Forum: Haus & Smart Home Treppenbeleuchtungs Steuerung mit SPS oder µC?


von Benjamin S. (thingh)


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Hallo µC Freunde.

Lange war es mal in den Gedanken, nun soll es durchgeführt werden. Die 
altbekannte Treppenbeleuchtung mit jeglichem klimbim ;)

Spaß beiseite und los gehts:

Ich habe vor mein Treppenhaus ( 3 x 15Stufen ) mit LED Stripes zu 
versehen welche mit 12VDC betrieben werden. Insgesammt werden es ~22m 
was schon ne Menge an Kabel bzw In/outputs benötigt.

Was möchte ich?:

Nun möchte ich gern, wie viele andere auch, dass es ein bzw ausfadet und 
zwar nacheinander, jenachdem von wo die Auslösung stattgefunden hat. 
Falls "Oben" und "Unten" zeitnah aktiviert werden, soll es über kreuz 
ablaufen und ausfaden. Die Zeiten werden sich beim austesten zeigen... 
nehmen wir ersteinmal 2s als Basis.

Das ganze soll nicht mit Bewegungsmeldern laufen, da mir das zu ungenau 
ist. Deshalb suche ich noch eine Lichtschranke etc. die sich ggf. auf 
die Stufenbreite einstellen lässt, jeweils für "oben" und "unten" (kennt 
ihr vlt. etwas passendes/preisgünstiges ?) Was man auch im 
Haushaltstreppenhaus anbringen kann ohne gleich zu übertreiben (ich 
denke ihr wisst was ich meine)

Das ganze soll/wird zudem Stromsparend mit einem Dämmerungsschalter 
gekoppelt (z.b. Dämmerung 230V -> Relais -> 12V). Dieser existiert 
bereits für meinen Wohnraum für die Ambientbeleuchtung.

Ein Eingang brauch ich noch für eine "Alles an" Schaltung. Das ist auch 
schon bereits Fertig verlegt vom Wohnzimmer aus.

----

Mein Anliegen ist nun:

SPS oder µC?

Da ich eine vollwertige SPS zur verfügung habe mit ausreichend Ein & 
Ausgängen und mit ihr umgehen kann würde mir das kein Problem bereiten. 
ABER sie kann kein PWM und somit kein Fade In/Out effekt erzeugen. 
Deswegen müsste hinter jedem LED Ausgang noch eine kleine Schaltung 
zwischengeklemmt werden was jetzt nicht so der Hit wäre. Außerdem find 
ich das für eine Treppenbeleuchtung etwas zu übertrieben.

DESWEGEN dachte ich nun an euch und an einen µC. Allerdings ist das für 
mich Neuland. Ich habe mal damit anfangen wollen ... vor 3 Jahren .. 
hust :D ... und deshalb damals das Atmel STK500 sowie nen Display, 
2xATMEGA 16-16 DIP, SMD LEds usw. geholt aber das staubt seit 3Jahren 
wie gesagt ein.

Deshalb wollte ich euch µC Gurus fragen wie ihr händeln würdet und falls 
die Entscheidung auf den µC fallen sollte, wie ich das ohne ein 6 Monate 
Grundkurs Lehrgang hinbekomme. Denn das Treppenhaus wollte ich zeitbald 
Fertig machen ohne es unnötig in die Länge zu ziehen.

Ggf. würde ich auch gern für Geld/Kiste Bier/... meinerseits ein 
Treppenbeleuchtungs Fernkurs mit jemanden machen wollen ;)

So genug geschrieben ... schon wieder Spät geworden, hoffe alles 
Wichtige geschrieben zu haben und hoffe ihr könnt mir bei meiner 
Entscheidung/Problem helfen :)

Liebe Grüße,
Benjamin

von Helge A. (besupreme)


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Wahrscheinlich findest du hier was passendes zum Nachbau.
http://www.ledstyles.de/index.php/SearchResult/224046/?highlight=treppenstufen

von Ulrich P. (uprinz)


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Hi!

Also ich würde mir durchaus die fertig verfübaren PIR 
Bewegungsmelder-Module ansehen, die es so gibt. Adafruit oder 
Chinamann... zwischen 2,50€ und 10€ findet man alles mögliche mit einer 
Erfassung zwischen 2m und 10m.

Interessant wären dann vor allem Module, die eine analoge Ausgabe haben, 
denn anhand der ausgegebenen Wellenform (pos. oder neg. flanke zuerst) 
kann man erkennen, ob die Bewegung von links nach rechts oder umgekehrt 
erfasst wurde.

