Lampe Nr. 3 – mit WLED-Steuerung
3D-Drucker sind was Feines.
Man kann damit Spielzeug drucken, oder auch durchaus nützliche Dinge.
Ich designe mir gerne eigene Beleuchtung.
Meine Heimkinolampe kennt Ihr ja schon.
Mit 3D-Druck, Alustangen und Holz ein Hybrid und mit einem HUE-Stripe eine eher herkömmliche Steuerung.
Vor ein paar Wochen bin ich auf das WLED-Projekt aufmerksam geworden. Das ist eine Steuerung für diverse LED mithilfe eines kleinen Arduino-Kontrollers.
Die Möglichkeiten sind fast endlos und die Beispiele und Projekte im Web haben mich überzeugt!
Das muss ich auch mal machen!
Meine Heimkinolampe wollte ich sowieso irgendwann mal komplett auf 3D-Druck umstellen und das hat sich daher ideal für ein WLED-Projekt angeboten.
Also hab ich einfach Freecad gestartet und losgelegt.
Den Lötkolben hatte ich schon lange nicht mehr verwendet, aber es hat Spaß gemacht und nach Vollendung des Projektes überlege ich schon, was ich als Nächstes machen kann.
Vorsicht – das macht süchtig!
Matrix-Effekt in der selbst gebastelten LED-Lampe
Der Aufbau meiner Lampe ist eigentlich ganz simpel.
Pro Ebene benötigt es einen transparenten Schirm, eine Bodenplatte und 2 Zapfen.
Dazu noch einen Deckel und ein Bodenteil. Fertig.
Gezeichnet in Freecad und gedruckt auf dem Bambulab X1C.
Der Bambulab X1C ist aktuell einer der schnellsten 3D-Drucker. Trotzdem lag die reine Druckzeit bei über 35 Stunden! Mit meinem alten Ender 5S1 hätte es 5x so lange gedauert.
Sicher hätte man irgendetwas anders oder besser machen können, aber mir gefällt ein einfacher und flexibler Aufbau.
Die Lampe kann man beliebig hoch drucken (irgendwann könnte sie natürlich instabil werden).
Ich habe mich für 6 Elemente entschieden.
Auf dem Bild sieht man ein Element fertig gedruckt:
Die Zwischenplatte ist einfach eine viereckige Platte mit 14cm Kantenlänge und 2cm Dicke.
In der Mitte ist ein Rohransatz gedruckt, der das nächste Element stützt und die LED-Elemente trägt.
Außerdem dient dieses Rohr als verdeckte Kabelführung.
Damit die LED genau passen, habe ich in der Mitte der Erhöhung einen Versatz um 1mm eingebaut.
Sonst würde das vielleicht krumm werden.
Seitlich noch ein Loch für die Kabel integriert, damit die Verkabelung schön unsichtbar im Inneren geführt werden kann. Platz ist da genug.
Das sind die Teile, die man für ein Element benötigt:
Die Zwischenebene sind hier in Schwarz gedruckt.
Den Diffusor habe ich in transparentem PLA gedruckt. Versuche mit „Glow in the Dark“-Filament haben zu viel Licht geschluckt.
2 Stück Stützen, die sollen aussehen, wie Aluminium. Deswegen in Silk-PLA Silber gedruckt.
Und natürlich ein Stück vom LED-Streifen. Für mein Design haben von den WS2815B genau 12 Stück gepasst.
Der Streifen wird verlötet. Das ist nicht schwer. Man darf nur die Kabel nicht vertauschen, deswegen sollte man farbige Kabel nehmen: Rot für Plus, Blau für Minus, Grün für Data. (oder wie man will)
Wichtig ist nur, dass man das Data auf der richtigen Seite anlötet: Vom Kontroller immer dort, wo D-IN steht und bei D OUT geht es wieder raus, zum nächsten Element DIN.
Die Stromversorgung (Plus/Minus) wird nachher einfach Parallel geschaltet.
Die LED sind von einem WS2815-LED-Streifen (mit 60LED/m), andere sollten auch funktionieren.
