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Arduinoで『暗がり補助・誘導イルミネーション』を作る

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Arduinoって?

Arduinoで『暗がり補助・誘導イルミネーション』を作る

Arduinoで『暗がり補助・誘導イルミネーション』を作る

フォトレジスタと人感センサーを使ったイルミネーション
2017/12/06

 Arduinoを使って『暗がり補助・誘導イルミネーション』を作るページ。

 例えば、夜、電気を消した部屋の足下やベット下、廊下、通路、トイレ付近など電気をつけるほどでもないが、人が通る時には、ちょっとした明かりは欲しい、人がいない時は不要だから常夜灯ではなく、といった際に足下などを照らすためなどに。

 また、玄関先や庭、ベランダ・バルコニーなどなら、家人や通行人に反応して点灯や点滅させることで照明、装飾、更に必要に応じてブザーなどと併用することで防犯装置としても使うことができるだろう。

 灯りには、ライトやランプでもよいが、時期的にクリスマスらしく?ここでは、LEDテープ、LEDストリング、LEDストリップなどと呼ばれるテープ状やケーブルにLEDが複数連なったものと光センサや人感センサなどを使うものとする。

夜間・暗闇補助イルミネーション

夜間補助イルミネーションOFF

 イルミネーションOFF。

 明るい時、人がいない時には、点灯しない。

夜間補助イルミネーションON

 イルミネーションON。

 暗くて、かつ、人がいる、通過する時に点灯する。

 ここでは、イルミネーションには、とりあえず、100均ダイソーのLED 10灯 常時点灯タイプ グリーン1色(全長約1500mm,1.5m)の電池ボックスを外して(ケーブルを切って)使ってみた。

 ただ、眺める分には綺麗だし、長さもそこそこあるが、LED数も少なく、予想通り、補助灯にするには、光量が不足気味であるため、実用的には、電圧(電流)を上げるとか、LEDもパワーLEDを連ねるか、LEDストリング(LEDストリップ、LEDテープ...etc.)を使う必要があるだろう。

 LEDテープには、メートルあたりのLED数、単色・点灯のみから点滅できるもの、更には付属リモコンでLEDの色や点灯・点滅パターンを8種類前後の選択できるもの、電源は、DC12Vが多いようだが、DCプラグ出し、ケーブル出しだけのものやDCアダプタ付きのものなどいろいろあるので用途や好みに合わせて選ぶとよいだろう。

 また、テープ状のものは、往々にして数cm程度の長さごとに途中で切断できるものが多く、一端のみにケーブルが出ているもの、2分割を想定し、両端に出ているものなどがあるが、もちろん、切って既存の取り出しケーブルと分断した部分については、自分でケーブルをハンダ付けするなどする必要がある。

 このように各種あるわけだが、値段的には、数百円〜2000円前後程度のものが多いようだ。

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 電源は電池などでも良いが、ここでは、ACアダプタ接続USB充電器を想定、3.3V/5Vなら、そのまま、それ以上(12Vなど)なら昇圧モジュールやUSB 5V-DC 12V変換ケーブルなどを介してArduinoボードを接続するものとする。

 光センサには、CdSやフォトダイオード、これらを搭載したモジュール、人感センサには、3〜7m程度の感度、検出後の電圧出力時間などをポテンショメータで調整可能だが、センサカバー部を露出させる必要のある焦電センサや、そのままでは調整はできないが、ある程度の物質を介しても反応し、センサを隠蔽できるマイクロ波レーダーなどのチョイスが考えられるだろう。

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 仮に1000円ほどのLEDテープを使うとして、Amazonマーケットプレイス激安店価格でいけば、Nanoが、350〜400円、人感センサが140〜200円程度、光センサが約100円、昇圧モジュールかUSB-DC変換ケーブルをおよそ200円、ブレッドボードで済ますとしたらジャンパワイヤ含め、200円弱、Nano用ミニUSBケーブルや筐体とするケースは100均で買うとすればそれぞれ108円で216円、ACコンセント接続USB充電器(Android用)もダイソーなら216円、締めて2500円ちょっとといったところか。

 より安価なLEDテープを使えばマイナス200〜300円、場所や用途によって100円ショップのLEDストリングでもいけるなら、マイナス800〜900円程度にはなる。

const int cds = 5;
const int pir = 6;
 
void setup() {
  // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  int cdsin = digitalRead(cds);
  int pirin = digitalRead(pir);
  if(cdsin && pirin) {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(1000);                       // wait for a second
  } else {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(1000);                       // wait for a second
  }
}

 ラフスケッチは、これだけ。

 回路は、ArduinoボードにNano、CdSモジュール搭載の光センサ4ピンのD0をD5、赤外線焦電・人感センサHC-SR501のOUTをD6、それぞれVCCを5Vか3.3V、GND-GND、ボードLEDに割り当てられているD13のHIGH/LOWを切り替えるものとし、D13からLEDストリングのプラス、マイナスをGNDに接続。

 ちなみに、この検証の構成ならセンサ、LEDともに5Vのみならず、3.3Vでも機能した。

 今回は、消費電力抑制を全く考慮しておらず、スリープもしていなければ、トランジスタさえも入れていないが、検証のみならまだしも、実用するなら、少なくともトランジスタは追加、スリープ機能(ここでは鳥よけや他で入れた)も入れた方がよいだろうし、消費電力は低いに越したことはないので更なる工夫も検討の余地大だろう。