Da würde sich dann eine eigene uC Lösung anbieten. Natürlich kann man 
mit etwas Analog-, OP-Schaltungs- und Layout-Erfahrung auch einfach 
nackte PIR Sensoren kaufen. Die Fresnel-Linse davor ist maßgeblich an 
der zuverlässigen Erkennung beteiligt, auch diese gibt es als Bauteil zu 
kaufen.

Gruß
Ulrich

von ErZeh (Gast)


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Moin!

Wenn die LEDs immer gleich faden sollen, dann schalte ein RC-Glied 
hinter den Ausgang einer SPS. Mit ein bisschen rumexperimentieren (oder 
Rechnen) kannst du dir deine "Fade-Geschwindigkeit" einstellen. Nicht 
kompliziert und du brauchst den Klimbim mit Mikrocontroller nicht und 
sollte trotzdem gut aussehen.

Grüße

von Benjamin S. (thingh)


Angehängte Dateien:

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Hallo zusammen un danke für eure Antworten!

@Helge A:
Dein Link funktioniert leider nicht

@Ulrich P.:
Da wir ein Hund haben und der in der mittleren Etage meist vor der 
Treppe Haust sind Bewegungsmelder nich so gut. Da zwar Tagsüber die 
Treppenbeleuchtung ehh deaktiviert ist wegen dem Dämmerungsschalter, 
würde diese aber Abends dauernt eine Fehlschaltung verursachen nur weil 
der Hund sich mal vlt. bewegt ;)

Deswegen suche ich noch eine Auslösungsvariante die ich (siehe Bild) 
irgendwie "unsichtbar" anbringen kann und nicht zu Fehlauslösungen 
führt. Mir schwirrt da schon eine Lichtschranke unter der Treppe vor 
aber so richtig gefunden habe ich bisher nichts.

@ErZeh:
Wie ist das gemeint ? Einfach simpel 2 Komponenten hinter dem Ausgang 
parallel schalten und gut ist? Dachte da ist mehr Aufwand nötig. Hatte 
natürlich schon im Netz gesucht und unter anderem diese: 
(http://bader-frankfurt.de/elek/fadeinfadeout.gif) Schaltung gefunden.

Gruß,
Benjamin

von Axel L. (axel_5)


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Ich habe dafür ein Arduino Mega genommen in Kombination mit dem hier:

http://ledsee.com/index.php/arduino-modules2013-02-16-10-32-17/arduino-6-channel-led-shield-035-07-1a-detail

Muss man nur noch verkabeln.

Gruss
Axel

von Ulrich P. (uprinz)


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Hi!

Also das Thema Hund und Katzen habe ich auch. Kann man aber sehr weit 
einschränken. Die IR Melder kann man in ihrer Sicht auf eine Fläche 
oberhalb der Treppe einschränken. Damit erfassen sie die Tiere nicht.

Es gibt auch Mehrfeld-Sensoren, die Kleintiere von Menschen 
unterscheiden können. Auch die Richtung ist erkennbar in der sich eine 
Wärmequelle bewegt. Leider suche ich gerade vergeblich dazu was im Netz, 
ich hatte einen Artikel dazu in einer Zeitschrift gelesen.

Andererseits kann man der Beleuchtung ja dank Steuerung auch was 
Zeitgefühl mitgeben. Nachts schaltet sie dann eben nicht mehr die vollen 
20W der LED Kette an, sondern dimmt nur noch so weit auf, dass man 
selbst unfallfrei die Treppe runter kommt, ohne gleich ganz wach zu 
werden. Wenn der Hund nicht jede Nacht heimlich auf der Treppe Stepping 
Übungen macht, wird es auf der Stromrechnung nicht auffallen.

Bei mir gehen auf jeder Etage je eine 2..3W LED Leuchte an, die in 
Treppennähe irgendwo steht (Stehlampe, IKEA Glas-Kugelleuchte...) und 
zwar immer 1h vor Sonnenuntergang. Um 0:00 geht die Beleuchtung 
automatisch aus. Nur wenn man den Lichtschalter mehrfach bedient kommen 
die Strahler an der Decke dazu. ( Braucht man schon mal zum Putzen oder 
Renovieren)
Da nun keiner mehr den Lichtschalter betätigen muss, wird das Licht auch 
nicht mehr an gelassen und auch wenn niemand zu Hause ist, tut sich im 
Haus was. Da in der Decke 300W Halogen sitzen lohnt sich das, was die 
letzten Stromrechnungen auch eindrucksvoll bewiesen haben.

Gruß
Ulrich

von Amateur (Gast)


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SPS oder µP für die Steuerung einer Treppenhausbeleuchtung - warum kommt 
mir nur der Spruch mit den Kanonen und den Spatzen in den Sinn.

Eine dem Fußgänger folgende Beleuchtung kann es nur geben, wenn diese 
auch weis wo der Wandersmann ist.

