스마트 계단 RGB LED 조명 시스템 - 모션 감지 자동 점등, 간편 설치
필요한 부품 및 소모품
- 아두이노 나노 R3 (Arduino Nano R3) × 1
- WS2812 개별 제어 RGB LED 스트립 × 1 (26개 LED 사용, 스트립 절반 미만)
- PIR 모션 센서 HC-SR501 × 2 (계단 상단/하단용)
- 5V 1-2A 파워 서플라이 × 1
- 케이블 트렁킹 25mm×16mm×2m × 2개
필요한 도구
- 납땜 인두
- 10mm 드릴 비트
- 글루건
- 핸드쏘 (트렁킹 절단용)
- 3D 프린터 (PIR 센서 케이스 출력용, 선택 사항)
프로젝트 동기 및 설계
계단에서 넘어져 발가락 골절 사고가 발생한 후, 저렴하면서 효과적인 계단 조명 솔루션을 고민하게 되었습니다. 개인 블로그(NotEnoughTech.com)에 상세 빌드 과정이 올라와 있습니다.
계단 우측면에 트렁킹을 설치해 배선을 깔끔하게 정리하고, 계단 수(13개) × 2 = 26개 RGB LED로 부드러운 그라데이션 효과 구현. 상단/하단에 PIR 센서 2개로 양방향 진입 감지.
제작 과정 상세
1. 케이블 트렁킹 가공
- 계단 간격 30cm → LED 구멍 간격 15cm로 10mm 드릴 비트로 천공 (얕은 쪽에 뚫어야 LED 삽입 용이).
- 고정용 4mm 나사 구멍도 함께 뚫음 (2m당 5개 권장, 양끝 근처 필수).
- 트렁킹 끝단을 바닥/천장에 수직이 되도록 테이퍼 가공.
- 이음새 간격 최소화 위해 한쪽을 짧게 잘라 커버가 겹치도록 함.
2. LED 설치 및 배선
- LED 스트립 테스트 후 개별 단위로 절단 (방향 표시 확인 필수: DIN/DOUT, GND, VCC).
- 트렁킹 내부에 진행 방향, GND, VCC 측 표시.
- 납땜 전 접점에 소량 솔더 예비 도포 → 작업 속도 향상.
- 3M 접착 테이프 제거 후 글루건으로 고정 (방향 일관성 유지 필수).
- 각 LED 간 VCC, GND, DATA 3선 납땜. 색상 코딩 통일 권장. 선 여유분 최소화 후 글루건으로 고정해 트렁킹 닫을 때 걸리지 않게 함.
- 양끝과 이음새 부분에 VCC/GND 연장선, 이음새엔 DATA선도 연장.
3. PIR 센서 장착
- Thingiverse에서 PIR 센서 케이스 3D 출력 후 배선 구멍 뚫기.
- 점퍼 와이어 사용, 핀 플라스틱 분리 후 옆으로 휘어 플러시 마운트.
- 센서 전원은 LED 파워 레일에서 분기.
- 상단 센서 케이블은 트렁킹 전체 길이로 연장 (아두이노가 하단에 있는 경우). 커넥터 사용해 분해/조립 용이하게 함 (VCC, GND, DATA, PIR 4선).
- 하단 센서는 아두이노 나노에 직접 연결, 나노 5V 핀으로 전원 공급.
4. 회로도 및 전원 구성
- 아두이노와 LED 스트립 공통 그라운드 필수 (데이터 신호 기준 전압 맞춤).
- 아두이노 나노를 소형 PCB에 고정, 모든 커넥터 보드에 납땜해 깔끔하게 정리.
- 여분 마이크로 USB 케이블 잘라 적색/흑색 선을 5V/GND에 연결 → 나노 USB 단자가 아닌 핀으로 전원 공급 (레귤레이터 거쳐 안정적).
- 나머지 USB-A 단자로 메인 전원 연장 케이블 제작.
- 26개 LED 최대 약 300mA 소모 → 일반 USB 충전기로 충분.
5. 설치 및 마무리
- 상단부터 설치 (중력 영향 최소화). 넓은 트렁킹을 나사로 벽 고정, 양끝 나사 간격 촘촘히.
- PIR 센서 장착 후 케이블 구멍으로 인출.
- LED 케이블 연결하며 아래로 내려가며 트렁킹 커버 닫기 (케이블 걸림 주의).
- 남은 트렁킹 조각으로 아두이노 나노 수납함 제작 (하단에 전원선 구멍).
- 전원 커넥터 연결, 배선 정리, 스커팅 보드에 전원선 고정으로 깔끔 마무리.
소스 코드
Dean Montgomery가 작성한 우수한 베이스 코드 활용 (다양한 조명 효과 내장):
GitHub 저장소
커스텀 파트 및 회로도
