מעל השיש במטבח שלי היה פס לדים ארוך, שפעל פחות או יותר ברציפות תקופה ארוכה. עם הזמן הלדים נחלשו מאד, והתאורה הפכה עלובה ולא אחידה. במקום להחליף את הפס וזהו, החלטתי ליצור מערכת שתדליק את האור אוטומטית כשמישהו מסתובב באיזור, ותכבה אותו לאחר מכן כדי לחסוך חשמל וגם להאריך משמעותית את חיי הלדים. הנה מה שיצא.

תכונות

בשלב האיפיון של המערכת החלטתי שאני רוצה אופציה להשאיר את האור דולק בקביעות (למשל כ"מנורת לילה") או כבוי תמיד, וכן שהכיבוי וההדלקה האוטומטיים יהיו "רכים" ונעימים יותר לעין מסתם On/Off. פרט נוסף שהחלטתי לממש הוא לד חיווי, שיראה לי תמיד באיזה מצב המערכת נמצאת ויעזור לי לאתר תקלות במקרה הצורך – למשל, להבדיל בין מצב בו המערכת לא מקבלת חשמל כלל, לבין מצב בו המערכת עובדת ורק פס הלדים תקול.

החומרה

חיישן התנועה HC-SR501 הוא המועמד הטבעי לגילוי נוכחות של בני אדם במטבח. הוא זול, מוכר, אמין, בעל טווח ורגישות מתאימים, וגם נוח מאד לתפעול: צריך רק לתת לו חשמל, והוא יוצר סיגנל של מספר שניות בפין הפלט בכל פעם שהוא מבחין בתנועה.

את הסיגנל הזה בחרתי לעבד בעזרת מיקרו-בקר PIC12F675, גם כי הוא קטן וזול וגם כדי לחזור ולתרגל את העבודה איתו. כמובן שוידאתי מראש, על הנייר, שהיכולות של הצ'יפ הצנוע הזה יספיקו למערכת.

מכיוון שהמערכת אמורה לפעול זמן רב ללא השגחה, לקחתי טווח ביטחון גדול מאד ובחרתי בטרנזיסטור MOSFET הקשוח ביותר שהיה לי בהישג יד, בשם IRF840, למיתוג החשמל לפס הלדים. הרכיב הזה אמור לעמוד בקלילות בעומס של התאורה, ובשביל השקט הנפשי הצמדתי לו גם גוף קירור קטן.

מקור הכוח למערכת כולה הוא ספק כוח במתח 12V (המתח קבוע, לא הזרם – זה חשוב), אלא שה-PIC והחיישן עובדים במתח מרבי של 5V, אז למערכת מתווסף גם מייצב מתח קטן מדגם 78L05. אין שום טעם לעבוד כאן עם סוללות.

התוכנה

ערוצי הקלט של המערכת הם חיישן התנועה וכן לחצן פשוט, שכל לחיצה עליו משנה את מצב הפעולה ("ללא תאורה", "תאורה קבועה", "תאורה לפי תנועה" וחוזר חלילה). התוכנה מבצעת debounce כדי לנקות את הקלט מהלחצן הזה, ושומרת ב-EEPROM (הזיכרון ה"עמיד") של ה-PIC את המצב הנוכחי של המערכת, כדי לשחזר אותו לאחר מכן במקרה של הפסקת חשמל.

ל-PIC שני טיימרים. אחד מהם משמש כאן לניהול דפוסי ההבהובים השונים של לד החיווי הקטן, שמציינים את מצבי המערכת: אור קבוע במצב של ON, הדלקה קצרצרה פעם בחמש שניות במצב OFF, או כיבוי קצרצר פעם בחמש שניות במצב אוטומטי. הטיימר השני יוצר סיגנל PWM (שאינו קיים בחומרת המיקרו-בקר הזה) כדי לשלוט בעוצמת התאורה הנתפסת של פס הלדים וליצור את אפקט ההדלקה והכיבוי האיטיים.

התוכנה נכתבה במידה רבה תוך כדי תנועה, ולכן אפשר בהחלט לייעל אותה אם יתעורר צורך. במצבה הנוכחי היא תופסת כמעט בדיוק חצי מנפח ה-Flash של המיקרו-בקר (שגודלו קילובייט אחד) ומנפח ה-RAM (של 64 בייטים).

מארז ובטיחות

ה-Veroboard החשוף אליו הולחמו הרכיבים לא נראה אסתטי במיוחד, ולכן הסתרתי אותו קצת בתוך חצי מארז פלסטי של ספק כוח עתיק ומקולקל. הסתבר שהוא בדיוק בגודל המתאים, ובעזרת בורג ואום פלסטיים, חוט דיג ודבק חם קיבעתי את הלוח למארז. את מארז הפלסטיק עצמו הצמדתי לחלק התחתון של ארון מטבח עליון עם פסי וולקרו דביקים.

חשוב לשים לב, במטבח יש דברים שיוצרים אדי מים  – בישול על כיריים, קומקום חשמלי ועוד. האדים אמנם אמורים להיות נטולי מלחים ולכן בלתי-מוליכים כמעט לחלוטין, אבל הם עדיין עלולים לתרום לקורוזיה של רכיבים. בעיה כזו אפשר לפתור עם חומרים מיוחדים לציפוי המעגל, או עם מארז אטום למים. מכיוון שלא היו לי פתרונות כאלה בהישג יד, פשוט וידאתי שהמערכת מותקנת במקום שאדים לא מגיעים אליו בשימוש רגיל.