Treppenlichtsteuerung

Projektstatus: Pre-Prototype


Projektbeschreibung:

Aufgrund der hohen Anschaffungskosten für ein kommerziell vertriebenes Produkt ist die Idee entstanden eine solche Steuerung auf Grundlage eines Arduinos selbst zu entwickeln. Die Kosten für eine gekaufte Steuerung belaufen sich auf ca. 350€. Das Projekt wird als Shield für den Arduino MEGA ausgeführt. Das Gehäuse ist durch den Anwender frei wählbar. 


open source hardware: Das fertige Projekt wird unter den Richtlinien der OSH auf dieser Webseite und im Arduino.cc project hub veröffentlicht. Alle Dokumente und Files werden dann zur Verfügung gestellt.



Die fertige Software unter der "Do What The Fuck You Want To Public License (WTFPL)" veröffentlicht. Diese werde ich über mein GITHub zur Verfügung stellen. In Übereinstimmung mit der  Lizenz darf die Software frei verwendet, geändert und weitergegeben werden. Auch für kommerzielle Zwecke.





Sicherheitshinweise:

Wichtig: Ich übernehme keine Haftung für Schäden, welche durch die Anwendung der vorgestellten Projekte entstehen! Bitte einblenden und beachten:

Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss Einblenden

Arbeiten an elektrischen Anlagen NUR DURCH EINE ELEKTROFACHKRAFT!

Wegen Unfallgefahr ist das Arbeiten an Teilen, die unter Spannung stehen, verboten!!

Bei Betriebsspannungen über 50V Wechselspannung oder 120V Gleichspannung sind Arbeiten an Teilen, die unter Spannung stehen, nur dann gestattet, wenn diese Teile aus wichtigen Gründen (z.B. Großer wirtschaftlicher Schaden durch längeren Stromausfall) nicht spannungsfrei geschaltet werden können. Solche Arbeiten dürfen nur Elektrofachkräfte mit Zusatzausbildung ausführen, nicht aber Auszubildende (DIN VDE 0105).


Features:

  • Die Treppenstufen werden in Laufrichtung gedimmt eingeschaltet. Das Einschalten jeder Stufe geschieht über PWM "gedimmt" Stufe für Stufe
  • Die Anzahl der Stufen ist einstellbar von 1 bis 16 Stufen
  • Ein Lichtsensor misst die Umgebungslichtstärke und verhindert ein Einschalten der Beleuchtung am Tag
  • Dauerlicht über die Taster einfach aktivierbar und deaktivierbar
  • Ein 433MHz-Sendemodul für schaltbare Steckdosen für ein zusätzliches Licht (z.B. im Flur)
  • Einschaltsauer einstellbar über Poti (1 min.... 10 min)
  • Aktivierbare Grundhelligkeit (z.B. 20%) wenn der Lichtsensor Dunkelheit erkennt. Automatisches ausschalten auf 0% nach fünf Stunden (einstellbar) oder Dauerbetrieb
  • Konfigurierbar über ein kleines Windows-Programm um z.B. die Einstellbereiche der Potis anzupassen

Technische Beschreibung:

Die Steuerung selbst ist als Shield für den Arduino MEGA ausgeführt. Hintergrund ist, dass ich nicht auf die PCA9685-basierenden Boards für die PWM-Ausgabe angewiesen sein möchte. Zumal der PCA9685 für Privatpersonen nicht einfach zu beschaffen ist. Die Transistoren der Endstufen sind absichtlich im TO220-Gehäuse vorgesehen. Freilaufdioden verhindern Störungen durch Freilaufströme. Diese sind problemlos beschaffbar. Alle Widerstände sind im 1206-Gehäuse verbaut, da sich dieses auch mit einem normalen Lötkolben verbauen lassen. Die Anschlüsse für die Taster und die PIR sind über Schutzschaltungen an den MEGA angeschlossen. Dies verhindert Schäden am Microcontroller durch mögliche Störungen auf den langen Leitungen zu den Tastern. 

Der Lichtsensor

 

 

 

Erfassung der Umgebungslichtstärke: Ein interner und ein externer Sensor messen das Licht

 

Der verbaute Lichtsensor misst linear die Umgebungslichtstärke. Der Sperrstrom der LED hängt direkt von der auf die Sperrschicht fallenden Lichtstärke ab. Fällt mehr Licht auf die LED steigt der Sperrsrom an. Die beiden Transistoren verstärken diesen Strom und laden den Kondensator sehr "smooth" auf. Der parallel zum Kondensator geschaltete Widerstand entlädt den Kondensator, wenn die Lichtstärke abnimmt. Durch eine andere Dimensionierung der Schaltung kann das gelieferte Signal an die maximale Umgebungslichtstärke angepasst werden.

Die Schaltung

Die Leiterplatte (Prototyp)

Die Kosten

Aktuell: 25€

Die Materialkosten für das Shield belaufen sich auf ca. 25€ für den Prototyp. In einer Kleinserie (100Stk) gehen die Kosten deutlich herunter, da die Leiterplatte deutlich günstiger wird. 

Bauteilkosten: 12,61€ laut Octopart

Kosten für die Leiterplatte: 12,50€ / Stk.

Der Quellcode

Ich schreibe den Quellcode offline in visual Studio. Sobald das Projekt abgeschlossen ist, werde ich diesen hier und auf Arduino.cc im Project-Hub veröffentlichen.