Костёр с датчиком движения

Имитация пламени костра, камина или печи довольно часто используется в театральных спектаклях. В простейшем случае - это мерцающая красная лампа с вентилятором, воздушный поток которого шевелит лоскутки легкой материи "пламени".

Намного интереснее выглядит костер, свет от которого изменяет яркость в случайном порядке так, что отсветы его создают блики на окружающих предметах и лицах актеров.

Для большей правдоподобности в схему костра добавлен датчик движения. Если в поле зрения датчика нет движущихся предметов, яркость костра постепенно снижается (оставаясь при этом случайной, уменьшается лишь максимальная яркость свечения светодиодов). При достижении минимальной яркости костер продолжает "тлеть", имитируя свечение углей.

При возобновлении движения в зоне контроля PIR-сенсора костер вспыхнет снова, и будет работать в максимальном режиме, пока не исчезнет активность вокруг него и не истечет время задержки отключения. После этого костер вновь перейдет в режим затухания пламени, а затем имитации тлеющих углей.

увеличить

Принципиальная схема

Электронная схема костра не отличается от схемы светильника на светодиодах с датчиком движения - разница лишь в прошивке программы.

Светодиоды различного цвета (красные, желтые, оранжевые и синие мерцающие) включены параллельно цепочками по три светодиода с балластным резистором в каждой цепи.

Мощный транзистор (через резистор R1) подключен к выходу PWM микроконтроллера. Управляя скважностью широтно-модулированного сигнала на выходе Arduino, мы управляем яркостью светодиодов. Яркость светильника плавно изменяется в случайном порядке в диапазоне от максимальной до значения, уменьшенного на величину допустимого перепада яркости.

При срабатывании датчика движения максимально возможная яркость светодиодов увеличивается. Преобразование яркость - код модуляции (PWM) реализуется программно и имеет логарифмическую зависимость (64 ступени), приблизительно соответствующую кривой яркости светодиодиодов. Программа логарифмического преобразования взята из книги Arduino Phisical Computing fur Bustler, Designer & Geeks (Manuel Odendahl, Julian Finn, Alex Wengler)

При отсутствии сигнала от датчика движения начинается отсчет времени задержки отключения. Если в этот период снова сработает датчик, то наибольшая яркость останется максимальной, а отсчет времени задержки начнется заново.

Если же движение не обнаружено и время ожидания истекло, начинается постепенное уменьшение максимально возможной яркости до нуля. Возобновление активности в зоне действия датчика приводит к плавному увеличению яркости, начиная с того значения, при котором движение возобновилось.

Для отключения автоматического режима установлен выключатель S1. Если он замкнут - светильник будет работать независимо от состояния датчика движения, если разомкнут - светодиодами управляет контроллер.

В связи с тем, что общий ток через светодиоды может достигать нескольких ампер, транзистор VT1 устанавлен на радиатор.

программа для Arduino
Скачать программу для Arduino - pir_fire.ino

PostScriptum
Для независимой работы светодиодов различных цветов придется немного изменить программу и добавить дополнительные транзисторные ключи. Микроконтроллер Arduino UNO позволяет подключить до шести каналов, управляемых с помощью PWM.

Ссылки по теме
Модули
Справочная информация