работе. Большинство комплектующих куплены в магазинах моего города поэтому все в рублях.
Arduino Pro Mini | 300 р |
Ultrasonic Module HC-SR04 Distance Sensor — 2 шт | 230 р |
Драйвер светодиодов M5450 | 88 р |
Регулятор напряжения L78M05CV | 26 р |
Фоторезистор ФР-764 | 16 р |
Кабель-канал 20x10 мм — 10 М | 100 р |
Провод 2x0,12 — 100 М (с запасом для лент) | 190 р |
Провод 4x0,12 — 20 М (для сенсоров) | 60 р |
Светодиодная лента LSP0603W15 White — 17 шт по 30 см | 1020 р |
Мелочевка: текстолит 15x15 см, хлорное железо, сверло 0,9 мм, штыревые соединители типа PLS, разъемы на плату BLS, термоусадочная трубка, конденсаторы и резисторы | 200 р |
Блок питания 12В (он же корпус) от сигнализации «Парус 4» | Бесплатно |
Прототип
Отладку прошивки для Arduino, как и все, я производил на макетной плате с использованием обычных светодиодов.
Схема
С помощью небезызвестной среды для проектирования Eagle CAD была доработана схема автора и печатная плата. Здесь я добавил регулятор напряжения на 5 В, изменил датчики с 3х контактных дорогих Ping на четырех контактные дешевые HC-SR04. Для того, что бы подсветка лестницы срабатывала только в темное время суток, в схему добавлен советский фоторезистор ФР-764 (можно использовать и другой).
Скетч
В скетче используется свободно распространяемая библиотека для работы со светодиодным драйвером M5450, а также библиотека для работы с ультразвуковым дальномером HC-SR04.
#include "lightuino3.h"
#include "Ultrasonic.h"
//Устанавливаем контакты для первого датчика
#define TRIG_PIN 12
#define ECHO_PIN 13
//Устанавливаем контакты для второго датчика
#define TRIG2_PIN 10
#define ECHO2_PIN 11
//Определяем первый датчик
Ultrasonic OurModuleUp(TRIG_PIN, ECHO_PIN);
//Определяем второй датчик
Ultrasonic OurModuleDown(TRIG2_PIN, ECHO2_PIN);
// pins 0, 1 used by Serial
const unsigned char DataPin = 6;
const unsigned char clockPin = 7;
// задержка между ступеньками
const long lightSpacing = 280;
//задержка свечения всей лестницы
const long lightHold = 10000;
//задержка выстрела сенсоров
const long pingReadDelay = 50;
// Диапазон при котором сработает сенсор
const float minBottomIn = 33.0f;
const float minTopIn = minBottomIn;
LightuinoSink sinks(clockPin, DataPin, 100, 4);
boolean bClimbStarted = false;
boolean bDescentStarted = false;
int val;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(DataPin, OUTPUT);
pinMode(clockPin, OUTPUT);
delay(1000);
sinks.set(0,0,0);
}
void loop() {
val = analogRead(0);
//Проверяем освещенность в помещении
if (val>=1020){
UltrasonicDownFire();//Выстрел нижнего датчика
if(bClimbStarted) {
bClimbStarted = false;
bDescentStarted = false;
climbLightSequence();
}
else {
// Выстрел верхнего датчика
UltrasonicUpFire();
if(bDescentStarted) {
bClimbStarted = false;
bDescentStarted = false;
descentLightSequence();
}
}
delay(pingReadDelay);
}
}
//Обработка верхнего датчика
void UltrasonicUpFire() {
if((OurModuleUp.Ranging(INC) < minTopIn) && (OurModuleUp.Ranging(INC) > 0))
{
// Serial.println("Top sensor tripped.");
bDescentStarted = true;
}
}
//Обработка нижнего датчика]
void UltrasonicDownFire() {
if((OurModuleDown.Ranging(INC) < minTopIn) && (OurModuleDown.Ranging(INC) > 0)) {
// Serial.println("Bottom sensor tripped.");
bClimbStarted = true;
}
}
void climbLightSequence(){
LedsOnDown();
}
void LedsOnDown(){
//Обнуляем
byte ledState[9];
for (int j=0;j<9;j++) {
ledState[j] = B00000000;
}
//Зажигаем
for (int k=1;k>=0;k--)
{
for (int j=8;j>=1;j--)
{
ledState[k] = (ledState[k] >> 1) + 128;
sinks.set(ledState);
delay(lightSpacing);
}
}
//Задержка
delay(lightHold);
//Гасим
for (int k=1;k>=0;k--)
{
for (int j=8;j>=1;j--)
{
ledState[k] = (ledState[k] >> 1);
sinks.set(ledState);
delay(lightSpacing);
}
}
delay(pingReadDelay);
}
void descentLightSequence(){
LedsOnUp();
}
void LedsOnUp(){
//Обнуляем
byte ledState[9];
for (int j=0;j<9;j++) {
ledState[j] = B00000000;
}
//Зажигаем
for (int k=0;k<=1;k++)
{
for (int j=0;j<9;j++)
{
ledState[k]=(ledState[k] << 1) + 1;
sinks.set(ledState);
delay(lightSpacing);
} }
delay(lightHold);
for (int k=0;k<=1;k++)
{
for (int j=0;j<9;j++)
{
ledState[k]=(ledState[k] << 1);
sinks.set(ledState);
delay(lightSpacing);
}
}
delay(pingReadDelay);
}
Немного про монтаж
Так как у меня самая простая деревянная лестница (без подступенной доски), крепление светодиодных лент осуществил с торца каждой ступеньки.
По всей длине проходит кабель-канал с уложенными проводами, который приклеен на жидкие гвозди. Светодиодные ленты изначально имеют клейкую сторону, они прекрасно держатся на дереве.
Сенсоры были установлены в начале каждой первой ступени вверху и внизу лестницы. В качестве крепления использовал обычные подрозетники для гипсокартона.
Из корпуса блока питания сигнализации был выброшен севший аккумулятор, в место него легко поместился наш контроллер.
Крышка на месте. Размещаем контроллер под лестничной площадкой.
Результат
На самом деле видео не отражает реальной картины. Лестница освещается куда более красивее и ярче.
Скачать все необходимые файлы одним архивом
Автор: Rimidalw