Intelligente Treppenhaus-RGB-LED-Beleuchtung – Bewegungsaktiviert & Einfach zu Installieren

Komponenten und Zubehör

Arduino Nano R3	×	1
Individuell ansteuerbare LEDs WS2812	×	1
Bewegungssensor HC-SR501	×	2
5V 1-2A Netzteil	×	1
Kabelkanal (25mm × 16mm × 2m)	×	2

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

• Lötkolben
• 10mm Bohrer
• Heißklebepistole
• Metallsäge (zum Kürzen des Kabelkanals)
• 3D-Drucker (optional – für PIR-Sensor-Gehäuse; alternativ breiterer Kabelkanal nutzen)

Projektbeschreibung

Meine Treppe hat vor einiger Zeit einen gebrochenen Zeh gefordert. Zum Glück nicht meiner, aber ich fühlte mit dem armen Kerl. Der Zeh ist wieder okay, aber es ließ mich nachdenken: Kann ich das Risiko weiterer Opfer reduzieren? Und wenn möglich günstig!

Dieses Tutorial stammt von meinem Blog NotEnoughTech.com, dort gibt es mehr Details zum Bau.

Rough Sketch nur durch Anstarren der Treppe entstanden. Licht rechts entlang der Stufen für schönen Effekt und Ordnung. Automatische Auslösung durch Bewegungsmelder.

Bestes Layout: In Kabelkanal eingehüllt, zwei LEDs pro Stufe. 13 Stufen → 26 RGB-LEDs für die Treppen-RGB-Beleuchtung.

Kabelkanal

Los geht's mit dem Kabelkanal. Stufen sind 30 cm auseinander → 2 Löcher pro Stufe, 15 cm Abstand. In die flache Seite bohren (8-10 mm Bohrer), sonst schwer LEDs einzuführen.

Gleich Montagelöcher bohren (4 mm). 5 pro 2 m Kanal ausreichend. Jeweils eines nah an jedem Ende. Falls PIR-Gehäuse-Maße bekannt: Kanal vorher auf Länge schneiden – spart Zeit. Enden keilförmig zulaufen lassen, damit Ober- und Unterkante senkrecht zum Boden abschließen.

Für minimalen Stoß: Ein Teil kürzer schneiden, damit Abdeckung mit LEDs überlappt.

LEDs

LED-Strip zuerst testen, dann in Einzelstücke schneiden (Auf Markierungen achten, Orientierung der LEDs beachten – WICHTIG). Richtungen im Kanal markieren vor Weiterarbeit.

Markieren:

• Richtung der Ein-/Ausgangsleitung
• GND-Seite
• Plus-Seite

Vor Ankleben: Lötkolben nutzen, Kontaktpunkte vorzuzinnen. Schneller. Je Seite kleiner Lötzinn-Blob. Falls 3M-Klebestreifen auf LED-Strip: Erst entfernen.

LEDs einkleben, Orientierung beachten. Konsistent über alle Kanäle. Falls Enden gekeilt: Reihenfolge nicht mehr änderbar.

Löten

Zeitaufwendigster Teil. Jede LED braucht 3 Drähte zur nächsten. Farbkodierung konsistent halten. Drähte auf gleiche Länge vorkürzen und verbinden. Minimalen Spielraum lassen, nicht übertreiben. Drähte zwischen LEDs festkleben, sonst verhaken sie beim Schließen des Kanals.

VCC und GND an beiden Enden verlängern. Verbindungsstücke benötigen zusätzlich Data-Leitung.

PIR-Sensoren

Schönes Gehäuse auf Thingiverse gefunden, gedruckt und kleine Kerbe für Kabel gesägt. Jumper-Kabel für Pins genutzt. Plastiktrenner an Pins entfernt, Pins seitlich gebogen → Sensor sitzt bündig an Rückplatte. Stromversorgung über LED-Stromschienen.

Oberer Sensor braucht Kabel durch gesamten Kanal (außer Arduino ist oben, dann umgekehrt). Alle Kabel gesplittet, Jumper-Verbindungen genutzt → Kanäle für Transport trennbar. Montage: 4 Kabel verbinden (VCC, GND, DATA, PIR).

Unterer Sensor direkt an Arduino. Auch über Arduino Nano Stromschienen versorgt.

Schaltplan

Wichtig: Common Ground mit Arduino teilen, damit LED-Datensignal korrekt. Viele Umsetzungsmöglichkeiten. Erst Jumper-Kabel zum Testen, dann kleine PCB mit festem Arduino und allen Kabeln.

Ersatz Mini-USB-Kabel geopfert: Rote und schwarze Ader in Stromversorgung. So ist Spannung geregelt – Arduino Nano nicht über Pins versorgen! Vorteil sauberer Kabel: Nano passt in den Kabelkanal.

26 LEDs benötigen ~300 mA Spitze → fast jedes USB-Netzteil reicht. Anderes Kabelende (USB-A) für Verlängerung von Steckdose zu Arduino/LEDs genutzt.

Montage der Treppen-RGB-LED-Beleuchtung

Oben anfangen – Schwerkraft stört nicht. Breiteren Kanal mit Schrauben an Wand befestigen. Auf Enden achten: Schrauben nah an Enden. PIR montieren, Kabel durch Löcher führen.

LED-Kabel verbinden, nach unten arbeiten, Kanal schließen, Knoten vermeiden. Arduino Nano in Reststück vom Kanal untergebracht. Länger als Mikrocontroller, Zugriffsloch unten für Stromleitung.

Stromanschluss so gelötet, da keine einfache Neuprogrammierung möglich. Wer es fancy will: Sockel für Nano einbauen → komplett entnehmbar.

Zum Schluss Kabel aufräumen, Stromkabel an Sockelleiste klemmen für fast unsichtbaren Effekt.

Code

Arduino Code

Exzellente Basis von Dean Montgomery mit vielen Effekten:
GitHub Repository

Custom Parts & Enclosures

PIR Sensor Gehäuse

CAD-Datei auf Thingiverse.com

Schaltpläne

Schaltplan zeigt alle Verbindungen (Batterie durch passende 5V-Quelle ersetzen):