Genau 12 LED haben draufgepasst.
300 LED waren auf dem gekauften Streifen, das reicht dicke.
Die benötigte Anzahl LED kann man einfach an gekennzeichneten Stellen abschneiden und nach Bedarf wieder zusammenlöten oder verbinden.
Man benötigt je Element 3, bzw. 4 Kabel:
Stromversorgung +/- und eine Steuerleitung ankommend, sowie bei allen Elementen, außer dem letzten, auch abgehend.
Alle Stromleitungen sind später parallel geschaltet, die Steuerleitung wird von Element zu Element durchgeschleift.
Theoretisch könnte man alles zusammenlöten. Ich habe mich aber für WAGO-Klemmen entschieden. Damit kann man die Lampe jederzeit wieder zerlegen, verbessern und verändern.
Die Klemmen können bis 450V / 35A, sollten also problemlos ausreichen.
Theoretisch könnte man alles zusammenlöten. Ich habe mich aber für WAGO-Klemmen entschieden. Damit kann man die Lampe jederzeit wieder zerlegen, verbessern und verändern.
Die Klemmen können bis 450V / 35A, sollten also problemlos ausreichen.
Der Lampenschirm ist in transparentem Aluminium PLA gedruckt und sorgt für eine gewisse Zerstreuung des Lichtes. Damit das Teil perfekt sitzt, habe ich eine umlaufende 2mm Vertiefung in die Trägerplatte eingeplant, in die der Schirm perfekt „einrastet“.
Zur Stabilisierung und als optisches Design, habe ich dann noch 2 Zapfen hinzugefügt.
Diese tragen die jeweils nächste Platte und sind in SILK-PLA gedruckt.
Das ist eine ziemlich glänzende Variante von normalem PLA und sieht fertig gedruckt aus, wie Aluminium.
Natürlich kann man auch jede andere Farbe verwenden, anderes Material ist auch möglich.
Mir gefällt es in Schwarz/Silber sehr gut.
Der Aufbau der Lampe beginnt am Einfachsten von oben nach unten.
Zuerst die Deckelplatte und dann Stück für Stück die Zwischenelemente.
Dabei wird die Steuerleitung jeweils von einem LED-Streifen zum nächsten verbunden.
Für den Strom habe ich 5er-Wagoklemmen verwendet, für die fertige Lampe mit 6 Leuchtebenen reichen dann 2 für Plus und 2 für Minus.
Vor dem Zusammenbau immer testen, ob alle LED funktionieren!
Ganz zum Ende wird eine kleine Platine angebaut. Fertige Kontroller (ESP32) gibt es schon für deutlich unter 10,- Euro.
Blau ist auch hübsch, aber insgesamt gibt es unzählige Möglichkeiten. Statische Beleuchtung oder Lichteffekte mit Bewegung. Alles ist möglich.
Mir persönlich gefällt der Matrix-Effekt ganz gut, mit herabfallenden weißen Tropfen, die sich grün färben und langsam verblassen.
Hat man genug Zwischenelemente, benötigt man nur noch ein Deckelelement.
Das ist im Prinzip das Gleiche, nur oben geschlossen.
Und natürlich unten das etwas dickere Bodenelement, in dem der Kontroller untergebracht ist.
Übrigens – auf den Bildern sieht man teilweise etwas Struktur vom 3D-Druck.
Das macht überhaupt nichts, denn die Lampe steht beim Druck auf dem Kopf.
Die Oberseite ist absolut perfekt. Gedruckt auf einer leicht strukturierten PEI-Platte sieht das super aus.
Hat man alles zusammengebaut, dreht man die Lampe um 180° und tada – vom 3D-Druck sieht man nichts mehr.
Das transparente Filament hat nicht 100% klar gedruckt, sondern leicht strukturiert.
Das ist aber perfekt für unsere Zwecke geeignet, denn es zerstreut das Licht.
Es sieht aus, als wären 3 LED pro Ebene übereinander. Dabei ist es jeweils nur eine LED!