Albern wird's, wenn die Kids die Treppe herunterstürmen und das Licht 
noch "ewig" brennt oder die Großmutter mit ihrer schweren Einkaufstasche 
im Dunkeln tappt.

Letzteres wahrscheinlich Millisekunden genau.

von Benjamin S. (thingh)


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@ Ulrich P.

Mit dem Abkleben/eingrenzen werde ich auch so machen. Habe mir nun 
kleine 12V PIR Bewegungsmelder bestellt. Hoffe die taugen was sonst 
gehen se wieder zurück ;)

Die Idee mit der "halben" Leuchtkraft in der Nacht hört sich gut an. 
Müsste grad mal nachdenke  wie ich das bewerkstellige ohne große 
Elektronik neben der SPS da ich lediglich Digitale Ein/Ausgänge verfüge.
Und wie regelst du das mit dem "1h vor Sonnenuntergang" auch mit nem 
Dämmerungsschalter?

@Amateur
Wie würdest du den eine Treppenbeleuchtung mit 45 Stufen steuern wollen 
? Relais ? Schütze ? Platinenlogig Bausteine? Bin gespannt. Und abfragen 
wo einer ist, ist nun auch ein bisl übertrieben. Das mit der Leuchtdauer 
könnte man praktisch mit den beiden Sensoren + Zeitunterschied abfragen 
und auswerten. Aber mit sowas muss ich nicht noch kämpfen, zurzeit alle 
weit weg vom Rentenalter ;)

: Bearbeitet durch User
von Holger R. (holgerr)


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Ich würde die Automatic Schalter von Ista nehmen.
Ista ist der Hersteller und liefert an die Programmhersteller
wie Jung, Gira, Siemens, Berker und so weiter.
Lassen sich relativ gut einstellen und kombieren.

Das sind Bewegungsmelder mit Dämmungsschalter für innen.
Gibt es mit Triac oder Relais, die ich bevorzuge.

Und als Master und Slave

Gruß Holger

: Bearbeitet durch User
von Tom P. (booner)


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Hei,

also ich würde die Auslösung nicht mit Bewegungsmelder oder 
Lichtschranke machen.

Bei der ersten und letzten Treppenstufe würde ich versuchen, einen 
Schalter anzubringen, der durch das Gewicht der Person betätigt wird. 
Ganz nobel könnte man dafür einen DMS (Dehnungsmessstreifen) benutzen. 
Oder Vielleicht auch einen kapazitiven Schalter unter der Holzstufe.

Beim DMS könnte man sogar nach Gewicht unterscheiden.

Das sind dann zwar keine Kanonen mehr, sondern schon Bomben für die 
Spatzen, aber es soll ja nicht den alleinigen Zweck der Beleuchtung 
erfüllen, sondern auch noch richtig cool sein. :-)

Ich habe eine SPS im Haus. Dennoch halte ich es für einfacher, wenn man 
für die komplette Treppenlichtsteuerung einen eigenen µC vorsieht.

Grüße,

Tom

von Helge A. (besupreme)


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Benjamin S. schrieb:
> Dein Link funktioniert leider nicht

Mist, hier z.B. http://www.ledstyles.de/ftopic15435.html oder du suchst 
in dem Forum mal nach "Treppenstufenbeleuchtung". Es gab mindestens 4 
erfolgreiche Projekte, die teilweise aufeinander aufbauten.

von hp-freund (Gast)


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Das hört sich wie eine Aufgabe für diese Mini SPS, auch TPS genannt an.

Digitale Ein-/Ausgänge, 2 Analog Eingänge und 2 PWM Ausgänge.
Pro Treppe ein Modul lassen viel Platz für Luxusfunktionen ;-)

Das Ganze hält sich preislich sehr im Rahmen und kann bei Bedarf vor Ort 
ohne Hilfsmittel umprogrammiert werden.

Auch eine Modelltreppenhaussteuerung ist schnell erstellt.

http://www.elektronik-labor.de/Projekte/TPS5.html

von Ulrich P. (uprinz)


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Benjamin S. schrieb:
> @ Ulrich P.
>
> Mit dem Abkleben/eingrenzen werde ich auch so machen. Habe mir nun
> kleine 12V PIR Bewegungsmelder bestellt. Hoffe die taugen was sonst
> gehen se wieder zurück ;)

Mit denen haben meine Kollegen auch schon gebastelt und sind recht 
zufrieden.
>
> Die Idee mit der "halben" Leuchtkraft in der Nacht hört sich gut an.
> Müsste grad mal nachdenke  wie ich das bewerkstellige ohne große
> Elektronik neben der SPS da ich lediglich Digitale Ein/Ausgänge verfüge.

