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自動階段RGBLEDライト

コンポーネントと消耗品

Arduino Nano R3
× 1
個別にアドレス指定可能なLEDWS2812
26個のLEDを使用します-ストリップの半分未満
× 1
モーションセンサーHC-SR501
1つは階段の下部、もう1つは階段の上部
× 2
5V1-2A電源
× 1
ケーブルトランキング(25mm x 16mm x 2m)
× 2

必要なツールとマシン

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はんだごて(汎用)
10mmドリルビット
ホットグルーガン(汎用)
弓のこ
ケーブルトランキングのトリミングに使用
3Dプリンター(汎用)
代わりに、より広いトランキングを使用してPIRセンサーのエンクロージャーを作成できます

このプロジェクトについて

私の階段は少し前に壊れたつま先を主張しました。幸いなことに、それは私のつま先ではありませんでしたが、私は貧しい仲間を感じています。つま先は今は大丈夫ですが、他の被害者に対処するリスクを減らすために何かできることはありますか?さらに、これを安価で行うことができれば、それは素晴らしいことです!

このチュートリアルは、ビルドの詳細が記載されている個人ブログ(NotEnoughTech.com)用に作成しました。

<図>

階段を見つめるだけで、自分が考えていることの大まかなスケッチを思いついた。素敵な照明効果を作成し、物事を整頓するために、私は階段の右側にあるライトを実行しました。ライトを自動的にトリガーするには、モーションセンシングが必要です。

<図>

私が思いついた最良のレイアウトは、ある種のトランキングで囲まれ、ステップごとに2つのLEDがあります。 13のステップがあるため、階段のRGBLED照明を作成するには合計26個のRGBLEDが必要になります。

ケーブルトランキング

トランキングから始めましょう。ステップは30cm離れているので、各ステップに15cm離れた2つの穴が必要です。それ以外の場合は浅い端にドリルで穴を開けます(8〜10mmのドリル)。LEDを中に入れるのに苦労します。

<図>

その間、取り付け穴(4mm)を開けることもできます。 2mのトランキングごとに5つで十分であることがわかりました。両端の横に取り付け穴があることを確認してください。 PIRセンサーエンクロージャーの寸法がわかっている場合は、トランキングを適切なサイズにカットできます。私はしませんでした、そして私は後でそれを切ることになりました。事前にこれを行うと、時間を節約できます。トランキングの端をテーパーにして、上端と下端が床に対して垂直に仕上げられるようにします。

<図>

最小限のギャップでトランキングを結合するために、1つの部分を短くカットして、LED付きのカバーがジョイントと重なるようにしました。

<図>

LED

最初にLEDストリップをテストしてすべてが正常に機能することを確認してから、ストリップを個々の部分に切り取ります(マーキングに注意し、LEDの向きに注意してください。重要です)。先に進む前に、トランキングの内側の方向をマークしてください。

<図>

マーク:

  • 入力/出力ワイヤの方向
  • 地上側
  • プラス面

<図>

<図>

LEDを接着する前に、はんだごてを使用して接点を準備します。この方法の方が速いです。両側の接点に小さなはんだの塊があることを確認してください。 LEDストリップに3M接着剤が付属している場合は、最初に接着剤を取り除きます。

<図>

向きを気にしながら、LEDを接着します。各トランキングでこの方向に従うようにしてください。端を先細りにすると、トランキングの順序を変更できなくなります。

はんだ付け

これは時間のかかる部分です。各LEDには、相互に3本のワイヤが必要です。後で作業を簡単にするために、色分けに一貫性を持たせてください。ワイヤーを均等に事前に切断し、LEDの接続を開始します。わずかなたるみを残しますが、過度にしないでください。 LEDの間にワイヤーを接着することをお勧めします。そうしないと、トランキングを閉じるときに引っ掛かってしまいます。

<図>

両端のVCCとGNDを延長します。これに加えて、接合部分にはデータワイヤが必要になります。

PIRセンサー

私はthingyverse.comで素敵なエンクロージャーを見つけました。これを印刷して、ワイヤーが中に入るように小さな切り込みを入れました。ピンの接続にはジャンパー線を使用しました。ピンを横に曲げるために、ピンからプラスチックのセパレーターを取り外しました。このようにして、センサーはバックプレートと同じ高さになります。 LEDの電源レールからセンサーに電力を供給することができます。

<図>

上部のセンサーにはケーブルが必要です。ケーブルは、(Arduinoが上部にある場合を除き、シナリオを反転して)トランキング全体に渡ります。私はすべてのワイヤーを分割し、ジャンパー接続を使用したので、輸送のためにトランキングを分離することができました。このように、4本のケーブル(VCC、GND、DATA、PIR)を接続することで、自由に部品を組み立てることができます。

下部のセンサーはArduinoに直接リンクされています。また、ArduinoNanoの電源レールを使用して電力を供給しました。

回路図

覚えておくべきことがいくつかあります。まず、LEDデータ信号が正しくなるようにArduinoと共通の基盤を共有する必要があります。この設定を実現する方法はたくさんあります。最初はジャンパー線を使ってテストし、次にArduinoが固定された小さなPCBを作成し、すべてのケーブルを固定しました。

予備のミニUSBケーブルを入手し、REDとBLACKの系統を電源に接続しました。このように電圧が調整されるため、ピンを介してNanoに電力を供給することはお勧めできません。ケーブルをきれいに保つことの大きな利点は、Nanoをトランキング内に収めることができることです。

26個のLEDを駆動するには、ピーク時に約300mAが必要でした。これは、ほとんどすべてのUSB充電器がそれを駆動するのに十分な強度があることを意味します。ケーブルのもう一方の部分(USB-A)を使用して、主電源からArduinoおよびLEDに接続する延長線を作成しました。

階段RGBLED照明の取り付け

上から始めてください。こうすれば、重力が邪魔になりません。ネジを使用して、幅の広いトランクを壁に固定します。両端に注意し、取り付けネジが両端に適度に近いことを確認してください。結果に満足したら、PIRを取り付け、ケーブルを穴から引き出します。

LEDのケーブルを接続し、下に向かってトランキングを閉じます。ケーブルが内部に引っ掛かっていないことを確認してください。トランキングの残り物を使ってArduinoNanoを中に入れました。マイクロコントローラ自体よりも長く、電源リード用のアクセスホールが下部にあります。

<図>

電源コネクタがあることがわかります。ボードを再プログラミングする簡単な方法がないため、このように接続しました。凝ったものにしたい場合は、Arduino Nanoを収納するソケットを作成して、完全に取り外し可能にすることができます。

最後に、ケーブルをクリーンアップし、電源線を幅木に固定して、ほとんど目に見えない効果を出しました。

コード

Arduinoコード
多くの効果を持つDeanMontgomeryによって作成された優れたベースコード。https://github.com/dmonty2/ArduinoMotionStairLights/blob/master/ArduinoMotionStairLights.ino

カスタムパーツとエンクロージャー

PIRセンサーケース
thingsiverse.comのCADファイル

回路図

すべてを接続する方法を示す回路図(バッテリーを関連する5V電源に交換してください)

製造プロセス

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