Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zbliżeniowy włącznik oświetlenia LED

Michuza 07 Mar 2017 16:12 12258 36
  • Zbliżeniowy włącznik oświetlenia LED
    Wstęp:
    Potrzebowałem urządzenia, które sterowało by taśmami LED po otwarciu drzwiczek. Ceny gotowych urządzeń tego typu były dla mnie za wysokie (cena od 30zł w górę), ja potrzebowałem ok 5 sztuk.

    Pracując nad tematem wykonałem działające urządzenie oparte na gotowym odbiorniku podczerwieni TSOP4836. Prowadziłem też próby z wykorzystaniem transoptora odbiciowego i komparatora. Rezultaty były mierne ponieważ światło dzienne i żarowe zawierają również podczerwień.

    Opis:
    Część sprzętowa to stabilizator LM78L05 poprzedzony diodą 1N4148 (zabezpieczenie przed błędną polaryzacją), elementem wykonawczym jest MOSFET z kanałem N dający się sterować poziomami TTL, zwiera on wyjście do masy. Dioda nadawcza IR podłączona jest bezpośrednio do uC, rezystor ogranicza prąd do ok 17mA. Mikrokontroler to ATTINY13A (wybór podyktowany ceną i dostępnością).

    Dokładny opis programu znajduje się w kodzie, starałem się opisać praktycznie wszystko.
    Mikrokontroler na początku mierzy napięcie na fototranzystorze przy wyłączonej diodzie IR, następnie przy włączonej. Pierwszy pomiar stanowi odniesienie wpływu tła, gdy światło z diody IR nie odbije się od przedmiotu oba pomiary będę identyczne, w przeciwnym wypadku drugi pomiar będzie mniejszy.
    Zmienna „licz” chroni przez przypadkowym załączeniem lub wyłączeniem wyjścia. Do tego zastosowałem coś na kształt histerezy, po załączeniu wyjścia czułość pomiaru jest zwiększana (zmienna „his”).

    Kod: c
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Oszczędność prądu:
    Nie było to konieczne aczkolwiek postanowiłem zagłębić się w temat. Po pierwsze uC jest taktowany zegarem 128kHz, nieużywane porty podciągam programowo do +, wyłączone są zbędne układy wewnętrzne (T0), zastosowałem głębokie usypianie i budzenie poprzez WDT (czas 16ms).
    Po tych zabiegach multimetr wskazuje prąd <1mA,

    PCB:
    Ten temat pozostawia wiele do życzenia. Podczas prac dopiero uczyłem się projektowania i wykonywania PCB pod kątem montażu SMD. Widać też efekt kończenia się tonera (nadtrawienia pola masy). Sygnały służące do programowania wyprowadziłem na goldpiny, aby nie komplikować zbytnio płytki są one porozrzucane.

    Obudowa:
    Najmniejsza jaką znalazłem to Z43, wieczko zamykane na klej. Przewody (niewidoczne na zdjęciach) zakończone złączami typu ksm, ksf.

    Cena:
    Cena waha się w granicach 10-15zł. Ja wszystko kupowałem x10, rezystory smd x100 więc cena jednostkowa wyszła dość mała.

    Możliwości zmian:
    -Istnieje możliwość zwiększenia zasięgu poprzez zmniejszenie rezystora R2.
    -Timer T0 jest wyłączony i nieużywany, można go wykorzystać do generowania PWM i stopniowego rozjaśniania i gaszenia sterowanego oświetlenia.
    -Można by zastosować uC w obudowie 6 pin np. ATTINY10, rezystory i kondensatory w mniejszych obudowach co pozwoliło by na zmniejszenie płytki PCB oraz pokusić się o zaprojektowanie własnej obudowy i wydruk w 3D.
    Zbliżeniowy włącznik oświetlenia LED Zbliżeniowy włącznik oświetlenia LED Zbliżeniowy włącznik oświetlenia LED

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Michuza
    Poziom 12  
    Offline 
    Michuza napisał 92 postów o ocenie 86, pomógł 2 razy. Mieszka w mieście Toruń. Jest z nami od 2004 roku.
  • Computer Controls
  • #2
    kowal011
    Poziom 18  
    Ciekawe rozwiązanie. Nieco przekombinowane ale grunt, że jesteś zadowolony. U mnie sprawdza się mosfet sterowany kontaktronem ale co kto lubi.
  • #3
    k124l
    Poziom 19  
    Nie prościej było użyć zwykłego włącznika krańcowego ?
  • #4
    kkknc
    Poziom 43  
  • #5
    nikus_v13
    Poziom 11  
    Jaki jest maksymalny zasięg takiego wyłącznika ?
  • Computer Controls
  • #6
    mariomario
    Poziom 18  
    Trochę przekombinowane rozwiązanie. Ekonomiczniej i równie skutecznie było by zastosować poniższe gotowe moduły działające w podczerwieni, które umożliwiają regulację czułości, ich cena to ok 0,35$ (ok ~1,5zł).