Die Lichterketten mit IR-Fernbedienung haben kleine Dosen, mit dem 
Empfänger und der Dimmer-Elektronik drin. Ich habe die darin verbauten 
Controller abgelötet und meine PWM Ausgänge auf die passenden Pads 
gelötet. Die PWM ist i.d.R. 450..500Hz.

> Und wie regelst du das mit dem "1h vor Sonnenuntergang" auch mit nem
> Dämmerungsschalter?

Das Automatisierungs-System hat als Basis einen kleinen Linux Server, 
der u.A. per NTP die Zeit holt und per Software die tagesaktuellen 
Sonnen Events berechnet und im System verteilt. So kann ich z.B. 1h vor 
beginn der Dämmerung in den Fluren Licht einschalten. Mit 
Sonnenuntergang kann ich die Zier-Beleuchtung in den Fenstern 
einschalten. Morgends kann ich letztere um 7:00 einschalten, und nach 
Sonnenaufgang automatisch abschalten, aber nur, wenn der Sonnenaufgang 
nicht bereits vor 7:00 war...

Ein Dämmerungsschalter hätte den Vorteil, dass er die Helligkeit vor Ort 
messen kann, bei meinem System kann es schon mal dunkler werden, wenn 
vor der eingestellten Zeit bereits dichte Bewölkung herrscht. Aber dazu 
gibt es ja die Lichtschalter.
----

Zur Schaltung:
Wenn Du 45 Stufen mit LED Ketten bekleben willst, und diese sequenziell 
dann aufdimmen möchtest, dann ist es natürlich doof, wenn ein uC nur 4 
PWM Stufen hat.

Am Einfachsten wird es wohl sein, wenn man pro Leiste einen ganz kleinen 
uC einsetzt, und diese untereinander verbindet. In Deinem Anwendungsfall 
würde es ja reichen, wenn sie von der einen oder der anderen Seite einen 
Start-Impuls erhalten.

Also brauchst Du 2 Steuerleitungen, die von uC zu uC weiter gereicht 
werden. und eine Leitung, die an alle Parallel geht

Der Bewegungsmelder oben an der Treppe löst beim ersten Controller den 
Eingang DIM-UP aus. Bei 50% Helligkeit, gibt der uC ein DIM-UP an den 
nächsten uC weiter. Der dann bei 50% an wieder den nächsten.

Das ganze gibt es noch einmal umgekehrt, nur dieses mal startet der 
Bewegungsmelder von Unten das Spiel.


BW-Oben ---> LED5 ---> LED4 ---> LED1
                  <---      <---      <--- BW-Unten

Zentral an alle geht dann noch die Info, ob Vollgas oder gedimmt.
Das Vollgas oder gedimmt, kann man durchaus vom Hellligkeitswert eines 
Sensors abhängig machen. (Man kann das auch über eine Leitung zwischen 
jeweils zwei Controller machen mit Pull-Up Widerstand. Der Controller 
kann ja wissen, dass das Signal gewechselt hat ohne dass er das war. 
Damit weiß er das er folgt und bei 50% den Pin an den nächsten 
Controller ziehen muss.)

Ich weiß nicht, ob Deine SPS 450Hz PWM auf jeden Ausgang geben kann, 
dann wäre Dein Problem auch gelöst. Fragt sich auch, ob die SPS nicht 
über Tag mehr verbraucht, als die ganzen LEDs bei ihrer Benutzung.

Gruß
Ulrich

von Ulrich P. (uprinz)


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Achso, noch was:

Es macht keinen Sinn, die Stufe zu beleuchten, die man betritt, sondern 
nur, dass die Beleuchtung (effektvoll) vorauseilend die Treppe ganz 
beleuchtet.

Nach meiner Meinung reicht es daher, die Stufen fortlaufend zu 
aktivieren, in der Richtung, in der sie gleich begangen werden. Es 
reicht also, die Bewegungsmelder so zu platzieren, dass sie erkennen, ob 
die Treppe von oben und von unten begangen wird und dann die Sequenz zu 
starten.

Nach der zuvor beschriebenen Methode würde die Treppe auch von beiden 
Seiten zusammenlaufend beleuchtet, wenn die Treppe von beiden Seiten aus 
betreten wird.

Natürlich re-triggerbar, sonst steht der, der als 2. die Treppe begeht 
(egal aus welcher Richtung) plötzlich im Dunkeln.

Pro Leiste benötigt man einen ATTiny, einen 1A FET, einen 5V LDO und 
etwas Hühnerfutter. Dann kann man die Treppe über ein ausreichend 
bemessenes 12V Netzteil komplett versorgen. Die Methode erlaubt es auch, 
für weitere Nachbauer die Module in beliebiger Menge zu kaskadieren. 
Nicht jeder von uns hat 45 Stufen :)

Gruß Ulrich

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