Hallo und Willkommen zu dem vorletzten Teil der Reihe „elegante automatische Treppenbeleuchtung“.
Heute erweitern wir unsere Steuerung um einen lichtempfindlichen Widerstand, der als Helligkeitssensor fungieren soll. Ab einem im Code mit dem Parameter „DayLight_Brightness_Border“ einstellbaren Helligkeitswert, wobei eine höhere Zahl eine höhere Helligkeit symbolisiert, wird die Treppenautomatik ab diesem Wert deaktiviert, sodass nur, wenn es dunkel ist, die Treppe beleuchtet wird. Durch die Verwendung eines LDRs anstatt eines I2C Sensors, wird das ganze etwas unempfindlicher gegen externe Störungen.
Als weitere kleine in Verbesserung kann in dieser Version, die Fadingzeit zwischen zwei Stufen beim Ein und ausschalten durch die Parameter „Delay_Stages_ON“ und „Delay_Stages_OFF“ nun getrennt voneinander eingestellt werden. Respektable Ergebnisse lassen sich zum Beispiel dadurch erzielen, indem der Parameter für Ausschalten der einzelnen Treppenstufen größer gewählt wird als der für das einschalten.
Im nachfolgenden Bild ist erkennbar, wie der LDR und der Vorwiederstand verschaltet werden müssen:
Für unseren heutigen Teil des Projektes benötigen wir:
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Anzahl |
Beschreibung |
Anmerkung |
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2 |
Bewegungssensor |
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bis 62 |
Anzahl je nach Treppenzahl /16 |
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1 |
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1 |
Für Breadboardaufbau |
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bis 992 |
Anzahl je nach Treppenzahl |
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1 |
Netzteil für LED/Lampen für die Stufen |
Maximal 24 Volt |
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1 |
10 KOhm Wiederstand |
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1 |
Fotowiederstand |
Alle Hinweise aus den vorherigen Teilen gelten auch im heutigen Teil.
Nach eigenen Anpassungen und des Hinzufügens der LDR‘s kann der Code hochgeladen werden:
#include <Wire.h> #define PWM_Module_Base_Addr 0x40 // 10000000b Das letzte Bit des Adressbytes definiert die auszuführende Operation. Bei Einstellung auf logisch 1 0x41 Modul 2 etc.. Adressbereich0x40 - 0x47 // wird ein Lesevorgang auswählt, während eine logische 0 eine Schreiboperation auswählt. #define OE_Pin 8 // Pin für Output Enable #define CPU_LED_Pin 13 // Interne Board LED an Pin 13 (zu Debuggingzwecken) #define PIRA_Pin 2 #define PIRB_Pin 3 #define Num_Stages_per_Module 16 #define LDR_Pin A2 // Analog Pin, über den die Helligkeit gemessen werden soll. (LDR Wiederstand) #define DEBUG #define L_Sens_Scope 50 // Anpassbare Betriebsparameter (Konstanten) int Delay_ON_to_OFF = 10; // Minimum Wartezeit bis zur "Aus Sequenz" in Sekunden int Overall_Stages = 8; // maximale Stufenanzahl: 62 x 16 = 992 int delay_per_Stage_in_ms = 100; int DayLight_Brightness_Border = 600; // Helligkeitsgrenze Automatik - Höherer Wert - Höhere Helligkeit byte Delay_Stages_ON = 20; byte Delay_Stages_OFF = 20; // Globale Variablen int Pwm_Channel = 0; int Pwm_Channel_Brightness = 0; bool Motion_Trigger_Down_to_Up = false; bool Motion_Trigger_Up_to_Down = false; bool On_Delay = false; bool DayLight_Status = true; bool DLightCntrl = true; byte PWMModules = 0; byte StagesLeft = 0; // interrupt Control volatile byte A60telSeconds24 = 0; volatile byte Seconds24; ISR(TIMER1_COMPA_vect) { A60telSeconds24++; if (A60telSeconds24 > 59) { A60telSeconds24 = 0; Seconds24++; if (Seconds24 > 150) { Seconds24 = 0; } } } void ISR_PIR_A() { bool PinState = digitalRead(PIRA_Pin); if (PinState) { if (!(Motion_Trigger_Up_to_Down) and !