Zainspirowany podobnym, projektem który zobaczyłem niedawno na elektrodzie, postanowiłem zrobić coś podobnego ale nieco inaczej. Światło pochodzi z 8 diod LED umieszczonych pod poręczą, 3 w dolnej części, 3 w górnej i 2 na półpiętrze.
Działa to tak: kiedy wchodzimy na schody, idziemy dajmy na to z dołu na górę, fototranzystor ( bariera podczerwieni ) to wykrywa, następnie diody płynnie się zapalają zgodnie z jednym z trzech ustalonych wzorców, czyli:
- zapalanie po kolei każdej diody
- zapalanie najpierw dół, potem półpiętro, a na koniec góra
- zapalanie wszystkich na raz
Diody nie zapalają się nagle, ale są płynnie rozjaśniane z użyciem ośmiu programowych kanałów PWM.
Po 30 sekundach od ostatniego zadziałania czujnika wszystkie diody się sciemniają i gasną.
Jeżeli wchodzimy od dołu to zapalanie diod jest animowane również od dołu, czyli świecenie zaczyna się od diod które są bliżej i płynnie idą w góre. Jeżeli schodzimy w dół to wzorzec jest odwracany i diody zapalają się od góry.
Pierwsza i ostatnia dioda, czyli ta na samej górze i ta na dole świecą cały czas z wypełnieniem 2 procent, rozświetlają wystarczająco aby dojść do krawędzi schodów a wtedy zapalą się już wszystkie.
Żeby oszczędzać prad w stanie czuwania użyłem sztuczki, diody podczerwone nie świecą cały czas, ale mrugają około 13 razy na sekundę przy wypełnieniu 33%, a czujniki sprawdzają stan tylko w trakcie świecenia. Ogólna oszczędność jest raczej niewielka, ale za to miałem więcej zabawy przy pisaniu programu
Jeżeli nadal się nie ładuje to można go zobaczyć na na stronie projektu:
http://elektronika.info.pl/2012/01/oswietlenie-schodow-zalaczane-fotokomorka/
Poprawiono film
ANUBIS
Na potrzeby filmiku czas świecenia został ustawiony na 4 sekundy, dlatego gaśnie tak szybko, normalnie jest to 30 sekund.
Sterownik:
- mikrokontroler Attiny2313, z wewnętrznym oscylatorem ustawionym na 8Mhz
- 8 wyjść na diody LED (tranzystory BC817)
- 4 wyjścia na diody podczerwone (BC817)
- 4 wejścia na fototranzystory ( darlingtony BCV27, tylko 2 wejścia są obecnie wykorzystane w programie)
- zasilanie zewnętrzne 5v (lub więcej po wlutowaniu stabilizatora 7805 )
Na górze i na dole schodów należy umieścić po jednej parze dioda IR- fototranzysor, w taki sposób
aby wzajemnie się “widziały”.
Program:
Napisany w C (GCC), wykorzystuje przerwanie do generowania 8 kanałów PWM. Wzory w/g których są zapalane diody są zdefiniowane w 3 tablicach ( nazwy od data_zapal_ ).
Można w razie potrzeby zdefiniować sobie własne wzorce, kolejne wartości w każdym rzędzie to jasności każdej z ośmiu diod. Kolejne wiersze to po prostu stany diod w czasie. Jasność diod jest płynnie zmieniana ( interpolowana? ) miedzy wartościami z kolejnych wierszy.
Gaśnięcie diod jest zdefiniowane w tablicy data_zgas_1, przy jej zmianie nalezy tylko pamiętać żeby w ostatnim wierszu tablicy, pierwszej i ostatniej diodzie przypisać wartość jakąś małą wartość np od 2 do 5, dzięki temu te dwie diody będa zawsze świecić kiedy reszta zgaśnie.
Żeby program działał prawidłowo nalezało by ustawić wewnętrzny zegar na częstotliwość 8Mhz
Jeżeli korzystasz z programatora USBASP zrobisz to wydajac z linii komend polecenie:
avrdude -p attiny2313 -c usbasp -U lfuse:w:0xe4:m -U hfuse:w:0xdf:m -U efuse:w:0xff:m
W załączonym do posta pliku zip umieściłem kod źródłowy w C, plik makefile i skompilowany wsad do procka.
Schemat
Płytka
Płytka dwuwarstwowa. Zrobiona tak aby dało się ją w miare łatwo wykonać w domowych warunkach, czyli duże przelotki itp.
Większość elementów SMD, tylko złącza są przewlekane, z wyjątkiem złącza programatora.
Przy lutowaniu proszę zwrócić uwagę że tranzystory dla diod to BC817, ale dla fototranzystorów BCV17, chociaż na schemacie wszędzie występują BC847, po prostu lenistwo
, ale zaznaczyłem to na rysunku.
Poniżej zamieszczam obrazki z nazwami elementów i ich wartosciami.
Poniżej gotowa składka do laminowania i trawienia płytki. Należy ją wydrukować a następnie zgiąć tak aby obie części pokrywały się otworami w przelotkach. Nie trzeba robić odbicia lustrzanego już wszystko jest zrobione. Nie bedę tu opisywał metod wytwarzania płytek PCB w domowych warunkach, proszę poszukać w google, jest mnóstwo stron na ten temat.