    Zbliżeniowy włącznik oświetlenia LED

    do tego Twój uC i całość wyszła by ekonomiczniej (bo z tego co widzę chodziło Tobie o koszty)
  • #7
    Michuza
    Poziom 12  
    A jak te gotowe czujniki zachowują się oświetlone światłem dziennym lub żarówką?

    Zasięg to ok 7cm.
  • #8
    mati_323
    Poziom 10  
    Hej, czy w pomieszczeniu gdzie jest całkowicie ciemno też to działa ?
  • #9
    mariomario
    Poziom 18  
    Michuza napisał:
    A jak te gotowe czujniki zachowują się oświetlone światłem dziennym lub żarówką?

    Zasięg to ok 7cm.


    Czułość można w pewnym stopniu wyregulować, przy oświetlaniu ich światłem dziennym czasem "łapią" światło dzienne jako sygnał, z tradycyjnymi żarówkami podobnie.
  • #11
    Michuza
    Poziom 12  
    mariomario napisał:
    Michuza napisał:
    A jak te gotowe czujniki zachowują się oświetlone światłem dziennym lub żarówką?

    Zasięg to ok 7cm.


    Czułość można w pewnym stopniu wyregulować, przy oświetlaniu ich światłem dziennym czasem "łapią" światło dzienne jako sygnał, z tradycyjnymi żarówkami podobnie.


    Dlatego właśnie ten pomysł odpadł.

    Cytat:
    Hej, czy w pomieszczeniu gdzie jest całkowicie ciemno też to działa

    Tak

    Cytat:
    Czy płatka zabezpieczona jest przed utlenianiem miedzi?

    Nie, chociaż wiem, że powinna.
  • #14
    onepiotr
    Poziom 25  
    Dziwią mnie posty proponujące rozwiązania typu krańcówka czy kontaktron. Oczywiście są o wiele prostszą alternatywą, ale autor nie jest przedszkolakiem bo by takowe zastosował.
    Jeśli którykolwiek z kolegów konstruuje jakieś "zabawki" (nie mówimy tu o składaniu wg gotowego projektu) to zapewne docenia wartość tego urządzenia. Ja sam niejednokrotnie konstruując jakiś "twór", nieraz szukałem rozwiązań na naszym portalu. I takie właśnie projekty często skracają drogę przez mękę.
    Znane powiedzenie mówi, że jeśli chcesz coś wymyślić to sprawdź na Elektrodzie jak ktoś inny to zrobił. I to właśnie dotyczy tego projektu - na pewno nie raz zostanie zastosowany w czyjejś aplikacji.
  • #15
    PiotrPitucha
    Poziom 33  
    Witam
    Jeśli masz procesor, to można sterować LEDa impulsami a sygnał z fototranzystora filtrować. Robiłem kiedyś zabawkę z takim sterowaniem i była nieczuła na światło zewnętrzne, czasami potrafiła z bliska wykryć świetlówkę. Żarówek LED w tamtych czasach nie było więc trudno mi ocenić na ile one mrugają, ale zawsze można ustawić tak częstotliwość by była różna od świetlówek i żarówek.
    Pozdrawiam
  • #16
    mickey_mike
    Poziom 9  
    Ja właśnie pracuję nad podobnym urządzeniem, także przyznam, że temat jest mi bliski. Tylko, że mnie bardzo zależy na zasięgu detekcji, gdyż ma to być czujnik wykrywający czy ktoś przechodzi, by zapalić światło na klatce schodowej (uprzedzając pytania - nie, nie może to działać na zasadzie bariery optycznej, tylko musi być to czujka odbiciowa).
    Póki co udało mi się uzyskać zasięg około 40cm, ale dalej uważam, że to mało. Dlatego projekt wciąż jest na etapie płytki stykowej i wciąż walczę o kolejne centymetry.
  • #17
    PiotrPitucha
    Poziom 33  
    Witam
    A o PIR nie myślałeś? Mam monitory używane w supermarketach, po przejściu w pobliżu monitora włącza się on automatycznie, zasięg koło metra, lampy automatyczne z PIR mają często regulację czułości.
    Pozdrawiam
  • #18
    mickey_mike
    Poziom 9  
    PiotrPitucha napisał:
    Witam
    A o PIR nie myślałeś?