(Motion_Trigger_Down_to_Up)) { digitalWrite(CPU_LED_Pin, HIGH); Motion_Trigger_Down_to_Up = true; } // PIR A ausgelöst } else { digitalWrite(CPU_LED_Pin, LOW); } } void ISR_PIR_B() { bool PinState = digitalRead(PIRB_Pin); if (PinState) { if (!(Motion_Trigger_Down_to_Up) and !(Motion_Trigger_Up_to_Down)) { digitalWrite(CPU_LED_Pin, HIGH); Motion_Trigger_Up_to_Down = true; } // PIR B ausgelöst } else { digitalWrite(CPU_LED_Pin, LOW); } } void Init_PWM_Module(byte PWM_ModuleAddr) { digitalWrite(OE_Pin, HIGH); // Active LOW-Ausgangsaktivierungs-Pin (OE). Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); // Datentransfer initiieren Wire.write(0x00); // Wire.write(0x06); // Software Reset Wire.endTransmission(); // Stoppe Kommunikation - Sende Stop Bit delay(400); Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); // Datentransfer initiieren Wire.write(0x01); // Wähle Mode 2 Register (Command Register) Wire.write(0x04); // Konfiguriere Chip: 0x04: totem pole Ausgang 0x00: Open drain Ausgang. Wire.endTransmission(); // Stoppe Kommunikation - Sende Stop Bit Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); // Datentransfer initiieren Wire.write(0x00); // Wähle Mode 1 Register (Command Register) Wire.write(0x10); // Konfiguriere SleepMode Wire.endTransmission(); // Stoppe Kommunikation - Sende Stop Bit Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); // Datentransfer initiieren Wire.write(0xFE); // Wähle PRE_SCALE register (Command Register) Wire.write(0x03); // Set Prescaler. Die maximale PWM Frequent ist 1526 Hz wenn das PRE_SCALEer Regsiter auf "0x03h" gesetzt wird. Standard : 200 Hz Wire.endTransmission(); // Stoppe Kommunikation - Sende Stop Bit Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); // Datentransfer initiieren Wire.write(0x00); // Wähle Mode 1 Register (Command Register) Wire.write(0xA1); // Konfiguriere Chip: ERrlaube All Call I2C Adressen, verwende interne Uhr, // Erlaube Auto Increment Feature Wire.endTransmission(); // Stoppe Kommunikation - Sende Stop Bit } void Init_PWM_Outputs(byte PWM_ModuleAddr) { digitalWrite(OE_Pin, HIGH); // Active LOW-Ausgangsaktivierungs-Pin (OE). for ( int z = 0; z < 16 + 1; z++) { Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); Wire.write(z * 4 + 6); // Wähle PWM_Channel_ON_L register Wire.write(0x00); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); Wire.write(z * 4 + 7); // Wähle PWM_Channel_ON_H register Wire.write(0x00); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); Wire.write(z * 4 + 8); // Wähle PWM_Channel_OFF_L register Wire.write(0x00); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(PWM_ModuleAddr); Wire.write(z * 4 + 9); // Wähle PWM_Channel_OFF_H register Wire.write(0x00); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); } digitalWrite(OE_Pin, LOW); // Active LOW-Ausgangsaktivierungs-Pin (OE). } void setup() { //Initalisierung Serial.begin(9600); pinMode(PIRA_Pin, INPUT); pinMode(PIRB_Pin, INPUT); pinMode(OE_Pin, OUTPUT); pinMode(CPU_LED_Pin, OUTPUT); pinMode(LDR_Pin, INPUT); PWMModules = Overall_Stages / 16; StagesLeft = (Overall_Stages % 16) - 1; if (StagesLeft >= 1) { PWMModules++; } Wire.begin(); // Initalisiere I2C Bus A4 (SDA), A5 (SCL) for (byte ModuleCount = 0; ModuleCount < PWMModules; ModuleCount++) { Init_PWM_Module(PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Init_PWM_Outputs(PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); } noInterrupts(); attachInterrupt(0, ISR_PIR_A, CHANGE); attachInterrupt(1, ISR_PIR_B, CHANGE); TCCR1A = 0x00; TCCR1B = 0x02; TCNT1 = 0; // Register mit 0 initialisieren OCR1A = 33353; // Output Compare Register vorbelegen TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // Timer Compare Interrupt aktivieren interrupts(); Serial.println(F("Init_Complete")); } bool DayLightStatus () { int SensorValue = 0; bool ReturnValue = true; SensorValue = analogRead(LDR_Pin); #ifdef DEBUG Serial.print(F("DayLightStatus: ")); Serial.print(SensorValue); #endif if (SensorValue > DayLight_Brightness_Border) { if ((DayLight_Status) and (SensorValue > DayLight_Brightness_Border + L_Sens_Scope)) { ReturnValue = false; DayLight_Status = false; } else if (!