Подсветка лестницы светодиодной лентой: принципиальные схемы. Сборка и монтаж системы. Как сделать подсветку лестницы.

В автоматической схеме датчики располагаются напротив первой и последней ступеней. Как только датчики обнаруживают движение, сигнал поступает на контроллер светодиодного источника, и свет включается, освещая путь поднимающегося или спускающегося человека.

Как делается подсветка лестницы светодиодной лентой

Подниматься или спускаться по лестнице в темном помещении довольно опасно и некомфортно. Раньше, чтобы подняться или спуститься по лестнице, людям приходилось включать общий свет. Теперь есть более практичное решение: светодиодное освещение лестниц. Это решение обеспечивает безопасную эксплуатацию лестниц в частных домах, в помещениях между этажами и даже в бассейнах. Правильно установленное и эксплуатируемое освещение может произвести хорошее впечатление на интерьер и избавить пользователя от множества проблем.

Как выбрать ленту и дополнительные материалы?

Источником искусственного света для подсветки служат самоклеящиеся диодные ленты. Это полосы из гибкого полимерного материала, на которые с определенной частотой крепятся светодиодные лампы и резисторы. Элементы соединены в единую систему тонкой подложкой, проводящей электричество.

В качестве альтернативы полоскам используются встраиваемые диодные светильники. Они либо встраиваются в полость лестницы, либо встраиваются в боковую стенку лестничного марша. Такие светильники часто оснащаются специальной решеткой для защиты глаз от светового луча. Однако этот вариант освещения явно уступает сплошным рядам. Светильники требуют сложного монтажа, так как для каждой лампы необходимо изготовить плафон и проложить каналы для кабелей. Еще одним недостатком является их высокая стоимость.

Критерии выбора ленточного светильника:

• 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.

Рекомендуется приобретать ленту на 220 вольт. Она имеет следующие преимущества:

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

Специалист по ремонту и обслуживанию электроприборов и промышленной электроники.

Преимущества: Если выбрать обычную ленту, то для нее необходимо приобрести блок питания. Его мощность зависит от длины и мощности источника света. Для питания 5 метров ленты достаточно 12-вольтового блока.

Список материалов, необходимых для установки ленты:

• 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.

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

↑

Выбор цвета и яркости освещения

Для освещения лестницы оптимальным цветом света является белый — он освещает всю лестницу. Однако если вы хотите получить световые эффекты, которые изменят ваш интерьер, выбирайте цветные светодиоды:

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

Помните, что подсветка нужна в первую очередь для комфорта и лишь во вторую очередь для красоты. Выбирайте цветовую температуру 3000 К, которая обеспечивает четкое и приятное освещение. Если вы выберете очень яркие источники света, свет будет ослеплять.

Выбор решения

Эти решения существуют уже давно и в разных вариациях. Покупать то, что можно сделать самому, — это удар по самооценке. У меня нет сроков (моя семья не знает, чем я занимаюсь), у меня есть желание, так что действуйте. Прежде всего, мне нужно было посмотреть, что сделали другие, чтобы убедить себя, что мы можем сделать лучше. Проведя исследование в Интернете, я разделил все эти устройства на три основных типа:

• устройство выполнено в виде моноблока с определенным количеством каналов. Все необходимые датчики (пересечения и освещенности) также подходят к этому блоку. Устройство фактически коммутирует куски светодиодных лент определенного цвета.
• второй тип повторяет по конструктиву первый, но отличается только тем, что управляет адресными светодиодными лентами. Здесь возникает возможность получить более красивые эффекты и цвета.
• многоканальные устройства комбинированного типа, позволяющие управлять и обыкновенными и адресными лентами.

Однако при всем своем очевидном разнообразии все эти устройства удивительно похожи. Большинство решений имеют следующую схему: ультразвуковые датчики + Arduino + светодиодные ленты. В некоторых (в основном коммерческих) решениях вместо Arduino в этой схеме используется собственный контроллер. Я даже случайно наткнулся на статью на Хабре, в которой рассматривался только вариант с монохромной светодиодной лентой, управляемой Arduino.

