Умная лестница. Автоматическая подсветка лестницы. Своими руками

Оснащение лестницы подсветкой является удобным решением даже в традиционном варианте, когда активация световых приборов производится с помощью двух выключателей, один из которых установлен в начале лестницы, а другой – в конце. Однако только совместив подсветку с датчиками движения, вы получите умное, максимально комфортное освещение лестницы.

Варианты источника света

• — Источник света проводится под свесами ступеней, тем самым обеспечивая равномерное и яркое освещение каждой ступени. Наиболее экономичный метод;

• — светодиодные лампы. Источник света монтируется непосредственно в стену над каждой ступеней. Данная система освещения дополнительно снабжается специальными решетками, которые перенаправляют световой поток. Дорогостоящее освещение, требующее достаточно сложного монтаж.

Выбираем осветительные приборы

Светодиодная лента – это полоса, изготовленная из полимерного эластичного материала, снабжённая токопроводящим тонким покрытием, к которому с определённым интервалом крепятся светодиоды, излучающие при подаче напряжения яркий, равномерный свет.

Если говорить о типе и конфигурации диодов, то модели SMD 3528 вполне хватит для обеспечения комфортной подсветки лестницы в тёмное время суток . Для цветной подсветки нужно выбрать RGB – ленту, а также придётся установить дополнительный контроллер для регулирования смены цветов.

Внимание! Выбирайте светодиодные ленты, характеризующиеся отличным уровнем гидроизоляции, чтобы во время мытья полов на токопроводящие элементы не попадала вода.

В основном ленты крепятся к ступеням с помощью самоклеящегося слоя. Однако к моменту монтажа ленты клей часто засыхает. Усилить крепление можно, зафиксировав осветительный прибор на строительный 2-хсторонний скотч.

Монтировать светодиодную ленту необходимо в паз, который, как правило, проделан под ступенькой. Если такого паза нет, необходимо к нижней части свеса ступени прикрепить П-образный профиль из алюминия, в который будет клеиться лента. Делается это для того, чтобы свет от прибора не рассеивался.

Светильники для оснащения лестницы подсветкой существенно отличаются от светодиодных лент . Они имеют корпус и предназначены для монтирования освещения непосредственно в толщу стены. Выбирайте приборы, которые имеют цилиндрическое основание, ведь для их установки можно применять традиционные подрозетники. Чаще всего светодиодные светильники в продажу поступают комплектами, в которых они объединены одним контроллером.

Внимание! Выбирая подсветку, особое внимание уделите конструкции защитной решетки. Чтобы свет не слепил глаза, его поток должен быть направленным. Отличный вариант, когда светоотражающий кожух регулируется.

Элементы управления

Чтобы срабатывал сенсор, который включает источники света, нам необходимы:

Микроконтроллер Arduino

• • микроконтроллер, являющийся ядром системы. Наиболее удачным вариантом сегодня считается Arduino(подсветка для лестницы). Данная система обеспечивает элементарное программирование, посредством работы с компьютером.

• • драйвер светодиодов повышает эффективность работы. Отличный вариант — микросхема 74HC595;

• • два датчика движения (сенсорных). Можно выбрать как ультразвуковую модель, так и инфракрасную;

• датчик освещённости, работающий на фототранзисторе, необходим для того, чтобы система реагировала на движение только в тёмное время суток.

Оснащение лестницы подсветкой

Самостоятельное оборудование лестницы подсветкой начинается со сборки системы, отвечающей за выключение и включение света:

• • на печатной плате устанавливается микроконтроллер, например, Ардуино, с параллельным прикреплением схем;

• • плата запирается в пластиковом корпусе;

    Внимание! Необходим надёжный, крепкий корпус, которой также сможет обеспечивать свободный доступ к плате для ее дальнейшей настройки или ремонта.

• • микроконтроллер подсоединяется к компьютеру, затем на него загружается прошивка, которая в дальнейшем будет управлять системой;

• на поверхности корпуса закрепляются разъёмы, необходимые для подключения блоков питания и светодиодов. Только после этого их можно подключать к контактам контроллера.

Монтаж источников света

Светодиодную ленту необходимо просто приклеить к поверхности лестницы

Если Вы выбрали светодиодные ленты:

• • по разметке отрезаем ножницами фрагмент необходимой длины;

• • один конец закрепляем коннектором и присоединяем к нему два провода;

• место, куда Вы будете клеить ленту, необходимо обезжирить.

Для обезжиривания не стоит приобретать дорогие жидкости. Можно использовать простой ацетон или аналогичные растворители.