Zusammengebaut und umgedreht, sieht man den Ursprung im 3D-Druck kaum noch. Die Oberfläche ist abhängig von der verwendeten Druckplatte. Ich habe eine leicht strukturierte PEI-Platte verwendet, daher die leicht körnige Oberfläche.
WLED
Wled ist eine dieser Softwareperlen, die man eher durch Zufall entdeckt.
Ein privates Projekt eines Bastlers, das unglaublich mächtig und durch eine große Community immer beliebter wird. Neben einfachen LED-Streifen kann man auch 2dimensionale Matrizen steuern, damit Laufschriftanzeigen, Uhren, Infoscreens und vieles mehr steuern.
Die Möglichkeiten sind fast unbegrenzt.
Die Installation ist sehr einfach: Software herunterladen, auf den Kontroller flashen, fertig.
Na gut, etwas lesen und verstehen sollte man vorher schon, aber das ist kein Hexenwerk.
Dann noch eine App aufs Handy, die Steuerung sollte erkannt werden. Korrekte Art und Anzahl LED eintragen und LICHT AN!
Für die Installation, den benötigten Kontroller und weitere Informationen einfach im Web suchen.
Auf der Webseite des WLED-Projektes gibt es auch einen Stromrechner, mit dem man je nach verwendeten LED und Größe der Lampe die Stromversorgung und Kabelquerschnitte berechnen kann.
Ich habe einfach ein elektronisches Labornetzteil verwendet, auf 5 Volt gestellt und mir den Strom anzeigen lassen.
Bei reinem Weiß will die Kiste knapp über 8 Watt und ungefähr 1,5 Ampere.
Ursprüng wollte ich ein Netzteil in die Lampe integrieren, aber aus Sicherheitsgründen verwende ich ein Steckernetzteil. Damit ist in der Lampe nur noch Niederspannung.
Eine Sicherung ist eingebaut, aber wie immer gilt bei Basteleien mit Strom:
Nur wer sich auskennt, sollte so etwas basteln.
Im Zweifel einfach jemand zur Hilfe holen, der sich damit auskennt!
Die Lampe sieht in Echt übrigens viel genialer aus, als auf den Fotos.
Die Lichteffekte reflektieren an den silbernen Stangen.
Eins meiner gelungeneren Projekte, wie ich finde 🙂
Ich hoffe, die Lampe gefällt Euch auch!
Die Evolution meiner Lampe
Meine Heimkinolampe!
3D-Druck ist faszinierend. Mein erster Drucker war aber weder besonders schnell, noch druckte er sauber.
Daher musste viel gespachtelt und lackiert werden.
Als Leuchtmittel kam noch ein E27-Kolben zum Einsatz, mit LED-Stripes hatte ich mich noch nicht so sehr befasst.
Ganz brauchbares Design, aber verbesserungswürdig.
Die 2. Version meiner Heimkinolampe war schon deutlich besser.
Mit einem Hue-Stripe als Leuchtmittel, die Diffusoren aus Glow-In-The-Dark PETG, das leuchtete minutenlang nach, wenn man das Licht ausschaltete
Das Design passt perfekt ins Heimkino und da steht die Lampe auch heute noch.
Geschaltet per Wandschalter als normale Raumbeleuchtung.
Während des Filmabends wahlweise in verschiedenen Farben.
Meine bisherige Lieblingslampe.
Allerdings ein Hybrid – nur Teile sind gedruckt.
Die Zwischenböden sind aus Holz (gesägt und lackiert) und die senkrechte Stange ist Aluminium
Und jetzt eben die 3. Version meiner Lampe.
Ich habe auch schon andere Lampen gebastelt, aber von dieser Serie ist es eben die Lampe Nr. 3.
Der Unterschied zur großen Heimkinolampe liegt daran, dass abgesehen von den Leuchtelementen das Gehäuse 100% 3D-gedruckt ist!
Die Trägerelemente sind aus schwarzem PLA, die Diffusoren sind aus transparentem PLA und die senkrechten Zapfen sind aus silberfarbigem SILK-PLA.
