Zementlampe mit LEDs - Maker Faire
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Bastelprojekt Betonlampe
Elke Schick
Zementlampe
mit LEDs Kurzinfo
In unserem ersten Projekt haben wir die Elektronik nur in ein
Zeitaufwand:
Gehäuse aus Zement eingebaut, daher wollten wir uns ansehen,
2 Tage mit Trocknungszeit,
welche Möglichkeiten es gibt, die Elektronik selbst einzugießen. Nettodauer 1 Tag
Dafür haben wir eine Zementlampe mit LEDs entworfen.
Kosten:
ab 45 Euro
Entwerfen:
ACHTUNG! Schaltplan und Gussform mit
Vermeiden Sie Augen- und Leitungswegen entwerfen
Hautkontakt mit Zement. Bei
dem Werkstoff handelt es Schwierigkeitsgrad
sich um eine starke Lauge,
die zu Verätzungen leicht schwer
führen kann.
112 | c’t Hacks 2/2014 © Copyright by Heise Zeitschriften Verlag
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Entwurf Lampe
Einkaufsliste LED-La
mpe
- eine große und eine kle
ine Schale für die Form
- Sand oder Steine zum der Lampe
Beschweren der innere
- Schaumstoffstücke n Form
als Platzhalter für die
an der Unterseite Anschlüsse
1 Da wir die elektronischen Bauteile - Isolierschlauch für die
Leitungswege
austauschbar einbauen wollten, haben - Kleber zur Befestigung
des Schaumstoffs an
wir die Leitungen durch eingegossene - 5-mm-LEDs, warmwe der Schale
iß, 22ˇ000 milli-Candela
Schlauchstücke geführt. Die Schlauchstü- 0,1 Watt, 440 Ohm Vo , 15° Abstrahlwinkel,
cke enden am Fuß der Lampe in einer rwiderstände, 5-mm-Me
- Netzteil für den Ansch tall-Fassungen
halbrunden Aussparung, sodass es mög- luss der LEDs, Eingangss
und Ausgangsspannung pannung 220V
lich ist, dort Kabel zu verstecken. Um eine 12V
- Schrumpfschläuche
optisch schöne Lampe zu bauen, bei
- Eimer, Schaufel und
deren Anblick man nicht ob der Helligkeit Gießkanne
der LEDs erblindet, haben wir uns für - Handschuhe, Mundschu
tz und Schutzbrille
warmweiße LEDs entschieden, die wir in - Bohrer mit Rühraufs
atz
Fassungen eingebaut und in den Zement - Lötkolben und Lötzin
n
eingelassen haben. LEDs kann man kom- - Cutter
plett einbaufertig mit Fassungen und - Diamantfeilen und Dia
mant-Handrutscher ode
Vorwiderständen kaufen. Allerdings nicht r Schleifpapier
in dem Farbton, den wir wollten. Daher
mussten wir vor dem Kauf, eine Schal-
tung entwerfen, um zu berechnen, wel-
che Vorwiderstände wir brauchen.
LED 1 LED 2 LED 3 LED 4 LED 5
440 Ω
+ -
2 Wir haben uns für eine Parallelschal- 3 Der erste praktische Arbeitsschritt 4 Ist das Schaumstoffstück mit den
tung entschieden, da wir nur mit fünf ist das Ausschneiden und Einkleben des Isolierschläuchen in der Schale befestigt
LEDs arbeiten und die Verkabelung Stücks Schaumstoff auf den Boden der und die Schale gut mit Trennmittel be-
übersichtlicher war als mit einer Reihen- äußeren Gussform. Die Höhe können Sie dacht, kann man den Beton einfüllen.
schaltung. Unsere LEDs haben eine Be- selbst festlegen – wichtig ist, dass der Wenn die gewünschte Füllhöhe fast er-
triebsspannung von 3,2 Volt (V) und Abstand zwischen innerer Gussform und reicht ist, kann man die mit Trennmittel
eine Strombelastbarkeit von 20 Milli- Schaumstoff groß genug ist. Ist diese vorbehandelte und mit Sand gefüllte in-
ampere (mA). Unser Netzteil hat eine Schicht zu dünn, bricht sie leicht heraus, nere Form einsetzen. Danach muss man
Gleichstrom-Ausgangsspannung von wenn man die Schalen vom Beton eventuell eingeschlossene Luftblasen
12 V. Entsprechend des Ohmschen Ge- trennt. Dann haben wir in gleichmäßi- aus dem Beton rütteln oder stochern.
setzes rechnen wir Ausgangsspannung gen Abständen fünf Löcher in den Dann müssen die Schläuche wahr-
der Stromquelle minus Betriebsspan- Schaumstoff gebohrt und die Isolier- scheinlich wieder neu positioniert wer-
nung der LEDs, geteilt durch Betriebs- schlauchstücke fest hineingesteckt. In den, weil sie durch das Rütteln verrut-
stromstärke der LEDs. In unserem Fall: die Isolierschläuche kann man noch schen. Nach der Korrektur der Schläu-
12 V – 3,2 V = 8,8 V, geteilt durch einen Draht stecken, um später die Ver- che, rütteln oder stochern Sie besser
20 mA gleich 0,44 Kiloohm oder kabelung durch die Schläuche zu zie- vorsichtig noch einmal. Beton kann
440 Ohm. hen. Wählt man wie wir einen verhält- durch das Verschieben der Schläuche
nismäßig großen Isolierschlauch, so ist wieder Lufteinschlüsse bekommen.
das nicht notwendig.
