Wenn die Ehefrau nach einer Lichterkette fragt…

Es ist Vorweihnachtszeit, überall sind bunte Lichterketten zu sehen, die außerdem auch noch blinken und allerlei Effekte zaubern. Das sieht meistens recht beeindruckend und schön aus, so ist es dann auch passiert, dass meine Ehefrau unsere Fenster dieses Jahr auch „verschönern“ wollte, und hat mich mit dieser Aufgabe beauftragt…

Eine weiße LED-Lichterkette und eine mit bunten Effekten wurden schnell auf ebay bestellt und 2 Tage später geliefert. Die klassische weiße LED Lichterkette mit kalt-weißem Licht fand ihren Platz draußen, die mehrfarbige mit Effekten drin am Fenster. Die 8 Effekte waren bescheiden, der „Stroboskop“ hat beim Zuschauen mehr Kopfschmerzen verursacht als Weihnachtsstimmung verbreitet. Mir war dann klar, dass muss viel besser gehen!

In der Bastelkiste nachgeschaut fand sich ein langer Strang aus 50 WS2812 LEDs – einzeln auf eigener Platine per dickem Kabel miteinander verlötet (Vor langer Zeit für die Montage hinter dem Fernseher bestellt). Das war schon mal nicht schlecht, den Digi-Dot-Starter dran geklemmt und fertig ist eine Lichterkette mit mehrerer Effekten. Aber…

Aber der Ehrgeiz war schon geweckt – das war zu einfach und zu unflexibel. Es geht bestimmt besser – mit individuellen Effekten, Fernsteuerung usw. Und mir war dann klar – es muss eine LED Matrix fürs Fenster sein, die nicht nur Effekte abspielen kann, sondern Texte und evtl. einfache Bilder anzeigen kann. Es sollte den Innenbereich des Fensters abdecken, aber auch nicht zu groß sein – ich habe mich auf eine Fläche von ca. 80×80 cm festgelegt. Nächstes Problem war nun die Frage nach der Wahl der LED Stripes. Der Abstand zwischen den LEDs sollte nicht zu klein sein, um nicht zu viele davon zu haben – es soll ja kein LED Display werden. Bei Folker habe ich LED-Stripes mit 30 LEDs pro Meter entdeckt, was bei Verwendung von 26 LEDs pro Zeile/Spalte insgesamt 676 LEDs bedeuten würde. Das könnte ein super Mini-Display ergeben, ist jedoch zu viel für eine einfache Weihnachtsbeleuchtung. Außerdem entdeckte ich bei einem weiteren Blick in die Bastelkiste 100 einzelne WS2812 LEDs jeweils auf eigenen kleinen runden Platinen.

100 LEDs

10×10 Pixel wäre eine gute Auflösung für den geplanten Einsatz dachte ich, also muss man ja NUR die 100 LEDs miteinander verlöten – kann ja nicht schwer sein. Wenn ich’s nur besser wüsste…

Ich habe mir das Leben natürlich auch nicht einfach gemacht und Kupferlackdraht (fand sich in  der gleichen Bastelkiste) genommen (0,20 mm für Masse und Strom, 0,10 mm für die Datenleitung) – die Idee dahinter war, die Verbindungen zwischen den LEDs möglichst unauffällig zu machen. Es hat sich herausgestellt, dass der dicke Draht problematisch zu löten ist. Der Lack verdampfte erst bei einer Temperatur von mind. 450 Grad und hinterließ verkohlte Rückständer auf dem Kupferdraht. Der dünne Draht ließ sich dagegen einigermaßen bei normaler Löttemperatur verarbeiten. Der einzige für mich ersichtliche Weg hier, war den Lack abzukratzen, um dann den Draht zu verlöten, wobei auch da der Lötzinn nicht so recht haften wollte.

Für die Masse und Strom-Leitungen habe ich 2 lange Drähte als eine Art Schiene genommen, und sie dann nach dem Abisolieren an den richtigen Stellen direkt an die LEDs gelötet. Für die Datenleitung ging ich ähnlich vor, wobei dann das kleine Stück zwischen DI und DO auf der Platine einfach mit einem Messer ausgeschnitten wurde. Der Prozess ging nur schleppend voran: das Abisolieren dauerte seine Zeit, die LEDs sind beim Löten immer wieder verrutscht, die Drähte an den Lötstellen mussten mit Flussmittel nachgebessert werden, die Abstände mussten immer wieder nachgemessen und ggf. korrigiert werden.  So hatte ich dann 4 Stunden später die ersten 10 LEDs in eine Reihe gelötet…

Schnelle Kopfrechnung ergab, dass bei diesem Tempo Weihnachten vorbei sein wird und die Familie nichts mehr davon hat. Der Prozess musste optimiert werden! Erste Idee war die Fixierung der LEDs und ein fester Abstand, um sich das Nachmessen zu ersparen. Folker würde jetzt was Schickes aus Plexiglas mit dem Laser Cutter präsentieren, ich musste wieder in die Bastelkiste greifen ?. Mein Blick fiel auf ein zerlegtes 3,5 Zoll Diskettenlaufwerk. Der Schlitten für Diskettenaufnahme hatte bereits passende Aussparungen und der Abstand war auch fast perfekt. Also etwas verbogen und die Aussparungen an die quadratische Form der LEDs angepasst und fertig war das neue „Werkzeug“.