Не то чтобы я был ярым противником Arduino-подобных решений. И для некоторых приложений они определенно имеют смысл своего существования (особенно быстрое прототипирование, проверка гипотез), но я бы не стал использовать их в «военных» устройствах. Но это мое личное мнение. И я также готов выбросить свое собственное приложение в мусорную корзину.

Итак, что мне не понравилось в решениях, представленных в основном в интернете. Во-первых, замкнутая система в виде моноблоков имеет ряд недостатков:

• система «заточена» на конкретный объект (лестницу) с определенными характеристиками (число ступеней). Из этого следует, что система практически не допускает расширения или какой либо серьезной модернизации.
• датчики пересечения подводятся длинными проводами минимум с двух точек (концы лестницы).

Во-вторых, мне совсем не понравились датчики пересечения на основе ультразвука. Это минимум, что я могу увидеть! И спрятать их невозможно. Но здесь у каждого свое мнение.

Можно сказать, что я решил пойти своим путем. Идея была следующая. Зачем городить громоздкий блок управления со своими ограничениями, если можно собрать нужную конфигурацию подсветки из относительно универсальных блоков? Что я имею в виду. Рассмотрим блок-схему этого универсального блока.

Это практически полное решение для одноканальной подсветки. А дальше возможны вариации:

• блок — это готовый одно-канальный светильник (и не только для лестницы)
• два блока, расположенные с разных концов, обслуживают всю лестницу. Эту конфигурацию можно считать основной. При этом эти же блоки обслуживают датчики пересечения и освещения. И никаких длинных проводов!
• каждый блок обслуживает свою ступень и имеет свой датчик пересечения. Это самый дорогой, но и самый универсальный вариант. В этом случае можно реализовать красивый эффект перемещения подсветки вместе с человеком.

Макетирование

Единственный компонент, с которым я раньше не работал и который нужно было проверить — датчик TOF VL53L0x TOF. Для этого был собран компонент по технологии drevocabul.

Это изделие было закреплено вдоль лестницы. Как показали испытания, безнаказанно преодолеть преграду не удастся. Диапазон значений фидуциарного обнаружения объекта (человека) достаточно велик. Дальше идти даже не нужно. Только на ступеньку лестницы! Поскольку луч датчика довольно узкий (25 градусов), достаточно поднять датчик примерно на 50 см, и кошки и собаки с поднятыми хвостами не вызовут ложной тревоги. Ребенок, с другой стороны, не сработает! Независимо от размера. Вы также можете спрятать датчик за стеклом, в этом случае его вообще не заметят. То же самое нельзя сказать об ультразвуковых датчиках. Поскольку датчики очень компактны, можно разместить два из них рядом друг с другом, и тогда можно определить направление проводника.

Хотелось бы сказать несколько слов о программном обеспечении датчиков. Несмотря на достоинства, информация в нем не очень хорошая. Описания регистров в основном нет, есть только одна библиотека от STM. Несмотря на то, что говорят специалисты из STM — их библиотека не является «простой». Поискав в интернете, я нашел несколько вариантов программ для работы с датчиком, но все они представляют собой лишь упрощенную версию для оценки работы с vl53l0x. Однако, поскольку моей задачей было только определить, пересек ли я границу, и мне не нужно было измерять точные расстояния, этот вариант меня вполне устраивал. Я использовал один из этих драйверов в качестве основы и модифицировал его для использования микроконтроллера LPC11C14.

Короткий вывод из эксперимента: датчик — это пламя!

Принципиальная схема

Основным критерием при проектировании схемы было использование как можно более дешевых компонентов. Концепция «каждый шаг — каждый блок» требовала сделать этот самый блок как можно дешевле.

Основой модуля является микроконтроллер LPC11C14. Компонент DA1 — внешний сторожевой таймер (у меня есть проблема с надежностью внутренних сторожевых таймеров), DD2 — преобразователь уровней для работы со светодиодной лентой, SW1 — выбор адреса устройства в сети CAN. Это сделано для того, чтобы можно было аппаратно конфигурировать модули, имеющие одинаковую прошивку. DA4 — драйвер линии CAN. XP14 — подключение внешних датчиков (датчик непрерывности, датчик освещенности).

