Endlich ist es wieder soweit – die Welt ist in ein stimmungsvolles Lichtermeer getaucht und als Maker kann man endlich seine Leidenschaft für leuchtende und blinkende Installationen ausleben. Daher haben wir auch dieses Jahr wieder ein funkelndes Weihnachtsprojekt vorbereitet: Die Version 2.0 unseres 3D-Druck-Weihnachtssterns aus dem letzten Jahr.
Bislang wurde der Stern nur durch eine einzelne Leuchte in einer zweiteiligen Basiskonstruktion mit 18 quadratischen sowie acht dreieckigen Pyramiden illuminiert. Dieses Jahr wollen wir aber einen drauf setzen: Jede Ecke des Sterns soll bunt leuchten! Dafür bringen wir je eine intelligente RGB-LED in den Sternzacken unter. Die WS2812B SMD-Dioden werden auf einer kleinen Trägerplatine verwendet. Die LEDs gibt es zum Beispiel beim chinesischen Hersteller Chinly im 100er-Pack. Zur Befestigung der LEDs dienen Adapterplättchen, ebenfalls aus dem 3D-Drucker. Die blinkenden Lichteffekte können dann mit einem Mobilgerät per WLAN eingestellt werden.
Kurzinfo
Weihnachtsstern aus dem 3D-Drucker
Beleuchtung mit intelligenten RGB-LEDs
über Browser einstellbare Lichteffekte
Checkliste
Zeitaufwand: maximal ein Wochenende
Kosten: weniger als 50 Euro
Programmieren: Arduino IDE
Werkzeug
3D-Drucker
Lötkolben
Kunststoff-Kleber
Lochrasterplatte oder Herstellung einer Platine
Material
Transparentes Filament
18 intelligente RGB-Led WS2812B einzeln auf Trägerplatine
ESP8266-01S Mikrocontroller
3.3 Volt SMD-Spannungsregler für Leiterplatte oder bedrahtet für Lochrasterplatte
einseitige Leiterplatte 20x25 mm, alternativ Lochrasterplatte
2x4 zweireihige Federleiste
2 Widerstände mit 10kOhm
2 Elektrolyt-Kondensatoren 47µF/10V
Molex Steckverbinder 3-pol
Molex Steckverbinder 2-pol
USB-A-Stecke
Schaltdraht
Zur Ansteuerung verwenden wir den Mikrocontroller ESP8266 in Form des Moduls ESP-01S. Da der Controller mit 3.3 Volt arbeitet und die Versorgung über ein USB-Ladegerät erfolgen soll, wird ein 3.3 Volt-Spannungsregler benötigt. Der Mikrocontroller mit Spannungsregler werden wir dann im Verlauf des Projekts in der Basiskonstruktion des Sterns unterbringen.
Mikrocontroller-Platine und Schaltung
Schaltplan
Die Schaltung ist vergleichsweise einfach: Die 5 Volt via USB werden über einen Spannungsregler auf 3.3 Volt reduziert. Der Pin GPIO2 (General Purpose Input/Output, Allzweckeingabe/-ausgabe) des ESP8266 wird zur Ansteuerung der LEDs verwendet. Dieser Anschluss sowie der Chip-Enable Pin (EN, Steuersignal) und GPIO2 werden über einen 10 kOhm Widerstand mit 3.3 Volt verbunden. Die Versorgung der LEDs erfolgt mit 5 Volt. Der GPIO2 des ESPs wird als DOUT verwendet und mit dem Lötpad DIN der ersten LED verbunden.
Platine
Den Aufbau der Schaltung kann man entweder auf einem Stück Lochrasterplatte oder auf einer kleinen Platine umsetzen. Auf meiner hier vorgestellten Platine kommt ein MC1711 3.3 Volt SMD-Spannungsregler zum Einsatz. Für den Aufbau auf einer Lochrasterplatte sollte aber besser ein 78L033 verwendet werden.
Meine gefräste Platine samt Bestückung. Bilder von links nach rechts: gefräste Platine, die bestückte Unterseite, die bestückte Oberseite ohne Mikrocontroller (MCU) und mit aufgesteckter MCU.
