Hareket Sensörlü Merdiven Işığı: PIR, Arduino, 12V LED

Gece merdivenden inerken ışığın kendiliğinden yanması, akıllı evlerin en kullanışlı özelliklerinden biridir. Bu yazıda iki hareket sensörü, Arduino ve 12V LED modüllerle bir akıllı ev maketi için merdiven ve koridor ışığı yapıyoruz. Işık aniden değil, yavaşça yanıp söner. Malzeme listesi, bağlantı adımları, kod ve sunum önerileri aşağıda.

Hareket sensörlü merdiven ışığı nasıl çalışır?

Hareket sensörlü merdiven ışığı, insan vücudunun yaydığı ısıyı algılayan PIR sensörlerle hareketi fark edip ışığı belirli bir süre yakan otomatik bir aydınlatma sistemidir. PIR, "pasif kızılötesi" demektir; sensör kendisi ışık yaymaz, ortamdaki kızılötesi değişimi algılar.

Merdivenin altına ve üstüne birer sensör konur. Hangisi hareket görürse görsün Arduino ışığı yakar ve sayacı sıfırlar. Son hareketten 20 saniye sonra ışık söner. Sensörlerin iç yapısı PIR hareket sensörü yazısında anlatılıyor.

Hangi malzemeler gerekir?

Bu proje için Arduino, iki PIR sensör, IRF520 MOSFET kartı, 12V LED modüller ve 12V 1A adaptör gerekir.

Malzeme listesi

Her LED modülü 12V'ta 40 mA çeker ve 0,5 W harcar. Altı modül toplam 240 mA ve 3 W eder. Arduino ile birlikte akım 0,3 A civarında kaldığı için 1 A'lik adaptör yeterlidir. 12V LED şerit kullanmak isterseniz bağlantı aynıdır; şeridin metre başına akımını etiketinden okuyup adaptörü buna göre seçin.

Hangi sensör ve sürücü seçilmeli?

Arduino'lu projede küçük, 3 pinli PIR modülleri ve IRF520 MOSFET kartı en uygun seçimdir; çünkü ışığı hem açıp kapatır hem de yumuşak geçiş sağlar.

Kod yazmadan çalışan bir sürüm için XY-HW4010 5-24V PIR hareket algılama modülü hareket görünce yükü doğrudan açar, süre dolunca kapatır. Bu yazıda Arduino'lu sürümü yapıyoruz; çünkü projeye iki sensör, yumuşak geçiş ve kullanım sayacı eklemek mümkün olur.

Devre nasıl bağlanır?

Alt PIR sensörün çıkışı D2'ye, üst PIR sensörün çıkışı D3'e, IRF520 kartının SIG ucu D9'a bağlanır; LED modülleri kartın V+ ve V− klemensine paralel bağlanır. Bağlantıyı adaptör ve USB çıkarılmışken yapın.

1. Alt sensörü bağlayın: VCC → 5V, GND → GND, OUT → D2.
2. Üst sensörü bağlayın: VCC → 5V, GND → GND, OUT → D3. Uzun kablo gerekiyorsa üç damarlı ince kablo kullanın.
3. IRF520 kartını bağlayın: SIG → D9, VCC → 5V, GND → GND.
4. Arduino'nun VIN pinini IRF520 kartının VIN klemensine, GND'yi GND klemensine bağlayın. Adaptör Arduino'nun DC jakına takılınca VIN pininde yaklaşık 11,3V bulunur.
5. Altı LED modülünü paralel bağlayın: bütün kırmızı kablolar V+ klemensine, bütün siyah kablolar V− klemensine gitsin. Modülleri basamakların yan duvarına yapıştırın.
6. Bağlantıları bir yetişkine kontrol ettirin. USB ile kodu yükleyin, sonra adaptörü takın. PIR sensörlerin ısınması için ilk açılışta yaklaşık 30 saniye bekleyin.

const byte PIR_ALT = 2, PIR_UST = 3, LED_PIN = 9;
const unsigned long ACIK_SURE = 20000UL;  // son hareketten sonra 20 s
unsigned long sonHareket = 0;
bool hareketVar = false;
int parlaklik = 0, sayac = 0;
bool oncekiAlt = false, oncekiUst = false;

void setup() {
  pinMode(PIR_ALT, INPUT);
  pinMode(PIR_UST, INPUT);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  delay(30000);                           // PIR isinma suresi
}

void loop() {
  bool alt = digitalRead(PIR_ALT) == HIGH;
  bool ust = digitalRead(PIR_UST) == HIGH;
  if ((alt && !oncekiAlt) || (ust && !oncekiUst)) {
    sayac++;
    Serial.print(alt ? F("Alt") : F("Ust"));
    Serial.print(F(" sensor, toplam: "));
    Serial.println(sayac);
  }
  oncekiAlt = alt;
  oncekiUst = ust;
  if (alt || ust) { sonHareket = millis(); hareketVar = true; }
  if (hareketVar && millis() - sonHareket > ACIK_SURE) hareketVar = false;

  int hedef = hareketVar ? 255 : 0;
  if (parlaklik < hedef) parlaklik = min(parlaklik + 5, 255);   // ~0,5 s'de yanar
  else if (parlaklik > hedef) parlaklik--;                       // ~2,5 s'de soner
  analogWrite(LED_PIN, parlaklik);
  delay(10);
}

Işık her 10 ms'de 5 adım artarak yaklaşık 0,5 saniyede tam parlaklığa çıkar, 1'er adım azalarak yaklaşık 2,5 saniyede söner. Süreyi değiştirmek için ACIK_SURE değerini düzenleyin. Kod, her yeni algılamayı sayıp Seri Monitör'e yazar; bu sayı sunumunuz için kullanım verisi olur.