Приблизительная стоимость основных компонентов модуля (стоимость чип-дипов):

• LPC11C14 – 200р
• TPS3828-33DBVR – 47р
• AMS1117-5.0 – 16р
• AMS1117-3.3 – 21р
• TJA1042T/3 – 55р
• PESD1CAN – 12р
• TXB0102DCU – 80р
• 15EDGRC-3.81-04 – 21р
• 15EDGK-3.81-04 – 35р
• ABM8G-12.000MHZ-18-D2Y – 170р
• Мелочевка – 50р

Сборка и монтаж системы

Собираем электрическую схему

Сначала нам нужно собрать и протестировать схему, управляющую включением и выключением подсветки.

Это легче сделать, когда все детали разобраны — так нам не придется подниматься и спускаться по лестнице, когда мы собираем отдельные части.

• Контроллер подключаем к компьютеру и загружаем в него управляющий код. В принципе, при наличии навыков программирования разобраться в принципе работы и написать свою схему довольно просто, но если это входит в перечень ваших умений – не беда. Стандартных «прошивок» для контроллеров в сети вполне достаточно.

• Далее устанавливаем запрограммированный контроллер на плату, соединяем с драйверами светодиодов и подключаем к выходам на ленты.
• Отдельно присоединяем два вывода для сенсоров, которые будут контролировать включение системы.
• Если будет использоваться фотоэлемент – добавляем еще один вывод.

Совет. Блок управления, включая блок питания, лучше всего разместить либо в специальном шкафу управления на стене, либо в пластиковом корпусе под лестницей. Самое главное, чтобы корпус защищал компоненты от пыли и влаги, но в то же время обеспечивал легкий доступ.

В дополнение ко всей этой сложной автоматике специалисты рекомендуют установить простой выключатель, с помощью которого можно отключить систему или переключить ее на непрерывную работу в случае неполадок или сбоев.

Монтаж деталей

После того как система собрана и все работает, можно приступать к ее установке.

Светодиодная подсветка лестницы своими руками устанавливается в таком порядке:

• От лент отрезаем нужное количество фрагментов требуемого размера. Для нарезки используем ножницы, внимательно следя за тем, чтобы линия разреза не проходила через диод или резистор.

• На концы лент надеваем специальные коннекторы. Можно, конечно, и припаять провода, но так соединение получится более надежным. Да и скорость работы возрастет.

Совет: если вы делаете монтаж своими руками, то лучше сделать провода «+» и «-» разного цвета. Так вам будет гораздо проще соединить все компоненты в единую цепь.

• Обезжирив поверхности ступенек ацетоном, приклеиваем к ним светодиодные ленты. Провода заводим на тыльную сторону подступенков либо через проделанные отверстия, либо просто через щель меду ступенькой и стеной.
• Для формирования направленного светового потока ленты можно монтировать в специальных П-образных профилях.
• Альтернативой профилю может служить паз, проделанный в нижней части ступени, но этот вариант лучше реализовывать непосредственно в процессе постройки лестницы. В противном случае придется вырезать каналы фрезером, скорчившись под ступенями.
• Напротив верхней и нижней ступенек в стене проделываем отверстия. В отверстия устанавливаем подрозетники и утапливаем в них сенсорные датчики.
• Провода от датчиков по штробам заводим под ступеньки на нижнюю сторону лестницы.

Вывод

Учитывая сегодняшнее изобилие доступных «умных» электронных устройств, можно сказать, что светодиодные светильники для лестниц — это находка для домовладельца. С их помощью можно обеспечить очень привлекательное и эффективное освещение, а стоимость становится вполне «посильной». Смотрите видео в этой статье для получения дополнительной информации по этой теме.

Related posts:

Какие источники света наиболее практичны

Выбирая освещение лестницы для своего дома, важно знать особенности различных светильников. Знание плюсов и минусов поможет вам оценить различные варианты и выбрать лучший из них. Допустимы следующие типы источников света:

• Лампы накаливания. Благодаря невысокой стоимости, они все еще остаются популярными, несмотря на сильный нагрев и расточительный расход электроэнергии.
• Галогеновые. Отличаются ярким ровным светом, используются в люстрах или бра. Для локальной подсветки ступеней (особенно деревянных) не подходят – из-за яркости и довольно ощутимого нагрева. Галогенные лампы чувствительны к скачкам напряжения.

