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Sternenhimmel

 

Verwendet wird ein AVR Mikrocontroller, der mittels Pulsweitenmodulation die Helligkeiten der LEDs steuert und eine gewisse Helligkeitsänderung erzeugt. Das Licht wird über 0,75mm PMMA Lichtfasern weitergeleitet bis zu den Austrittsstellen an der Frontplatte.

Anleitung zum Aufbau des Sternenhimmels:

1.Aufbau der Grundplatte

Ich verwende als Träger für die Lichtfasern seit längeren 8mm Multiplex Birke, da es sich in Sachen Bearbeitbarkeit und Stabilität bewährt hat. Die Frontplatte und die Sockelleisten lasse ich mir in der gewünschter Größe im Baumarkt zuschneiden. Für die Höhe der Sockelleisten eignet sich eine Höhe von 3cm, da sich die Lichtfasern noch problemlos dahinter unterbringen lassen, denn diese haben einen bestimmten vorgeschriebenen Biegeradius, dass sie nicht knicken.

Als Erstes werden mit Bleistift die späteren Sterne nach belieben auf die Platte gezeichnet und anschließend mit dem 1mm Metallbohrer Löcher gebohrt. Hier sind der Phantasie keine Grenzen gesetzt. Wer jedoch einen Nachbau des richtigen Sternenhimmels möchte, kann zur Platzierung der Sterne auf das Open Source Programm "Stellarium" zurückgreifen. Wenn man sich mit den Einstellungen ein wenig spielt kann man mit STRG + S tolle Screenshots machen, diese plotten und auf seine Grundplatte übertragen.

Beim Bohren ist es zudem wichtig, dass man von der späteren Vorderseite (also die schöne Seite) aus bohrt, das auf der Rückseite das Holz beim durchbohren splittern kann. Man sollte jedoch Vorsicht walten lassen, dass man nicht mit dem Bohrfutter das Holz erreicht, was bei einem so kurzem Bohrer schnell passieren kann. Für Grobmotoriker (wie mich) ist es sehr empfehlenswert ein paar mehr Bohrer vorzuhalten, da diese sehr sehr leicht abbrechen.

 

Als Nächstes wird der Sockel auf die Frontplatte geleimt. Ich habe hierbei immer auf Gehrungsschnitte verzichtet, da auch die Schnittkanten des MPX recht ansehnlich sind. Wenn man Leim zum verbinden benützt sind Schraubzwingen von Nöten, sodass das Holz des Sockels ausreichend auf die Platte gepresst wird. Sollte man nicht so viele, so große oder keine Schraubzwingen zur Hand haben kann man die Sockelleisten auch mit Montagekleber ankleben. Ich empfehle hierbei den Klebstoff Pattex PA 700, dieser erzeugt eine feste Klebeverbindung auch ohne Anpressdruck (Dieser kann dann auch zum Einkleben der Lichtfasern verwendet werden).

Schließlich wird alles mit dem Schwingschleifer geschliffen, hierbei hat sich eine 100er Körnung für den Vorschliff und eine 180er Körnung für den Nachschliff bewährt. Damit sind schnell alle Unebenheiten beseitigt und das Holz wird schön glatt.

Sollte die Platte lackiert oder bemalt werden muss das schon vor dem Bohren geschehen und beim Arbeiten ist dann auf höchste Sauberkeit zu achten, da Unebenheiten oder Ähnliches nicht mehr herausgeschliffen werden.

 

2. Einbau der Lichtfasern

Zuerst werden die gewünschten 5mm LEDs (Kaltweiß, Warmweiß, Farbig) an die jeweilige Lichtquelle angeschlossen/gelötet. Dann wird die Aufnahme für die Lichtfasern gebaut. Hierzu werden ca. 4 cm eines handelsüblichen Strohhalms abgeschnitten und auf die LED gesteckt (dieser passt exakt darüber). Dann wird ein ca. 10cm langer 8mm Schrumpfschlauch über den Strohhalm und die LED zurück auf das Anschlusskabel geschoben und mit der Konfektionierung der Lichtfasern begonnen.