• • приклеиваем ленту к ступени;

• провода необходимо завести под лестницу, для этого можно использовать маленькие отверстия в подступенке.

Размещение светодиодных ламп в каркасе лестницы

Если вы решили в качестве источника света использовать светодиодные лампы:

• • проделываем отверстия в стене для монтажа корпуса светильников, а также штробы, которые необходимы для прокладки проводки;

• • в полученные отверстия устанавливаем подрозетники и монтируем в них лампы, которые необходимо зафиксировать зажимными винтами;

• прокладываем провода и цементным раствором заделываем штробы.

Внимание! Провода лучше всего прокладывать в специальных кабель-каналах из пластика.

Объединение системы воедино

Для того чтобы система освещения с датчиком движения работала слажено, необходимо объединить воедино все её компоненты:

• • монтируем и настраиваем фотоэлемент, провода от которого заводим под лестницу;

• • крепим блок питания и корпус, в который спрятана управляющая схема;

• • все провода, выведенные под лестницу, соберите в жгут, скрепите хомутами из пластика и уложите в пластиковый кабель-канал, который затем закрепляется под лестницей вдоль стены;

• подсоединяем к контроллеру провода.

Используя приведённую выше схему монтажа оснащения лестницы освещением с датчиком движения, можно украсить свой дом и сделать его более функциональным. К тому же, использование светодиодных источников света считается экономичным, благодаря низкому потреблению электроэнергии.

Подниматься или спускаться по лестнице в темном помещении довольно опасно и неудобно. Раньше люди были вынуждены включать общий свет, чтобы пройти по ступенькам. Однако сейчас существует более практичное решение вопроса – подсветка лестницы светодиодной лентой. Это решение обеспечивает безопасность эксплуатации лестниц в частных домах, внутри помещений между этажами, а также в бассейнах. Если правильно установить и организовать режимы работы, то подсветка выгодно украсит интерьер и избавит пользователей от многих неудобств.

Как выбрать ленту и дополнительные материалы?

Источником искусственного света для подсветки будут самоклеящиеся диодные ленты. Это полосы из гибкого полимерного материала, на которых с определенной частотой установлены светодиоды и резисторы. Элементы объединяются в единую систему за счет тонкой подложки, проводящей ток.

В качестве альтернативы лентам используются диодные встраиваемые светильники. Их монтируют в полость ступеней или встраивают в боковую стену около лестницы. Для защиты глаз от яркого светового потока данные светильники зачастую оснащаются специальной решеткой. Но этот вариант освещения существенно уступает ленточным диодам. Светильники требуют сложного монтажа, поскольку придется для каждой лампы делать гнездо, прокладывать каналы для проводов. И еще один их минус – высокая стоимость.

Критерии выбора ленты:

• Самые популярные диодные ленты – SMD 3528. Они дают яркий искусственный свет с большим углом светового потока.
• Если необходимо более яркое освещение на ступеньках, используются ленты со светодиодами SMD 5050. С помощью данных диодов выполняются и цветные подсветки.
• Немаловажным параметром при выборе ленты станет число диодных элементов в одном метре. Оптимальная подсветка лестничного пролета обеспечивается за счет вариантов, включающих по 60 диодов на метр, однако, есть и модели с большим числом светодиодов: от 90 до 120 элементов.
• Поскольку планируется выполнение лестничной подсветки, необходимо побеспокоиться и о защите источников света от попадания влаги. Чтобы светодиоды не испортились во время влажной уборки, рекомендуется выбирать модели со значением IP67 или IP68. Ленты оснащаются силиконовым защитным слоем, который не дает попадать каплям воды на токопроводящие детали, предотвращая замыкание.

• Простота монтажа.
• Невысокая цена.
• Нет необходимости приобретать блоки питания.
• При выходе из строя одного из элементов его можно без проблем заменить.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Важно! Если принято решение устанавливать обычную ленту, требуется приобрести к ней блок питания. Его мощность зависит от длины и мощности источника света. Одного 12-вольтного блока достаточно для работы 5 метров ленты.

Перечень требуемых материалов для установки подсветки:

• LED-ленты.
• Драйверы питания для диодных источников.
• Провода.
• Профиль для укладки проводов электрического питания.
• Детали для крепления: скобы, шурупы, разъемы или накладные коннекторы для кабелей.

Требуемые инструменты:

• Электрическая дрель или шуруповерт высокой мощности.
• Рулетка.
• Ножницы и нож.