• Неоновые (газоразрядные). Цвет дампы зависит от того, какой газ находится внутри. У неона цвет свечения красно-оранжевый, но он в принципе может быть любым. Модели в виде трубок используются для продольной подсветки ступеней, свет получается мягким и не режет глаз. Лампы служат долго, но нуждаются в деликатном обращении.
• Светодиодные. Популярны благодаря устойчивому яркому свечению, малому энергопотреблению, разнообразию ассортимента. Они имеют впечатляющий срок эксплуатации и подходят для монтажа на деревянные элементы, так как практически не нагреваются. Выпускаются в разных формах: в виде лампы, точечного источника, ленты.

Осветительные приборы: как выбрать и где установить

Освещение для лестниц выбирается на этапе планирования дома, так как оно должно быть не только функциональным, но и соответствовать дизайну лестницы и остального интерьера. Производители предлагают широкий ассортимент ламп, почти все из которых подходят для освещения лестничных клеток.

Точечные светильники

Благодаря своим небольшим размерам они могут эффективно использоваться для всех типов освещения лестниц. Прожекторные модели характеризуются направленным световым потоком.

В зависимости от характеристик ламп свет может иметь различную цветовую температуру, что может быть использовано для достижения различных визуальных эффектов. Более холодные оттенки заставляют помещение казаться больше, а более теплые цвета создают ощущение уюта.

Существуют различные схемы расположения светодиодов для освещения лестниц: через одну или две лестничные площадки, в центре или по бокам. Точечные светильники используются в следующих частях конструкции:

• На стене вдоль ступеней. Если планируется сетевая подсветка, заранее продумывается способ маскировки проводки и устройства ниш для самих приборов. Проще всего это сделать в гипсокартонной поверхности.
• В подступенках. Полезное освещение получится, если разместить точечные элементы в подступенках (вертикальных элементах). Подобное решение позволяет избавиться от искажения контуров ступеней.
• На ступенях. Монтаж на горизонтальную поверхность ступеней проводится достаточно редко. Здесь выбирают менее мощные изделия, не раздражающие глаза по ночам.

Светодиодные ленты и неоновые трубки

Гибкие ленты — популярный способ рассеять темноту на лестничной клетке. Как и все изделия на основе светодиодов, они энергоэффективны, не нагреваются до опасного уровня и устанавливаются в упрощенном исполнении

Благодаря своей пластичности, пленка крепится к поверхности любой формы с помощью клеящей поверхности, иногда металлического профиля. Традиционные места крепления — стена вдоль лестницы, край лестницы и под перилами.

Неоновые трубки также используются для подсветки лестниц. Они гибкие, прочные и излучают приятный рассеянный свет, который не утомляет глаза в темное время суток. В отличие от светодиодных лент, неоновые трубки дают круговой, а не направленный свет.

Видео описание

Ниже представлено видео об автоматическом освещении лестниц:

Лестничная люстра и настенные бра

Люстра — это нетрадиционный способ украсить лестницу в частном доме. Она подходит для больших помещений с высокими потолками, а ее дизайн должен соответствовать дизайну интерьера.

Люстра устанавливается в проеме лестницы и крепится к потолочному крюку. Обычно она имеет вытянутую форму, свет направлен вниз и в стороны. Материалом для платформ и медальонов роскошных винтовых люстр служит хрусталь, а современные (модерн) модели изготавливаются из металла и стекла.

Настенные люстры — самый распространенный способ освещения лестницы. Они могут быть установлены различными способами: утоплены в стену, вмонтированы в поверхность или закреплены на кронштейне. Для небольших лестниц достаточно одного светильника, для развернутой лестницы их количество пропорционально увеличивается.

Как сделать подсветку своими руками

Если вы хотите смонтировать светильники самостоятельно, вам необходимо выбрать дизайн, рассчитать количество материалов и светильников и установить их.

Выбор оптимальной схемы

Первый шаг — определение пространственного расположения светильников:

1. На поверхности стены или в ее структуре.
2. По бокам, сверху или снизу.
3. На каждой ступени или через одну, две.
4. По всей их длине или только по центру.

После того как светильники и проводка к ним определены, необходимо с самого начала определиться с типом системы управления — простой, автоматической или комбинированной.