Ich verwende ausschließlich 0,75mm Lichtfasern, da diese schön in ein ein 1mm Bohrloch passen. Die Effekte und die unterschiedliche Helligkeit und damit Sterngröße erzeugt ausschließlich meine Lichtquelle.

Nun steckt man den Anfang der Lichtfaser in den Strohhalm (Vorsicht, die Ersten halten noch nicht richtig), schneidet die richtige Länge ab und fixiert sie mit Kleber in der Frontplatte. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Fasern auch wirklich komplett durch das Holz geschoben werden, denn nacharbeiten ist sehr mühsam.

Tipp: Man sollte alle Bohrlöcher in der Frontplatte auf der Rückseite vorher markieren, denn irgendwann findet man die Löcher vor lauter Lichtfasergewirr nicht mehr.

Einschub zum Kleber: Es dürfen auf keinen Fall lösemittelhaltige Klebestoffe verwendet werden, da diese die Lichtfasern zerstören. Geeignet sind Epoxyd Klebstoffe, oder auch lösemittelfreier Montagekleber (wie z.B. Pattex PA 700). Eine weitere Möglichkeit ist Heißkleber, da die Lichtfasern jedoch bei zu hohen Temperaturen schmelzen, muss man die Temperatur des Kleber durch ein- und ausstecken der Klebepistole regulieren. Alles in allem ein billiges aber mühsames Unterfangen.

Wenn ein Strohhalm voll ist wird der Schrumpfschlauch so darüber gezogen, dass Strohhalm und mindestens 4cm der Lichtfasern überdeckt sind und geschrumpft. Es ist darauf zu achten, dass man mit Feuerzeug, Heißluftföhn oder Bunsenbrenner auf keinen Fall die nackten Lichtfasern erhitzt - diese verziehen sich sofort. Durch diese Technik werden die Lichtfasern relativ gut fixiert. Sollte man eine auch mal aus versehen herausziehen kann man sie meist mit geringem Aufwand wieder zurückstecken.

Erfahrungswerte: In einen Strohhalm passen ca. 25-30 0,75mm PMMA Lichtfasern.
Für 1m² Sternenhimmel benötigt man ca. 80-100m Lichtfaser und ca. 10 Leds als Lichtquelle.

Zum Schluss werden auf der Vorderseite überstehende Lichtfasern abgeschnitten und nochmals mit dem Schwingschleifer und Schleifpapier mit 180er Körnung nachgeschliffen. Hierbei entsteht eine schöne glatte Oberfläche. Wenn man die Grundplatte vorher bemalt hat oder Laminiertes Holz, oder sonstige Kunststoffträger verwendet muss dieser Schritt natürlich entfallen und man sollte schon beim Einbau der Lichtfasern darauf achten, dass alles sauber und ordentlich ist.

 

3. Platine und Programm

Der Schaltplan für die Lichtquelle:

| Board | Schaltplan PDF | Ätzvorlage

Programm (Hex)

Das oben downloadbare Programm ist mit den Schaltplänen kompatibel und steuert 10 Kanäle an. Der Mikrocontroller wird statt den spezifizierten 16MHz mit 20MHz betrieben, was aber keinerlei Probleme darstellt. Es ist darauf zu achten, dass die Fusebits des Mikrocontrollers richtig programmiert werden. Es ist die Einstellung für ein 16MHz externes Quarz zu wählen. Falls Fragen auftreten könnt ihr mir gerne eine Mail an unten genannte Adresse schreiben.

Bilder der fertigen Prototypplatine:

 

Inzwischen gibt es die Sternenhimmel PWM Platine auch als SMD Version mit 5 Kanälen von der Größe einer halben EC Karte.

Die neuste Auflage der Sternenhimmelplatine bietet 10 Kanäle und ist mit Lötstopplack:

Zudem gibt es auch eine Version mit Infrarot-Empfänger mit dem der Sternenhimmel über eine normale Fernbedienung aus- und eingeschaltet werden kann.

Weitere Bilder und Eindrücke meiner Sternenhimmelprojekte findet ihr HIER

Für günstige Bausätze und Lichtfasern, Fragen, Ideen oder falls ihr Hilfe benötigt mailt an

Meni 17.03.2013