Hangi güvenlik kurallarına dikkat edilmeli?

Bu projede yalnızca 12V LED'ler kullanılır; evdeki 220V merdiven otomatiğine ya da lamba tesisatına kesinlikle dokunulmaz.

• Evin aydınlatma tesisatı 220V'tur ve ölümcül olabilir; yalnızca yetkili elektrikçi çalışabilir. Proje bir maket üzerinde yapılır.
• Adaptörü prize bir yetişkin taksın; kasasını açmayın.
• Bağlantıyı değiştirmeden önce adaptörü ve USB kablosunu çıkarın.
• LED modüllerinin artı ve eksi uçlarını ters bağlamayın; V+ ile V− klemenslerini birbirine değdirmeyin.
• Maketi gerçek merdivende denerseniz kabloları basamak üzerinde bırakmayın; takılıp düşme riski oluşur.

Projeyi nasıl sunarsınız?

Projeyi, iki katlı bir akıllı ev maketi üzerinde enerji tasarrufu hesabıyla birlikte sunabilirsiniz.

• Maket: Kartondan iki katlı bir ev ve aralarında 6 basamaklı bir merdiven yapın; her basamağın yanına bir LED modülü yerleştirin.
• Gösterim: Ziyaretçiden elini alt sensörün önünden geçirmesini isteyin; ışığın yavaşça yandığını ve 20 saniye sonra söndüğünü gösterin.
• Enerji hesabı: Sürekli yanan 3 W'lık ışık günde 3 × 24 = 72 Wh harcar. Sayaçtaki kullanım sayısıyla günlük yanma süresini bulup tasarrufu hesaplayın.
• Geliştirme: Bir LDR ekleyerek ışığın yalnızca karanlıkta yanmasını sağlayabileceğinizi anlatın.
• Rapor: Problem, malzemeler, devre şeması, kod, enerji tablosu ve sonuç bölümlerini ekleyin.

LDR ile karanlık algılama için LDR ışık sensörü yazısına bakabilirsiniz.

Sık sorulan sorular

Işık hiç sönmüyorsa ne yapmalıyım?

Sensörlerden biri sürekli hareket görüyordur. Seri Monitör'de hangi sensörün tetiklendiğine bakın. Sensörü ısı kaynaklarından, güneş alan pencerelerden ve klima çıkışından uzaklaştırın. Sensörün kendi bekleme süresi uzunsa ışık da o kadar uzun yanar; kod, son hareketten itibaren 20 saniye saydığı için sensörün çıkışının LOW olmasını bekler.

PIR sensör neden gecikmeli algılıyor?

PIR sensörler, ortamdaki kızılötesi değişimi algıladığı için sensöre doğru yürüyen birini yandan geçen birine göre daha geç fark eder. Sensörü, merdivene giren kişinin önünden yan yana geçeceği bir açıyla yerleştirin. İlk açılışta da sensörün ortama alışması için bir süre beklemek gerekir.

SR602 çıkışı 3,3V ise Arduino Uno okuyabilir mi?

Evet, okuyabilir. Arduino Uno 5V ile çalışırken yaklaşık 3V'un üzerindeki gerilimleri HIGH olarak kabul eder; 3,3V seviyesindeki sensör çıkışı bu sınırın üstündedir. Kablo çok uzunsa ve okuma kararsız kalıyorsa sensörü Arduino'ya daha yakın yerleştirin ya da daha kısa kablo kullanın.

Basamaklar sırayla yanabilir mi?

Evet, ama her basamak ayrı kontrol edilmelidir. Bunun için her basamağa ayrı bir MOSFET kanalı ya da adreslenebilir WS2812 LED'ler kullanılır. WS2812 ile tek veri pininden her LED ayrı yakılabilir; kod, alt sensör tetiklenince basamakları aşağıdan yukarı, üst sensör tetiklenince yukarıdan aşağı yakar.

Bu sistem evdeki merdivene kurulabilir mi?

Öğrenci projesi olarak evdeki 220V tesisata kurulmamalıdır. Gerçek uygulamalarda ya hazır, sertifikalı merdiven otomatikleri kullanılır ya da 12V LED şerit sistemini yetkili bir elektrikçi kurar. Bu projeyi maket üzerinde 12V ile yapmak, çalışma ilkesini göstermek için yeterlidir.

Özet

• Merdiven ışığı, PIR sensörlerle hareketi algılayıp 12V LED'leri belirli süre yakan bir sistemdir.
• Alt PIR D2'ye, üst PIR D3'e, IRF520 SIG ucu D9'a bağlanır; LED modülleri V+ ve V− klemensine paralel bağlanır.
• Işık yaklaşık 0,5 saniyede yanar, son hareketten 20 saniye sonra yaklaşık 2,5 saniyede söner.
• Altı adet 12V 0,5W modül toplam 240 mA çeker; 12V 1A adaptör yeterlidir.
• Yalnızca maket üzerinde 12V ile çalışın; 220V tesisata dokunmayın.