Выбор цвета и яркости освещения

Для подсветки ступеней оптимальным цветом света будет белый – он обеспечит освещение всей лестницы. Но если вы желаете получить световые эффекты для преображения интерьера, выбирайте цветные диоды:

• Зеленые.
• Синие.
• Желтые.
• Красные.
• Голубые и др.

Помните, что подсветка в первую очередь устанавливается для удобства, а уже во вторую – для красоты. Выбирайте цветовую температуру 3000 К, с таким показателем обеспечивается аккуратное и приятное для глаз подсвечивание. Если выбрать слишком яркие источники, свет будет ослеплять.

Пошаговая инструкция по установке

• На первом этапе выполните разметку будущей установки подсветки. Выберите оптимальное место для крепления проводки и профилей, установки блока, осуществляющего управление освещенностью. Также выберете способ монтажа световых источников.
• На втором этапе создаются монтажные точки. Используя электрическую дрель, проделайте отверстия, через которые будут закрепляться детали планируемой подсветки.
• Третий шаг – установите профиль для электрической проводки и диодной ленты с заранее спаянными проводами, чтобы подключить питание.
• Четвертый этап – разрежьте светодиодную ленту на отрезки требуемой длины по нанесенным на ней меткам. С помощью двухстороннего скотча или липкой основы приклейте ленточные диоды к ступеням.
• Пятый этап – перед установкой электропроводки определитесь с типом управления подсветкой.

Как выбрать схему освещения?

Главная задача – определиться с размещением подсветки для ступеней:

• В стене.
• Снизу.
• По бокам.
• На каждой второй ступеньке.
• По центру или во всю ширину ступеньки.

Необходимо решить вопрос способа управления диодной лентой:

• Включение света с помощью кнопочного выключателя.
• Включение и выключение при помощи датчика перемещения.
• Использование проходного выключателя.

От выбора управления светом зависят ваши дальнейшие действия.

Разновидности схем реализации лестничного освещения:

• Самый простой вариант предусматривает использование выключателя. Под ступенчатыми свесами или на поверхностях по бокам клеится лента с диодами. Подсветку вы включаете при помощи кнопки, расположенной в удобном для вас месте. Свет будет гореть постоянно, пока вы его не выключите. Постоянный свет выглядит красиво, но при этом расходуется электричество.
• Для оптимизации работы простой схемы можно вмонтировать в нее реле времени, в этом случае свет загорается и выключается в определенное время. Это решение поможет снизить расход электроэнергии.
• Интеллектуальная автоматическая схема – основана на взаимодействии датчика с контроллером.

В автоматической схеме датчики монтируются напротив первой и последней ступеньки. Как только сенсоры замечают движение, подается сигнал на контроллер светодиодного источника, и включается свет для освещения пути человека, который поднимается или спускается.

Рассчитываем материалы

Любую выбранную схему можно адаптировать и усовершенствовать. Например, если вы поставите разноцветные диодные источники для лестницы, от этого общий вид подсветки преобразится. Еще одно интересное решение – поставить датчики на каждую ступеньку. В этом случае они будут загораться поочередно по мере вашего перемещения. Однако это решение требует немалых материальных затрат.

Сначала рассчитайте длину и . Оптимальное значение мощности – 4,8 ватта в погонном метре с 60 светодиодами типа SMD 3528. Данного значения достаточно для приятного и качественного освещения всей длины лестницы. Лучше использовать источник света с холодным белым оттенком свечения – он выгодно подчеркивает красоту ступеней в темное время суток. Однако выбор цвета – это дело вкуса.

Длину ленты рассчитывайте с учетом количества и размеров ступеней на лестнице.

На следующем этапе расчета определяется требуемая мощность блока питания. Для этого необходимо умножить потребляемую мощность одного погонного метра ленты на требуемое количество метров. Если необходимо использовать 10 метров ленты для подсветки, нужно 4,8 умножить на 10, получится 48 ватт – это мощность, которую потребляет вся длина ленты.

Мы определили потребляемую мощность. Однако блок питания должен иметь запас около 20–25 процентов. Поэтому добавляем к 48 ваттам еще 25 процентов, получится 60 ватт. Таким образом, требуемая мощность блока питания составит 60–80 ватт. На этом расчет подсветки заканчивается.

Прокладка провода

Производители советуют спрятать ленту в специальный короб, чтобы защитить ее от попадания грязи и влаги. На каждой подсвечиваемой ступени делается накладка, защищающая диоды от повреждений. Такая накладка изготавливается из алюминиевого профиля. На него и нужно наклеить ленту. Для этого разрезаем ленту на отрезки одинаковой длины, соответствующие ширине ступеней. Концы лент оснащаем коннекторами.