    O czujce PIR myślałem, mam taką nawet w domu. Problem z nią jest jednak taki, że ma nazwijmy to "dookólną" charakterystykę. Tam, gdzie mam obecnie PIR'a (na korytarzu z wieloma odnogami) sprawdza się to świetnie. Ale gdy próbowałem taki PIR zainstalować na owej klatce schodowej to często światło zapalało się nawet jak tylko ktoś przechodził obok, więc całkiem niepotrzebnie. Stąd też zostałem zmuszony do poszukiwania czegoś, co reaguje wyłącznie na przecięcie promienia. No chyba, że są takie czujki PIR, które nie są "dookólne", ale sam takich nie widziałem. Próba zaklejania sondy dawała mierny efekt - "stożek", w którego zasięgu reagował PIR był co prawda zmniejszony, lecz niewystarczająco.
  • #19
    Michuza
    Poziom 12  
    Cytat:
    Witam
    Jeśli masz procesor, to można sterować LEDa impulsami a sygnał z fototranzystora filtrować.
    Tak właśnie robię. Wszystko jest w opisie.
  • #20
    Erbit
    Poziom 34  
    onepiotr napisał:
    Dziwią mnie posty proponujące rozwiązania typu krańcówka czy kontaktron. ..


    Mnie nie dziwią tym bardziej, że sam autor wspominał o kosztach.
    Mnie natomiast dziwi skąd pomysł na takie rozwiązanie (czujnik zbliżeniowy). Nie dziwiło by mnie gdyby autor chciał ten czujnik wykorzystać szerzej i potrzebował przetestować układ w mniejszym projekcie ale jeśli tylko dla potrzeb tego projektu to jestem nawet bardzo zdziwiony, że nie wykorzystał kontaktronu / krańcówki , itp., rozwiązanie banalnie proste i raczej mniej zawodne. Wykorzystanie mikrokontrolera do takiego celu zupełnie zbędne.

    Dodano po 9 [minuty]:

    mickey_mike napisał:
    ... No chyba, że są takie czujki PIR, które nie są "dookólne", ...


    Generalnie konstruktorzy czujek PIR tworzą jak najszersze pole widzenia. Czy próbowałeś postawić przesłony przy PIR aby ograniczyć pole widzenia ?

    Pytam bo i mnie interesuje wąskie pole widzenia w PIR ale jeszcze nie zabieram się za projekt więc nie wykonałem testów.
  • #21
    Greg43
    Poziom 12  
    mickey_mike napisał:
    No chyba, że są takie czujki PIR, które nie są "dookólne"

    Takie czujki nazywają się kurtyny , działa jak kurtyna o szerokości kilku do kilkudziesięciu cm w zależności od odległości.
  • #22
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany
    Witam. Zawsze kolega może wyciąć kawałek soczewki Fresnela lub jak wyżej kolega pisał zastosować przesłonę nawet zakleić taśmą od spodu. Można nawet w dowolnej obudowie wyciąć szczelinę bez stosowania soczewki i też będzie działało jak bariera tylko szczelina musi być ustawiona do kierunku ruchu obiektu. Stosując dwie takie czujki możemy zbudować urządzenie załączające i wyłączające oświetlenie np: w łazience.
  • #23
    Erbit
    Poziom 34  
    cooltygrysek napisał:
    ... wyciąć kawałek soczewki ... lub ... zastosować przesłonę nawet zakleić taśmą od spodu. ....


    Czy praktykowałeś takie lub podobne rozwiązania lub znasz kogoś kto to robił ? Teoretycznie powinno działać. Ja chcę wiedzieć jak to jest w praktyce. Jeśli nikt nie praktykował to za miesiąc / dwa będę musiał sam sprawdzić.

    Dodano po 2 [minuty]:

    cooltygrysek napisał:
    ... tylko szczelina musi być ustawiona do kierunku ruchu obiektu.


