Intelligente AC-Beleuchtung mit Arduino UNO & Relais – Automatische Steuerung

Komponenten und Zubehör

Komponente	Menge
Arduino UNO	1
Relais-Modul (1 Kanal, 5 V, Active-Low)	1
Ultraschallsensor HC-SR04	1
Energiesparlampe (E27) + Fassung + Netzstecker	1
5 V Netzteil (für Arduino)	1
Steckplatine + Jumper-Kabel	1 Set
Schraubendreher (Kreuz, für Relais-Klemmen)	1

Software & Tools

• Arduino IDE (oder Visual Studio mit Arduino-Extension)
• NewPing-Bibliothek (für HC-SR04, Median-Filter)

Projektbeschreibung

Eine energiesparende Lampe schaltet sich automatisch ein, wenn jemand den Raum betritt, und aus, wenn er ihn verlässt. Erkennung per Ultraschallsensor an der Tür. Das Relais schaltet die 230 V-Leitung der Lampe potencialgetrennt.

⚠ WARNUNG: Das Projekt arbeitet mit 230 V Netzspannung. Nur mit entsprechender Qualifikation oder unter Aufsicht einer Fachkraft durchführen! Alternativ kann das Konzept mit 12 V/24 V LED-Streifen (Low Voltage) gefahrlos nachgebaut werden.

Hardware-Aufbau

Ultraschallsensor HC-SR04

• VCC → 5 V
• GND → GND
• Trig → Pin 12
• Echo → Pin 11

Relais-Modul (Active-Low)

• VCC → 5 V
• GND → GND
• IN1 → Pin 8

Test: IN an 5 V → Relais aus; IN an GND → Relais ein.

Lampe an 230 V

Eine Leitung der Lampe direkt an Netzstecker. Die zweite Leitung unterbrechen: Ein Ende an Relais COM (Common), anderes Ende an NO (Normally Open). Relais zieht an → Stromkreis geschlossen → Lampe an.

Software-Logik

1. Distanz per Ultraschall messen (Median-Filter über 7 Messwerte gegen Ausreißer).
2. Wenn Objekt näher als critical_distance_cms (z. B. 50 cm, halbe Türbreite):
3. Warten, bis Objekt den Bereich verlässt (Distanz > Schwelle).
4. Relais-Zustand toggeln (Licht an/aus).

Entprellung & Rauschunterdrückung

Der HC-SR04 liefert gelegentlich 0 (kein Echo) oder Ausreißer. Lösung:

• sonar.ping_median(7) → Median von 7 Messungen.
• sonar.convert_cm() → Umrechnung in cm.
• Wert 0 → auf MAX_DISTANCE setzen (kein Fehlalarm).

unsigned int readDistance() {
  unsigned int distance = sonar.convert_cm(sonar.ping_median(7));
  if (distance == 0) distance = MAX_DISTANCE;
  return distance;
}

Hauptprogramm (Smart_House_Light.ino)

#define TRIGGER_PIN 12
#define ECHO_PIN 11
#define MAX_DISTANCE 200
#define RELAY_LINE1_PIN 8

#include "NewPing.h"
NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

unsigned int critical_distance_cms = 50;
bool state = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RELAY_LINE1_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_LINE1_PIN, HIGH); // Relais aus (Active-Low)
}

void loop() {
  delay(50);
  unsigned int distance = readDistance();
  Serial.print("Ultrasonic: "); Serial.print(distance); Serial.println("cm");

  if (distance < critical_distance_cms) {
    while (distance < critical_distance_cms) {
      distance = readDistance();
      delay(5);
    }
    state = !state;
    if (state) {
      Serial.println("Door Open!");
      digitalWrite(RELAY_LINE1_PIN, LOW); // Licht an
    } else {
      Serial.println("Door Closed!");
      digitalWrite(RELAY_LINE1_PIN, HIGH); // Licht aus
    }
  }
}

Test-Sketch (nur Ultraschall)

#include <NewPing.h>
#define TRIGGER_PIN 12
#define ECHO_PIN 11
#define MAX_DISTANCE 200
NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

void setup() { Serial.begin(115200); }
void loop() {
  delay(50);
  Serial.print("Ping: "); Serial.print(sonar.ping_cm()); Serial.println("cm");
}

Quellcode & Repository

Visual Studio Projekt mit angepasster NewPing-Lib (dynamische Arrays):

GitHub: Arduino_SmartHouseLights

Schaltplan