Obrazek powinien być koniecznie drukowany z rozdzielczoscią 600dpi inaczej rozmiar płytki będzie nieprawidłowy.
Zasilanie
Zasilanie, najlepiej z zasilacza wtyczkowego, koniecznie stabilizowanego, 5V
w takim przypadku nie wlutowujemy stabilizatora 7805, ale łączymy kawałkiem drutu lub kropelką cyny pady zaznaczone na rysunku kilka akapitów niżej.
Drugą opcją, jeżeli nie mamy odpowiedniego zasilacza jest wlutowanie stabilizatora i zasilanie układu z większego napięcia, np 9-12v, jednak wtedy do stabilizatora należy przykręcić jakąś blaszkę lub radiator żeby rozproszyć ciepło. Wydajność prądowa tego stabilizatora to około max 1A więc w takim przypadku diody LED raczej nie powinny być mocniejsze niż 100mA
Diody LED i ich rezystory
Maksymalna wydajność tranzystorów na wyjściach to 500mA, ale lepiej nie wykorzystywać ich do granic możliwości.
Dlatego proponuję użyć diod o prądzie maksymalnym od 20mA do 250mA.
Aby dobrać rezystory proponuję użyć jakiegoś kalkulatora ledów, np: http://led.linear1.org/1led.wiz
Wpisujemy napięcie zasilania 5V, napięcie świecenia 2v dla czerwonych, 3v dla białych, zielonych i niebieskich, i wymagany prąd w mA jaki potrzebujemy.
A najlepiej po prostu użyć potencjometru i amperomierza, wtedy dobierzemy rezystory najdokładniej.
Przy doborze diod miejmy również na uwadze którą opcję zasilania wybraliśmy, żeby np. nie przeciążyć stabilizatora.
Czujniki i diody IR
Użyłem fotoranzystorów oraz diod podczerwonych działajacych w zakresie 940nm. Przy podłączaniu należy uważać aby nie podłączyć tych elementów odwrotnie, są aż 3 sposoby w jakie można je podpiąć źle i tylko 1 prawidłowy
Jak odwrotnie podłączysz diodę to po prostu nie świeci, jak odwrotnie podłaczysz fototranzystor to będzie działał ale bardzo słabo, zasięg spadnie poniżej 10cm.
U mnie odległość miedzy diodą i fototranzystorem to około 1 metr, ale testowałem przy około 2m i tez działało.
Przy podłączaniu pomagałem sobie kamerką z telefonu, ponieważ widać w niej podczerwień z diody.
Gdyby czułość okazała sie za mała to możesz podłączyć np po 2 lub 3 fototranzystory równolegle zamiast jednego.
Mozna tez podłączyć równolegle więcej diod IR , tylko trzeba by odpowiednio zmniejszyć im rezystory.
Zastosowane fototranzystory reagują również na światło dzienne i na światło zwykłych żarówek, więc można by
na nie nałożyc kawałek rurki, tak żeby widziały tylko światło z diody IR.
Efekt będzie taki że czujnik po prostu nie załączy oświetlenia.
U mnie akurat ten problem nie występował ze względu na to że w pobliżu są tylko świetlówki kompaktowe, nie emitujące podczerwieni.
Lista elementów
do kupienia w maritexie (maritex.com.pl):
LIRT3B-940 – 2 szt – fototranzystor
LIRED3B-940 – 2 szt – diody IR
BC817-40 – 9 szt – tranzystory dla LEDów
ATTINY2313-20SU – 1 szt
BHT10S – 1 szt – złącze programatora
PLD80S-2 – 1 szt – złącza diod, i czujników – do pocięcia na mniejsze
DC2020 lub DC2025 – 1szt – złącze zasilania, dobierz do zasilacza
MLBAWT-A1-0000-000WA7-6C4J0 – 8 szt – diody LED ( max 175mA ), możesz uzyc innych tylko musisz dobrać odpowiednie rezystory
7805 – stabilizator napięcia 5v, opcjonalny
PBD16S – 1 szt – złacze żeńskie do przylutowania przewodów dla LEDów
PBD08S – 2 szt – złącze żeńskie do przylutowania przewodów fototranzystorów i diod IR
do kupienia w TME ( tme.eu )
BCV27 – 4 szt – tranzystory darlingtona NPN do wzmocnienia sygnału z fototranzystorów, niestety zwykłe tranzystory były za słabe
10k 0805- 1 szt
10ohm 0805- 1 szt
4.7k 0805- 9 szt – na bazy tranzystorów
220ohm 0805- 4 szt – dla diod podczerwonych dla prądu około 16mA
1.5M 0805- 4 szt – dla fototranzystorów, dobrać inne w razie potrzeby
750 0805- 4 szt – dla fototranzystorów, dobrać inne w razie potrzeby
16ohm 0805- rezystory dla diod LED przy prądzie 100mA, ja użyłem po 2×33 ohm równolegle co dało 16
100n 0805- 2 szt
1000n 0805- 1 szt – do lepszego filtrowania zasilania, można go pominąć
47uF 16v elektrolit – 3 szt – mogą być trochę mniejsze np 33uF,wymiary max 6.5 x 7mm
Projekt można również obejrzeć na mojej stronie:
http://elektronika.info.pl/2012/01/oswietlenie-schodow-zalaczane-fotokomorka/
Cool? Ranking DIY
?