Обезжириваем поверхность перед наклейкой ленты, а провода нужно протянуть через щели под ступенями. На одном из пролетов закрепляется кабель-канал, куда проводится провод от каждой ступени. Напротив первой и последней ступени предусматриваются места для крепежа чувствительных датчиков, если вы используете автоматическую схему подключения.

Применение кабельных каналов позволяет спрятать провода. Они смотрятся естественно. К тому же есть возможность выбрать расцветку, подходящую к вашим ступеням.

Прокладку кабелей можно выполнить и без каналов – над ступеньками. Но в этом случае испортится внешний вид лестничной системы. Лучший вариант – проложить провод с внутренней стороны, однако, не во всех случаях есть такая возможность.

Последовательность подключения

Важно, чтобы поверхность монтажа была обезжиренной. Если вам понадобится согнуть ленту во время ее наклейки, помните, что минимальный радиус изгиба составляет 2 сантиметра.

Вам предстоят работы с питающими проводами. На некоторых моделях лент вовсе нет контактных проводов, а если они и присутствуют, то качество их пайки не самое лучшее. Чтобы заменить контактные провода понадобится паяльник. Используйте маломощный инструмент – до 40 ватт, чтобы светодиоды при пайке не перегревались. Подходящее сечение проводов – 0,75 мм, а длина – от 20 сантиметров. При установке одноцветной ленты понадобится два провода – красный и черный. Отличия цветов проводов необходимы, чтобы не перепутать полярность: черный будет «минусом», а красный – «плюсом». Если вы выбрали RGB-ленту, возьмите провода нескольких цветов: синий, красный, черный, зеленый. Это поможет вам не перепутать каналы цветов во время подключения ленты к контроллеру.

Концы проводов с ленточной стороны зачистите до 0,5 сантиметра, а с противоположной стороны – до 1 сантиметра, затем припаивайте их к ленте, но чтобы диоды не перегревались. На концы проводов наденьте контактные наконечники. Это решение улучшает качество контакта в колодке клемм питающего блока. Чтобы зафиксировать провода в наконечнике, обеспечив качественные соединения, воспользуйтесь обжимом.

Места пайки обязательно изолируйте. Лучшее средство для этого – термоусадочная трубка. Процесс изоляции прост:

• отрежьте небольшой кусок трубки;
• наденьте его на место, где выполнялась пайка;
• нагрейте трубку строительным феном с узкой насадкой, чтобы тепло не попало на светодиоды;
• если нет фена, воспользуйтесь другим источником тепла.

Результат – прочная изоляция и надежная пайка кабелей. Применение изоляционной ленты не рекомендуется.

Без датчика движения

Светодиодное предусматривает использование стандартных проходных или маршевых выключателей. Обычно устанавливается два выключателя. Первый, там, где начинается лестница, а второй – там, где она заканчивается. Для такой системы рекомендуется установить таймер работы освещения, чтобы обеспечить комфортное использование освещения лестницы и сэкономить электричество. Он позволит включать подсветку на лестничной площадке только в определенные периоды, а затем свет гаснет автоматически.

Такие устройства могут иметь несколько рабочих режимов:

• Основной режим применяется для освещения крупного жилого пространства.
• Ночной режим отличается от первого варианта более спокойным неярким светом, который не ослепляет глаза.
• Комплексный режим – предусматривает работу светодиодов в обоих указанных выше режимах.

Настройку необходимого режима пользователь выполняет самостоятельно, в зависимости от своих предпочтений.

Схема с датчиком движения

В схему входит:

• Блок питания.
• Контроллер.
• Светодиодные ленты.
• Блок автоматического управления с датчиком.

Главным элементов в данной схеме является контроллер, обеспечивающий управление работой светодиодных источников. Его задача – обеспечить запуск системы после сигнала, поступившего от сенсора, постепенно включая ленты под ступенями.

Специалисты советуют использовать контроллер Arduino. Стандартная модель включает 15 выходов – этого количества вполне достаточно для домашних лестниц. Чтобы установить прибор, желательно использовать соответствующую плату, но в некоторых случаях обходятся и без нее.

Кроме того, работа системы зависит и от драйвера светодиодных элементов. Драйвер – это компактный прибор, стабилизирующий силу тока, соединяемый с выходами контроллера. Включение и отключение света зависит от сенсорных датчиков.