Автоматическая подсветка лестницы с помощью Arduino

Добрый день! В этом посте хочу поделится с  интернет сообществом о том, как мне довелось сделать автоматическое освещение лестницы в своем двухэтажном коттедже.  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 длина 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!

Компоненты

Приведу примерную стоимость всех компонентов, которые были использованы в работе. Большинство комплектующих куплены в магазинах моего города поэтому приведу 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 20×10 мм — 10 М 100 р
Провод 2×0,12 — 100 М (с запасом для лент) 190 р
Провод 4×0,12 — 20 М (для сенсоров) 60 р
Светодиодная лента LSP0603W15 White — 17 шт по 30 см 1020 р
Мелочевка: текстолит 15×15 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
Итого 2230 р

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.

[php]

#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=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 ledState[j] = B00000000;
}
//Зажигаем
for (int k=0;k {
for (int j=0;j {
ledState[k]=(ledState[k] << 1) + 1;
sinks.set(ledState);
delay(lightSpacing);
} }
delay(lightHold);
for (int k=0;k {
for (int j=0;j {
ledState[k]=(ledState[k] << 1);
sinks.set(ledState);
delay(lightSpacing);
}
}
delay(pingReadDelay);
}

[/php]

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 намного красивее и ярче.

[stextbox id=»custom» caption=»Скачать все необходимые файлы»]

[download id=»56″]
[/stextbox]

95 комментариев к “Автоматическая подсветка лестницы с помощью Arduino”

  1. Здравствуйте. Владимир если не сложно могли бы вы подсказать. Сделал все по вашей схеме датчики и фоторезистор работают а вот М5450 не как не могу заставить работать. Ее случайно саму по себе не надо прошивать покупал в китае. На выходе напрежение максимум 1.2В и прыгает

    Ответить
  2. Какая разница какую Arduino использовать. В самом коде указаны пины к которым подключается m5450. Они идентичны что у мини, что у нано или уно. Смотрите внимательней.

    Ответить
  3. Подскажите пожалуйста, а как можно сделать чтобы ленты загорались плавно? Заранее благодарю.

    Ответить
  4. Владимир Лукьянов, здравствуйте! Собрал ваш проект очень понравился, всё работает отлично, нарисовал новую печатную плату, хотел спросить: вы сможете выслать скетч с ШИМ (с плавным зажиганием светодиодных лент), и сколько будет это стоить?

    Ответить
    • Добрый день. Исходные коды с ШИМ не продаются и не дарятся. Все очень просто. Не хочу, что бы он в сеть утек или кто то на нем зарабатывал. Очень много сил ушло, что бы кто то им просто пользовался.

      Ответить
      • healthy

        I Robi. I saw your project that pulled me inside. I have 17 steps and I said to myself that this knowledge. I startet it by ARDUINO NANO V3.0. The problem is in the program by gentle resolved so I turned to you. I am a novice in this business so please help. Can you give me a email adras so I can email you a print sc. Thanks Robi

        Ответить
  5. Добрый день, Владимир! Заинтересовала Ваша разработка с точки зрения бизнеса. В своем городе Вы занимаетесь монтажем или исключительно продаете через интернет?

    Ответить
  6. Владимир, день добрый.
    Заинтересовала Ваша разработка.
    Возметесь сделать «под ключ» с небольшими уточнениями?

    Ответить
  7. Hi,
    great work. I am currently working on this and preparing my PCB at home .
    Are you in the process of updating the circuit .If yes then I shall wait a little longer .Also can we replace M5450B with : MM5450N 34 Segment LED Display Driver DIP-40

    Ответить

Оставьте комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.