Как сделать ночную подсветку лестницы или коридора

Этот небольшой проект решает проблему ночного освещения таких затемненных мест как лестницы, коридоры, подвалы и так далее. Он позволяет включать свет на время прохода и автоматически выключать по истечении заданного времени. К тому же он автономен (в питании аккумулятор), поэтому не зависит от доступа в данное место электрической сети. Данный экземпляр освещает лестницу, ведущую на чердак.

Микроконтроллер для модуля ночного освещения

Схема состоит из микропроцессора Atmel 51 (на схеме показаны решения для больших и малых процессоров), кварца 6 МГц (его значение не критично), конденсаторов генератора (22 пФ или 4,7 пФ в зависимости от процессора), блокирующие и сбрасывающие конденсаторы (100 нФ, не критично) и резистор 18 Ом, ограничивающий ток светодиода примерно до 25 мА при напряжении питания 4,5 В.

Схема контроллера освещения питается от трех батарей Eneloop ААА, а потребление тока составляет около 30 мА во время работы и крайне незначительно в режиме ожидания. Таким образом при ежедневном использовании набора батареечного питания достаточно как минимум на год работы, больших АА аккумуляторов — на 2-3 года.

Использование микропроцессора позволило реализовать эффекты: мягкое нарастание освещения, сохранение освещения в течение заданного времени и медленное затемнение света в конце цикла. Время можно изменить в широких пределах, выставив в программе переменные:

• fadein (время нарастания),
• time (время удержания),
• fadeout (время уменьшения яркости).

В настоящее время они составляют около пары секунд, минуты и 30 секунд соответственно.

После цикла освещения микропроцессор переходит в режим сна и после сброса его можно снова запустить. Следовательно свет включается кнопкой, видимой на схеме, которая включает в себя сброс с источником питания, который, например в случае лестницы, может быть собран параллельно — на фото находится в начале и в конце поручня.

Первый порт работает на общую нагрузку, чтобы повысить эффективность тока. В прототипе он нагружался четырьмя параллельно соединенными белыми светодиодами. Если ток 25 мА слишком мал и не даёт требуемой яркости, LED с более высоким потреблением энергии может управляться через полевой транзистор. Однако следует помнить, что источник питания не бездонный и поэтому ток расхода также будет меняться не в лучшую сторону. Следовательно, выбор значения сопротивления для светодиодов следует производить при максимальном теоретическом напряжении. При необходимости схема может питаться от четырех ячеек АКБ.

Порт 3.7 изменяет состояние с частотой около 3 Гц и может использоваться в качестве индикатора работы, управляя светодиодом, подключенным к источнику питания через резистор около 1 кОм.

Некоторые из процессоров в каталоге работают только от 4 В, поэтому не при напряжениях, доступных от трех батарей (3-4,5 В), однако на практике на этой частоте кварца он может справиться даже с напряжением 2,8 В.

Схема построена без печатной платы из-за простоты, поэтому в прототипе показанным на фотографии полностью скрыта под поручнем. В ней LED соединены параллельно, ограничений на это практически нет — сумма токов составляет 25 мА.

Кстати, в типичной самоклеющейся светодиодной полоске обычно 5 мА приходится на один диод, так что света будет достаточно. В любом случае вы всегда можете поставить полевой транзистор и вытянуть столько, сколько захотите.

В Atmel 51 есть внутренний подтягивающий резистор с довольно большим значением и нет необходимости добавлять дополнительное сопротивление (за исключением промышленных решений, когда из-за помех учитывается низкое сопротивление линии). Однако если оставить этот выход не заблокированный конденсатором, это может привести к сбросу в случае сильных электромагнитных помех.

Схема аналогового контроллера ночной подсветки

И для олдскульных радиолюбителей, не желающих связываться с МК, представляем аналоговую альтернативу с похожим эффектом: всего 2 конденсатора, резистора и полевой транзистор, который будет плавно зажигать LED через секунду, светить минуту, затем гаснуть до нуля через 30 секунд и оставаться в режиме ожидания потребляя считанные микроамперы. Скачать файлы тут.