Sistem Pencahayaan Tangga RGB Cerdas – Teraktivasi Gerakan & Mudah Dipasang

Komponen dan Perlengkapan

• Arduino Nano R3 × 1
• Individually Addressable LEDs WS2812 × 1 (26 LED digunakan)
• Motion Sensor HC-SR501 × 2
• 5V 1-2A Power Supply × 1
• Cable Trunking (25mm x 16mm x 2m) × 2

Alat dan Mesin yang Diperlukan

• Soldering iron (umum)
• 10mm Drill bit
• Hot glue gun (umum)
• Hacksaw (untuk memotong cable trunking)
• 3D Printer (umum, opsional untuk enclosure sensor PIR)

Tentang Proyek Ini

Tangga saya pernah menyebabkan jari kaki patah. Untungnya, bukan jari kaki saya, tapi saya merasa sayang kepada korban tersebut. Jari kaki sekarang sudah baik, tapi itu membuat saya berpikir, apakah ada yang bisa saya lakukan untuk mengurangi risiko korban lain? Serta jika bisa dilakukan dengan biaya murah, akan sangat bagus!

Saya membuat tutorial ini untuk blog pribadi saya (NotEnoughTech.com) di mana Anda akan menemukan lebih banyak detail tentang pembangunannya.

Saya membuat sketsa kasar dari yang saya inginkan hanya dengan menatap tangga. Untuk menciptakan efek pencahayaan yang indah dan menjaga agar tetap rapi, saya akan memasang lampu di sisi kanan tangga. Untuk memicu lampu secara otomatis, saya memerlukan sensor gerakan.

Tata letak terbaik yang saya dapatkan adalah dilindungi dalam semacam trunking, dengan dua LED per tangga. Saya memiliki 13 tangga yang berarti saya membutuhkan total 26 LED RGB untuk menciptakan pencahayaan tangga RGB LED.

Cable Trunking

Mari kita mulai dengan trunking. Saya tahu bahwa tangga berjarak 30 cm, jadi saya butuh 2 lubang untuk setiap tangga – berjarak 15 cm. Lubangkan di ujung yang dangkal (bor 8-10 mm), jika tidak Anda akan kesulitan memasukkan LED ke dalamnya.

Sementara Anda sedang melakukannya, Anda juga bisa membor lubang pemasang (4 mm). Saya menemukan 5 lubang per 2 m trunking sudah cukup. Pastikan Anda memiliki lubang pemasang di dekat setiap ujung. Jika Anda mengetahui dimensi enclosure sensor PIR, Anda dapat memotong trunking menyesuaikan ukuran. Saya tidak melakukannya dan akhirnya memotongnya nanti. Melakukan hal ini sebelumnya akan menghemat waktu Anda. Rapatkan ujung trunking sehingga tepi atas dan tepi bawah menyamping tegak lurus dengan lantai.

Untuk menyambung trunking dengan celah minimal, saya memotong satu bagian lebih pendek, sehingga cover dengan LED akan tumpang tindih di sambungan.

LED

Uji strip LED terlebih dahulu untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik, lalu potong strip menjadi potongan-potongan individu (perhatikan tanda, perhatikan arah orientasi LED – ini PENTING). Tandai arah di dalam trunking sebelum Anda melanjutkan.

Tandai:

• arah kabel input/output
• sisi ground
• sisi positif

Sebelum Anda menempelkan LED, gunakan soldering iron untuk menyiapkan titik kontak. Caranya lebih cepat. Pastikan setiap sisi memiliki sedikit blob solder pada kontak. Jika strip LED Anda dilengkapi dengan lem 3M, lepaskan lemnya terlebih dahulu.

Tempelkan LED, perhatikan orientasinya. Pastikan untuk mengikuti orientasi ini di setiap trunking. Jika Anda merapikan ujung, Anda tidak akan dapat mengubah urutan trunking lagi.