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Bastelprojekt Betonlampe
Hintergrund Schaltungsformen
und Widerstandsberechnung
Die LEDs kann man in einer Reihen- oder schalten, unterscheidet sich die Betriebs- zum Beispiel jeweils zwei mal zwei LEDs
Parallelschaltung anschließen. Bei einer spannung, die wir benötigen. Bei einer in Reihe zu schalten. Dann würden wir
Parallelschaltung (Schaltplan links), bei Parallelschaltung reicht die Spannung höchstens 6,4 V Betriebsspannung be-
der man die LEDs einzeln an das Netzteil aus, die wir für den Betrieb einer LED nötigen und gleichzeitig Widerstände
anschließt, ist es einfacher, Fehler zu fin- bräuchten, also UD = 3,2 V. Bei einer Rei- sparen, gleichzeitig würde aber die
den. Bei einer Reihenschaltung (Schalt- henschaltung benötigen wir die Summe Verkabelung etwas unübersichtlicher.
plan rechts) werden alle LEDs miteinander der Spannungen der einzelnen LEDs, also Bei mehr als fünf LEDs empfiehlt sich
und dann mit dem Netzteil verbunden. 16 V. Man kann auch mit einer Kombina- eine Reihenschaltung. Die Leitungswege
So spart man sich Lötarbeit, wenn viele tion aus Reihen- und Parallelschaltung müsste man dann zwischen den LEDs
LEDs angeschlossen werden. Je nachdem, arbeiten, um mit den 12 V unseres Netz- und nur von einer LED aus zum Netzteil
ob wir die LEDs parallel oder in Reihe teils auszukommen. So wäre es möglich, verlegen.
R1 Uin
– I1 +
LED 1-1
Uin
R2
– +
LED 1-2 I2
R1
Zur Berechnung von Widerständen
R3
verwenden wir das Ohmsche Gesetz, das
LED 1-1 LED 1-2 LED 1-3
LED 1-3 I3 besagt, dass die Spannung (U) gleich UD UD UD
dem Widerstand (R) mal der Stromstärke
(I) ist. Da wir den Widerstand berechnen
Uin – UD wollen, müssen wir also die Spannung Uin – ( Anzahl x UD )
R= durch die Stromstärke teilen. R=
Iref1 + Iref1… I
5 Nach dem Aushärten des Betons 6 Sind die Löcher ausgearbeitet, kann 7 Zuletzt werden die LEDs eingesetzt
kürzen Sie zuerst die Schläuche bis in man die Gussränder, die hier vorne am und an der Unterseite der Lampe mit
den Beton hinein. Mit einem Cutter inneren Rand zu sehen sind, mit einem dem Netzteil verbunden. Zu den meisten
kommt man bei einem Schlauch-Durch- Diamant-Handrutscher noch etwas glät- Netzteilen gehört ein Set von Adaptern,
messer von 5 mm noch ein gutes Stück ten. Hat man eine Betonmischung ohne an die man sehr leicht die zusammenge-
unter den Rand der Lampe. Da der äuße- Kiesel-Zuschlag verwendet, so reicht führte Verkabelung der LEDs anschlie-
re Durchmesser der LED-Fassungen auch Schleifpapier aus. Außerdem kann ßen kann. Vergessen Sie nicht, die einzel-
über 5 mm liegt, muss man danach den man nun die Oberfläche der Lampe nen Kabelstränge mit Schrumpfschläu-
oberen Rand der Löcher noch etwas auf- noch mit Wachs, Tiefgrund oder Verkie- chen zu isolieren und die Plastikhülle
feilen. Zwischendurch sollte man immer selung nachbehandeln. An der Untersei- des anzulötenden Adapters vor dem
wieder probieren, ob die Fassungen te der Lampe sollte man außerdem eine Verlöten über die Kabel zu führen. (esk)
jetzt schon versenkt werden können. Zu kleine Aussparung ausfeilen, durch die
groß sollten die Löcher nicht sein, sonst dann das Kabel nach außen geführt wer-
kommt man an die LEDs nicht mehr den kann. So steht die Lampe nicht Links und Foren
heran. schief. www.ct.de/ch1402112
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