    Czyli jeśli ruch będzie odbywał się od lewej strony do prawej (lub przeciwnie) to szczelina powinna być pozioma a jeśli obiekt będzie poruszał się w kierunku do lub od PIR to szczelina powinna być pionowa ?
  • #24
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany
    Sam budowałem takie czujki nie mając dostępu do soczewek Fresnela. Tak, tak dobrze zrozumiałeś. W praktyce szczelina działa jak soczewka. Osobną kwestią jest dobór odległości czujnika od szczeliny. To już musisz dobrać sobie doświadczalnie.
  • #25
    Jawi_P
    Poziom 34  
    mariomario napisał:
    Trochę przekombinowane rozwiązanie. Ekonomiczniej i równie skutecznie było by zastosować poniższe gotowe moduły działające w podczerwieni, które umożliwiają regulację czułości, ich cena to ok 0,35$ (ok ~1,5zł).

    Ale jak sam mogłeś doczytać, autor też chciał się czegoś nauczyć i na pewno nie byłoby równie skuteczne.
    Jego rozwiązanie nie jest gorsze, a jednocześnie znacznie bardziej uniwersalne (możliwość zmian softwarowych).
    Posiada wbudowany stabilizator i element wykonawczy. Jeśli chciałby do tego chińskiego modułu dołożyć te elementy to i tak jakieś małe PCB by musiał rzeźbić, potem te dwie płytki jakoś łączyć, a wtedy wcale taniej już nie wyjdzie. Pomijam fakt czekania tygodniami na te moduły.

    p.s.

    Ehh... Ludzie co Wy z tymi modułami chińskimi? niedługo na studiach inżynierskich będą uczyć "efektywnego wyszukiwania w chińskich sklepach"
    A potem mamy "inż." takich jakich mamy :(
    I ode mnie oczywiście plusik, za kolejny udany "projekcik na portalu"
  • #26
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany
    Jawi_P napisał:
    Ehh... Ludzie co Wy z tymi modułami chińskimi? niedługo na studiach inżynierskich będą uczyć "efektywnego wyszukiwania w chińskich sklepach"
    A potem mamy "inż." takich jakich mamy :(


    No właśnie a potem się ludzie dziwią czemu nic nie umiemy wymyślić, wyprodukować i czemu nasz kraj ma tak mało kreatywnych ludzi. A przecież wiadomo ze to nie prawda. Czyżby narodowe lenistwo ?
    Nie mniej sam czasem kupie coś w Chinach ze względu na cenę ale to zawsze duperele niż gotowe moduły. Natomiast jakość jakiej kolwiek elektroniki woła o pomstę do nieba / piekła / (niepotrzebne skreślić ). Wracając do meritum tematu to równie dobrze można by zbudować czujnik oparty o Dopler o charakterystyce kierunkowej. Ale to już troszkę wyższa szkoła. Jednak reasumując nadal uważam że najprościej zbudować na czujniku PIR.
  • #27
    mati_323
    Poziom 10  
    Właśnie chodzi o cenę.
    W cenie Arduino Mega z botland na aliexpress mam - cały zestaw czujników, kabli, płytkę stykową, Arduino Mega i Arduino Uno.
    Mini przetwornice, wzmacniacze - przykład => wzmacniacz 3W na 5V na alledrogo z przesyłką 15 zł, na aliexpress identyczne za 7 zł kupiłem 5 sztuk, jedyna różnica to czas czekania, 3 dni, a miesiąc.
    Wg. mnie na początku zabawy z Arduino to spoko rzecz - sam po sobie wiem, zamawiając elektroparku - tu rezystor, jakaś dioda, kondek, gniazdo, płyta, zaraz wychodzi 40, nawet 70 zł dla mnie to dużo, zamawiam kiedy mi potrzebne na już.
    Głupi rezystor u mnie w lokalnym sklepie to 10gr, na alle 1gr, z chin poniżej 1 gr za szt, to samo diody, alle 1zł za 10 sztuk, na ali za 5zł możesz kupić 100 i nie wiem czym się różnią te z chin, a te kupowane w Polsce.
  • #28
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany
    mati_323 napisał:
    nie wiem czym się różnią te z chin, a te kupowane w Polsce.


    Niczym i tak w większości zamawiane w chinach :-)
  • #29
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
  • #30
    timo66
    Poziom 23  
    @mati_323 bo zapominasz o cle, podatku, przesyłce i samym fakcie że ten sprzedawca chce z czegoś żyć. Ty robisz dla sportu, a on dla przeżycia.