Löthilfe

Nun ging es etwas schneller voran, das Abisolieren konnte gleich auf der fixierten LED Platine gemacht werden und dann gleich verlötet werden. Die Masseleitung habe ich weiterhin an 2 Lötstellen der LED Platine verlötet, die 5V Leitung nur an einer. Die Zeit für einen Strang aus 10 LEDs hat sich auf etwa 1 Stunde verkürzt. Nach 5 Strängen und vielen vielen weiteren Stunden/Tagen habe ich meine Idee mit der LED-Matrix bereits verflucht…

Jeder Strang wurde nach und nach mit den anderen provisorisch verbunden und immer wieder mit dem Digi-Dot-Starter getestet. Manchmal musste dann auch nachgelötet werden. Als „nur noch“ 20 LEDs übrig waren, machte ich mir Gedanken über die Fixierung des Ganzen am Fenster. Die Stränge sollten von oben nach unten verlaufen im Schlangen-Muster, um die Verbindungen straff und kurz zu halten. Neben der Bastelkiste standen 2 schmale Holzleisten, die nun oben und unten für nötige Fixierung sorgten sollten. Außerdem könnte man danach die LED-Matrix einfach zusammenrollen. Die Abstände wurden ausgemessen, um möglichst gleichmäßige Verteilung der LEDs zu gewährleisten. Einkerbungen mit einem Messer eingeschnitten, Leitungen rein und mit Heißkleber fixiert. Um die „Schönheit“ des Aufbaus ging es zu diesem Zeitpunkt gar nicht mehr. 20 LEDs später sah der Aufbau mit provisorisch hängenden Verbindungen immer noch recht abenteuerlich aus, aber es war tatsächlich eine LED-Matrix zu erkennen!

Test

Jetzt musste ich mir auch Gedanken wegen der Ansteuerung machen. Die einfachste Lösung ist sicherlich der LED-Player mit SD Kartenslot – Effekte auf die SD Karte packen und abspielen lassen – die passenden Dateien zu generieren ist jedoch zeitraubend. Ich wollte das ganze aber in Aktion sehen, also habe ich die LEDs an einen LED-Player-S angeschlossen und per USB mit dem PC verbunden. Jinx! (läuft nur unter Windows) gestartet und ein paar Effekte ausprobiert. Es funktioniert! Allerdings soll die Matrix an einem anderen Fenster angebracht werden, wo kein Windows-Rechner in der Nähe steht. Man kann natürlich auch den WLAN-Player nehmen und die LEDs statt per USB über WLAN vom gleichen Rechner ansteuern. Der Gedanke, einen kompletten PC zur Steuerung einer „Lichterkette“ permanent laufen zu lassen, missfällt mir aber irgendwie. Eine alternative Ansteuerung (über Raspberry Pi z.B.) fällt mir hoffentlich bald noch ein ?

Auf dem Wege allen Lesern frohe Weihnachten!

Update: Dank dem Tipp von Folker hat sich die Suche nach dem Rechner für die Ansteuerung erledigt. In jinx! ist es nämlich möglich den Output statt auf die LEDs in eine Datei umzuleiten. Danach kann diese Datei problemlos von der SDKarte im LED-player gelesen und endlos abgespielt werden.

 

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Eine Antwort auf Wenn die Ehefrau nach einer Lichterkette fragt…

  1. Folker Stange Folker Stange sagt:

    Jaaaa, schöne Installation Gamadril. Die Idee mit CuL-Draht ist ja nicht neu, aber man muss erst mal drauf kommen. Das ist eine feine Sache, weil von etwas weiter weg fast unsichtbar. Stabil sowieso. Zusammenlöten ist halt eine wirkliche Fleißarbeit – aber Du hast ja beschrieben, wie es gemacht werden muß. CuL abzuisolieren, da gibts mehrere „Verfahren“. Am einfachsten ist es, wenn man einen ordentlichen Lötkolben mit gut Hitze verwendet: 350…420 Grad. Am besten den Lötkolben in einem Schraubstock fixieren. Man nehme verbleites (!!!) Lötzinn und mache eine schöne fette Kugel am Lötkolben. Dann die Enden des CuL in die Kuller reinhalten bis der Lack wegschmilzt. Moderne Lacke sind extra so designt, dass man nicht kratzen muß. Wichtig ist, dass man hin und wieder ein wenig Kolophonium als Flußmittel an die Kuller gibt, qualmt zwar mächtig aber so werden die Enden schön sauber verzinnt. Hat man sich die Drähte vorher abgelängt, dann kann man ziemlich flott alle Enden schön abisolieren und verzinnen. Es geht auch mit einem anderen Verfahren – aber Vorsicht, das ist nur was für Profis! Man nimmt einen Teelöffel, biege den so um 90 Grad ab, dass er in den Schraubstock gespannt und etwas Spiritus in den Löffel gegossen werden kann. Anzünden (aufpassen+ Sicherheitsmaßnahmen) – dann das Drahtende in die Flamme halten bis der Lack abgebrannt ist (dauert nur wenige Sekunden) dann wird der Draht in den Spiritus getunkt und aus der Flamme herausgezogen. Der Trick ist dabei wirklich, erst der Lack weg und dann nach unten in den Spiritus und so rausziehen, dass das Kupfer nicht mehr in die Flamme kommt. Der chemische Prozess dahinter ist mir leider nicht mehr geläufig, aber es passiert in etwa folgendes: Der Lack berennt in der Flamme ab, Kupfer oxidiert und lässt sich jetzt nicht mehr verzinnen. Taucht man das Drahtende stattdessen sofort in den Spiritusgrund und zieht es so an der Löffelspitze heraus, dass es nicht mehr in die Flamme kommt, dann ist die Oxidschicht durch den Spiritus abgesprengt oder er wirkt als Katalysator und der Draht lässt sich problemlos verzinnen.
    Ich denke aber, die erste Variante ist deutlich sicherer und man hat nicht noch einen Wohnungsbrand zu fürchten. Mit Spiritus immer Vorsicht, kann man nicht oft genug sagen!
    Fröhliches Basteln…

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