(DayLight_Status)) { ReturnValue = false; DayLight_Status = false; } #ifdef DEBUG Serial.println(F(" OFF")); #endif } else { if ((DayLight_Status) and (SensorValue > DayLight_Brightness_Border - L_Sens_Scope)) { ReturnValue = true; DayLight_Status = true; } else if (!(DayLight_Status)) { ReturnValue = true; DayLight_Status = true; } #ifdef DEBUG Serial.println(F(" ON")); #endif } return ReturnValue; } void Down_to_Up_ON() { #ifdef DEBUG Serial.println(F("Down_to_Up_ON")); #endif byte Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; for (byte ModuleCount = 0; ModuleCount < PWMModules; ModuleCount++) { Pwm_Channel = 0; Pwm_Channel_Brightness = 4095; if ((StagesLeft >= 1) and (ModuleCount == PWMModules - 1)) { Calc_Num_Stages_per_Module = StagesLeft; } else { Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; } Pwm_Channel = 0; Pwm_Channel_Brightness = 0; while (Pwm_Channel < Calc_Num_Stages_per_Module + 1) { Wire.beginTransmission( PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 8); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_L register Wire.write((byte)Pwm_Channel_Brightness & 0xFF); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission( PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 9); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_H register Wire.write((Pwm_Channel_Brightness >> 8)); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); if (Pwm_Channel_Brightness < 4095) { Pwm_Channel_Brightness = Pwm_Channel_Brightness + Delay_Stages_ON; if (Pwm_Channel_Brightness > 4095) { Pwm_Channel_Brightness = 4095; } } else if ( Pwm_Channel < Num_Stages_per_Module + 1) { Pwm_Channel_Brightness = 0; delay(delay_per_Stage_in_ms); Pwm_Channel++; } } } } void Up_to_DOWN_ON() { #ifdef DEBUG Serial.println(F("Up_to_DOWN_ON ")); #endif byte Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; int ModuleCount = PWMModules - 1; while (ModuleCount >= 0) { Pwm_Channel_Brightness = 0; if ((StagesLeft >= 1) and (ModuleCount == PWMModules - 1)) { Calc_Num_Stages_per_Module = StagesLeft; } else { Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; } Pwm_Channel = Calc_Num_Stages_per_Module; while (Pwm_Channel > -1) { Wire.beginTransmission( PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 8); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_L register Wire.write((byte)Pwm_Channel_Brightness & 0xFF); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 9); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_H register Wire.write((Pwm_Channel_Brightness >> 8)); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); if (Pwm_Channel_Brightness < 4095) { Pwm_Channel_Brightness = Pwm_Channel_Brightness + Delay_Stages_ON; if (Pwm_Channel_Brightness > 4095) { Pwm_Channel_Brightness = 4095; } } else if ( Pwm_Channel >= 0) { Pwm_Channel_Brightness = 0; delay(delay_per_Stage_in_ms); Pwm_Channel--; if ( Pwm_Channel < 0) { Pwm_Channel = 0; break; } } } ModuleCount = ModuleCount - 1; } } void Down_to_Up_OFF() { #ifdef DEBUG Serial.println(F("Down_to_Up_OFF")); #endif byte Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; for (byte ModuleCount = 0; ModuleCount < PWMModules; ModuleCount++) { Pwm_Channel = 0; Pwm_Channel_Brightness = 4095; if ((StagesLeft >= 1) and (ModuleCount == PWMModules - 1)) { Calc_Num_Stages_per_Module = StagesLeft; } else { Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; } while (Pwm_Channel < Calc_Num_Stages_per_Module + 1) { Wire.beginTransmission( PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 8); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_L register Wire.write((byte)Pwm_Channel_Brightness & 0xFF); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 9); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_H register Wire.write((Pwm_Channel_Brightness >> 8)); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); if (Pwm_Channel_Brightness > 0) { Pwm_Channel_Brightness = Pwm_Channel_Brightness - Delay_Stages_OFF; if (Pwm_Channel_Brightness < 0) { Pwm_Channel_Brightness = 0; } } else if ( Pwm_Channel < Num_Stages_per_Module + 1) { Pwm_Channel_Brightness = 4095; delay(delay_per_Stage_in_ms); Pwm_Channel++; } } } } void Up_to_DOWN_OFF() { #ifdef DEBUG Serial.println(F("Up_to_DOWN_OFF")); #endif byte Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; int ModuleCount = PWMModules - 1; while (ModuleCount >= 0) { Pwm_Channel_Brightness = 4095; if ((StagesLeft >= 1) and (ModuleCount == PWMModules - 1)) { Calc_Num_Stages_per_Module = StagesLeft; } else { Calc_Num_Stages_per_Module = Num_Stages_per_Module; } Pwm_Channel = Calc_Num_Stages_per_Module; while (Pwm_Channel > -1) { Wire.beginTransmission(PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 8); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_L register Wire.write((byte)Pwm_Channel_Brightness & 0xFF); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(PWM_Module_Base_Addr + ModuleCount); Wire.write(Pwm_Channel * 4 + 9); // Wähle PWM_Channel_0_OFF_H register Wire.write((Pwm_Channel_Brightness >> 8)); // Wert für o.g. Register Wire.endTransmission(); if (Pwm_Channel_Brightness > 0) { Pwm_Channel_Brightness = Pwm_Channel_Brightness - Delay_Stages_OFF; if (Pwm_Channel_Brightness < 0) { Pwm_Channel_Brightness = 0; } } else if ( Pwm_Channel >= 0) { Pwm_Channel_Brightness = 4095; delay(delay_per_Stage_in_ms); Pwm_Channel--; if ( Pwm_Channel < 0) { Pwm_Channel = 0; break; } } } ModuleCount = ModuleCount - 1; } } void Stages_Light_Control () { if ((Motion_Trigger_Down_to_Up) and !(On_Delay)) { DLightCntrl = DayLightStatus(); if (DLightCntrl) { Seconds24 = 0; On_Delay = true; Down_to_Up_ON(); } else { Motion_Trigger_Down_to_Up = false; } } if ((On_Delay) and (Seconds24 > Delay_ON_to_OFF) and (Motion_Trigger_Down_to_Up) ) { Down_to_Up_OFF(); Motion_Trigger_Down_to_Up = false; On_Delay = false; Seconds24 = 0; } if ((Motion_Trigger_Up_to_Down) and !(On_Delay)) { DLightCntrl = DayLightStatus(); if (DLightCntrl) { Seconds24 = 0; On_Delay = true; Up_to_DOWN_ON(); } else { Motion_Trigger_Up_to_Down = false; } } if ((On_Delay) and (Seconds24 > Delay_ON_to_OFF) and (Motion_Trigger_Up_to_Down)) { Up_to_DOWN_OFF(); Motion_Trigger_Up_to_Down = false; On_Delay = false; Seconds24 = 0; } } void loop() { Stages_Light_Control (); }
Zur Fehlerdiagnose steht eine serielle Schnittstelle mit 9600 Baud zur Verfügung an der einige Informationen zum aktuellen Status ausgegeben werden:
Ich wünsche viel Spaß beim Nachbau und bis zum letzten Teil der Reihe.
Wie immer findet Ihr auch alle vorherigen Projekte unter der GitHub Seite https://github.com/kuchto
Weiterlesen:
Eine elegante automatische Treppenbeleuchtung (Teil5)
Folge verpasst?
Eine elegante automatische Treppenbeleuchtung (Teil3)
1 Kommentar
Arnie
Servus an alle Treppenbeleuchter,
wer den neuen Code so übernimmt:
- auf 8 Stufen eingestellt
- Ausschaltzeit beträgt 10 sec
- die Überblendungen sind sehr flott
- ich habe einen LDR von 3,9 kohm eingesetzt