Natürlich würden auch andere Filamente und Farben funktionieren, aber mir gefällt es.
Aktuell läuft das Teil im Dauerbetrieb, damit ich erkennen kann, ob es irgendwelche technische Auffälligkeiten (Wärmeentwicklung oder ähnliches) gibt. Danach will der Junior das Teil für seine Gaming-Ecke. Da muss ich für mein Büro wohl noch eine drucken 🙂
Fertig – es werde Licht!
Ein paar Kleinteile haben noch gefehlt: Ein externes Netzteil, damit ich nicht dauernd das Netzgerät belege und eine Bodenplatte.
Die Bodenplatte sieht auf der Oberseite nicht so sauber aus. Egal, sieht man später sowieso nicht.
Ich habe einen kleinen Halter für den Controller hinzugefügt, in den dieser eingeklipst werden kann, damit er nicht herumbaumelt. Dazu noch ein Sicherungshalter mit einer Sicherung. Man weiss ja nie.
Dazu noch eine Einbau-Buchse, die Kabel sicherheitshalber isoliert (ja, ist optisch nicht so toll gelungen, aber Hautpsache berührungssicher, wurde später durch Schrumpfschläuche ersetzt.)
Von außen sieht alles perfekt aus.
Mit einem Steckernetzteil (5V / 4A) ist das eine saubere Sache. Die silbernen Stifte habe ich noch jeweils auf einer Seite mit Hartplastik-Kleber fixiert. Nicht auf beiden Seiten – die Zapfen stecken ja in den Zwischenplatten, da fällt nichts auseinander.
Würde man beide Seiten festkleben, dann könnte man die Lampe bei einem Defekt nicht mehr zerlegen.
Die Bodenplatte ist mit 2 Schrauben (M3/20) fixiert und ist leicht versenkt. Damit nichts verkratzt, habe ich noch Filzgleiter angeklebt. Dann passt das auch auf empfindlichen Möbeln.
Du willst auch so eine Lampe basteln?
Gerne stelle ich auf Nachfrage die benötigten 3D-Druckdateien zur Verfügung.
Das kostet NICHTS!
Allerdings mag ich die Dateien nicht einfach online stellen, damit jeder sie abgreifen und anonym weiterverbreiten kann.
Deswegen gibts die Dateien nur auf Anfrage!
Falls irgendwer wirklich die Lampe nachdrucken will:
Ich übernehme keinerlei Haftung, weder für Druckprobleme, noch für Funktionsprobleme.
Insbesondere die Elektronik muss jeder selbst basteln, dafür gibt es auch keine Anleitung.
Strom kann unter Umständen gefährlich sein, auch wenn wir hier nur im Niedervoltbereich basteln.
Verbesserte Version
Nachdem mir der Junior die Lampe abgeschwatzt hat, musste ich mir nochmal eine drucken.
Dabei habe ich gleich ein paar Verbesserungen eingeführt:
Diesmal ist die Lampe so gestaltet, dass sie von unten nach oben aufgebaut werden kann.
Vorteil: Man kann nach jeder Ebene testen, ob alles korrekt verkabelt ist.
Auf dem Foto sieht man den ESP32, den ich verwendet habe.
Davon gibt es viele verschiedene Versionen, Mini, Maxi, Entwicklerboard. Theoretisch funktionieren alle, wenn man WLED darauf flashen kann. Ich habe mich für diese Version entschieden, weil man da nichts an der Platine löten muss. Das ist alles nur gesteckt.
Damit sich die Stecker nicht lösen, habe ich mit einem 3D-Druckstift winzige Tropfen Filament zur Fixierung verwendet. Eine Heißklebepistole geht natürlich auch, aber diese 3D-Druckstifte sind viel feiner in der Dosierung.
Falls es irgendwelche Defekte in der Lampe gibt, braucht man natürlich eine Sicherung.
Hier ist eine 3A-Sicherung aus dem KFZ-Bereich verbaut. Die Lampe hat im Test am Labornetzteil maximal 10 Watt gezogen. Zusätzlich ist der maximale Strom per Software auf 2500mA begrenzt.