Soldering

Ini adalah bagian yang memakan waktu. Setiap LED memerlukan 3 kabel di antara satu sama lain. Untuk memudahkan pekerjaan Anda nanti, konsisten dengan pemetaan warna. Potong kabel secara merata dan mulai menghubungkan LED. Beri sedikit kelonggaran, tapi jangan berlebihan. Saya menyarankan Anda untuk melekatkan kabel di antara LED, jika tidak Anda akan menangkapnya saat menutup trunking.

Perpanjang VCC dan GND di setiap ujung, selain itu, bagian sambungan akan memerlukan kabel data.

Sensor PIR

Saya menemukan enclosure bagus di thingiverse.com yang saya cetak dan buat kecil incision untuk memungkinkan kabel masuk. Saya menggunakan jumper wires untuk menghubungkan pin. Saya menghapus pemisah plastik dari pin untuk membengkokkan pin ke samping. Dengan cara ini sensor menempel rata dengan papan belakang. Anda dapat menyala sensor dari power rails LED.

Sensor atas harus memiliki kabel yang berjalan sepanjang (kecuali Arduino Anda di atas, maka balikkan skenario) melintasi trunking. Saya memisahkan semua kabel saya dan menggunakan koneksi jumper, sehingga saya dapat memisahkan trunking untuk transportasi. Dengan cara ini saya dapat merakit bagian-bagian sesuai keinginan, dengan menghubungkan 4 kabel (VCC, GND, DATA, PIR).

Sensor bawah terhubung langsung ke Arduino. Saya juga akhirnya menggunakan power rails Arduino Nano untuk menyala.

Skematik

Ada beberapa hal yang harus diingat. Pertama, Anda harus membagikan ground bersama dengan Arduino sehingga sinyal data LED benar. Ada banyak cara untuk mencapai pengaturan ini. Saya menggunakan jumper wires untuk pengujian dan kemudian saya membuat PCB kecil yang memiliki Arduino yang dipasang padanya, dan semua kabel dipasang padanya.

Saya mengambil kabel mini-USB cadangan dan menghubungkan kabel MERAH dan HITAM ke power. Dengan cara ini voltage diatur, tidak disarankan untuk menyala Nano melalui pin. Keuntungan besar menjaga kabel Anda rapi adalah Anda dapat memasang Nano di dalam trunking.

Untuk menggerakkan 26 LED, saya membutuhkan sekitar 300mA pada waktu puncak, yang berarti hampir semua charger USB cukup kuat untuk menggerakkannya. Saya menggunakan bagian lain (USB-A) dari kabel untuk membuat ekstensi yang akan berjalan dari listrik rumah ke Arduino dan LED.

Pemasang Pencahayaan Tangga RGB LED

Mulai dari atas, dengan cara ini gravitasi tidak akan menghalangi Anda. Pasang trunking yang lebih lebar ke dinding menggunakan baut. Perhatikan ujungnya, pastikan baut pemasang cukup dekat dengan setiap ujung. Setelah puas dengan hasilnya, pasang PIR dan seret kabel keluar melalui lubang.

Hubungkan kabel untuk LED dan bekerja jalan Anda ke bawah untuk menutup trunking, pastikan kabel tidak terjepit di dalamnya. Saya menggunakan sisa trunking untuk menempatkan Arduino Nano di dalamnya. Ini lebih panjang dari mikrokontroler itu sendiri, dan memiliki lubang akses di bawah untuk kabel power.

Anda akan melihat bahwa saya memiliki power connector. Saya menghubungkannya dengan cara ini, karena tidak ada cara mudah untuk memprogram ulang board, jika Anda ingin mewah, Anda dapat membuat soket yang akan menempatkan Arduino Nano, membuatnya sepenuhnya dapat dilepas.

Terakhir, saya membersihkan kabel dan menekan kabel ke papan kaki untuk efek hampir tidak terlihat.

Kode

Kode dasar yang ditulis oleh Dean Montgomery dengan banyak efek.https://github.com/dmonty2/ArduinoMotionStairLights/blob/master/ArduinoMotionStairLights.ino

Bagian dan Enclosure Kustom

Kotak Sensor PIR

File CAD di thingiverse.com

Skematik

Skematik yang menunjukkan cara menghubungkan semuanya (ganti baterai dengan sumber daya 5V yang relevan)