Расчет необходимого количества материалов и светильников

Только после точного расчета распределения светильников, кабелей и других устройств можно приобретать все компоненты системы. В настоящее время система освещения предлагается в виде готовых комплектов для одно- или двухмаршевых лестниц.

При расчете материалов учитывайте, что необходимо укладывать оштукатуренные стены, поэтому возникают дополнительные расходы на отделку. Если предполагается использовать вариант верхней проводки, необходимо приобрести декоративные кабельные каналы. Чем сложнее проект, тем больше потребуется дополнительного оборудования и расходных материалов. Автономное освещение, например, требует установки драйверов, контроллеров, источников питания и датчиков.

Общие рекомендации по установке светильников

При выборе светильников для лестничных клеток и проведении монтажных работ рекомендуется придерживаться следующего перечня правил:

1. Экономический показатель приборов освещения. Этот критерий тем актуальнее, чем чаще используется лестница.
2. Лестничный марш – всегда повышенный источник опасности в доме, особенно при отключении электроэнергии в общей сети. Поэтому система должна иметь запасной (а в некоторых случаях он может быть и основным) вариант автономного питания.
3. Подсветка более всего важна в тех помещениях, где лестничный пролет не имеет окон.
4. При выборе и монтаже светильников нельзя не учитывать интерьер самой лестницы.
5. Подсветка не должна раздражать зрения, но при этом должна иметь хорошее и равномерное освещение.
6. Фактор самостоятельной установки – можно ли своими силами установить выбранные приборы или потребуется заказывать услуги профессионального электромонтажника.

Монтаж автоматической светодиодной подсветки своими руками

Освещение светодиодной лентой просто, надежно и безопасно. Она проста, удобна в использовании, проста и надежна, поэтому посмотрите, как правильно выбрать материалы для них, какие инструменты необходимы и какие работы на лестнице можно выполнить своими руками.

Материалы и инструменты

Для монтажа светодиодной подсветки потребуются:

1. Моток светодиодной ленты (должна иметь защиту от пыли и влаги не ниже 67 и количеством диодов 60/метр).
2. Контролер.
3. Датчики движения из расчета по 2 штуки на каждый лестничный марш.
4. Фотореле (для автоматического включения при наступлении сумерек).

Если лента крепится с помощью металлического блока, то понадобится профиль, вырезанный по длине лестницы, саморезы и шуруповерт. Если материал лестницы — бетон, кирпич или камень, то понадобится также перфоратор или дрель с подходящим сверлом и дюбели для крепления профилей. Проводка из остатков ленты скрывается под плинтусом или лестницей или прокладывается в кабельных каналах.

Пошаговая инструкция

Монтаж выполняется в следующие этапы:

1. Лента со светодиодами разрезается по специальным линиям из расчета, чтобы итоговая ее длина была на 5 см меньше протяженности ступеней с каждого края.
2. Подготовленная полоска устанавливается к верхней части вертикальной поверхности ступеней, провода припаиваются к контролеру и общей проводке, подключаемой к блоку питания (при большой вероятности механических повреждений ленту лучше монтировать на алюминиевый профиль).
3. Выполняется монтаж сенсоров движения – так, чтобы зона его действия охватывала всю область верхней и нижней ступеней.
4. Провода укладываются в кабель-каналы или под плинтус.
5. Вся проводка выводится в удобном месте к распредкоробке, соединяемой с контролером.
6. Контролер подключается к модулю управления или компьютеру.
7. Система подключается и тестируется.

Важно! Все работы по монтажу электропроводки, светильников и вспомогательного оборудования должны проводиться только при обесточенной лестничной клетке.

Основные выводы

Освещение лестничной клетки — одна из важнейших мер безопасности в вашем доме. Каждый может самостоятельно сделать простое, эффективное и надежное освещение лестницы. Как правило, для этого используются светодиодные ленты. Более сложные системы, такие как прожекторы и настенные светильники, работают на батарейках или от сети. При наличии достаточного пространства можно установить и люстру.

Светильники могут быть установлены в конструкциях из любого материала. Однако следует помнить, насколько сложно с ними работать и насколько важна пожарная безопасность. Например, не рекомендуется устанавливать галогенные лампы, которые слишком сильно нагреваются, на деревянных лестницах.