3A sollten also passen. Zur Glättung des Eingangsstromes kann man noch einen Kondensator einbauen, entsprechende Schaltpläne gibt es auf der Webseite von WLED. Auf dem Foto ist noch keiner, weil ich da noch keinen zur Hand hatte.
Erste Ebene verbaut. Alles mit Wago-Klemmen, da braucht man einige. Die Firma kann mich gerne sponsoren 🙂
Natürlich geht auch LÖTEN, aber so ist es einfacher.
Zur ersten Version verändert sind die beiden kleinen Stege. Da kann man die Kabel mit festklemmen, damit sie nicht nach unten fallen und in der Lampe verschwinden.
Die Stromanschlüsse gehen direkt von der Anschlussbuchse (bzw. über die Sicherung) ab, die grüne Datenleitung wird von Ebene zu Ebene durchgeschleift.
So sieht eine Ebene aus: 12 LED (WS2812b) passen auf eine Ebene. Man muss 4x löten.
Strom +/- und Data In, sowie Data OUT (bei der letzten Ebene fällt das weg)
Dabei aufpassen – die LED-Streifen haben kleine Richtungspfeile für die DATA-Leitungen.
Strom ist dagegen vorne und hinten anschliessbar.
Bei der Montage später darauf achten, dass alle Ebenen gleich ausgerichtet sind, mit der Kabeldurchführung nach hinten.
Die Oberfläche kann man natürlich verbessern, indem man das mit der „Bügelfunktion“ glättet.
Das ist aber nicht notwendig, da es sich ja um die Unterseite handelt und man das später nicht sieht.
Nach Einbau der Ebene gleich mal ein Testbetrieb. Hier funktioniert alles, weiter geht es zur nächsten Ebene.
Die Stützen habe ich nur einseitig verklebt, ebenso die transparente Abdeckung.
Die Lampe lässt sich bei Bedarf komplett zerlegen.
Version 2 – Fertig!
Der Sensenmann schleicht sich auch dauernd auf meine Fotos.
Hier ist die Lampe mit dem „Matrix“-Effekt in Betrieb, fallende Buchstaben.
Natürlich geht auch durchgehendes Leuchten.
Es sei aber darauf hingewiesen, dass es sich um eine DEKO-/Effektleuchte handelt.
Für eine Zimmerbeleuchtung bräuchte man schon mehrere davon.
Zur Stromversorgung habe ich ein 5V/3A-Netzteil verwendet.
Ich empfehle hier, nicht die billigsten Teile zu verwenden. Meanwell oder Leicke sind recht gut.
Immerhin leuchten Lampen im Dauerbetrieb. Sicherheit ist da wichtig!
Übrigens – man kann natürlich auch weniger Ebenen basteln, oder mehr. Je nach Höhe muss man natürlich auf die Stabilität achten!
Da alles nur gesteckt ist, sollte man den Impact von Haustiere, Kinder und ungeschickte Menschen einplanen!
Ich habe schon fürs Heimkino eine Version bis zur Decke überlegt.
Allerdings wäre dann wohl eine andere Stromversorgung nötig, 12V oder ein internes Netzteil.
Du willst das nachbauen?
Ich habe die Druckdateien bei makerworld hochgeladen.
Lampe Nr. 3: https://makerworld.com/en/models/119289#profileId-128315
Falls Dir die Lampe gefällt und Du Dir eine druckst, würde ich mich über Feedback freuen.
Ich hafte natürlich nicht für irgendwas.
Viel Spass.
Du willst mir für die Lampe was spenden?
Ist nicht nötig, ich mache das nur zum Spaß.
Aber falls Du unbedingt willst – kauf einfach mein eBook, Du musst es ja nicht lesen 🙂
Von den 99 cent kommen bei mir 14 cent an, aber es geht um den Zähler 🙂
Ab und an biete ich das Ding auch gratis an, dann darfst Du auch mehrere „kaufen“ 🙂
