LED-Weihnachtsbaum
Nun ist es wieder soweit: Überall in den Geschäften sind Weihnachtssachen zu sehen - schon wieder ein Jahr herum. Fehlt natürlich noch der passende Weihnachtsbaum. Doch anstatt sich ein solches nadelndes Gewächs zu besorgen, reicht auch ein geübter Griff in die Bastelkiste! Folgende Teile werden benötigt:
- Spannungregler LM317
- Widerstand R1 (siehe Text)
- Eine Handvoll LEDs
- Dünnes Kabel
- Lötkolben und Lötzinn
LEDs benötigen einen konstanten Strom. Dies lässt sich im einfachsten Fall mit einem Widerstand in Reihe zur LED erreichen. Etwas geschickter geht es mit einer Konstantstromquelle. Eine Konstantstromquelle hat den Vorteil, dass die LEDs bei nahezu beliebiger Versorgungsspannung mit gleicher Helligkeit leuchten. Ein Spannungsregler vom Typ LM317 kann, wie in Bild1 gezeigt, auf einfache Weise auch als Stromquelle beschaltet werden. Der Strom wird hierbei durch den Widerstand R1 eingestellt.
Bild 1: LM317 als Konstantstromquelle (Quelle: ST)
In Bild2 ist die Beschaltung der LEDs dargestellt. Hier wurden 12 LEDs in drei Reihen mit jeweils vier LEDs aufgeteilt.
Um zu leuchten brauchen die LEDs eine Mindestspannung - die sogenannte Durchlassspannung. Diese ist vom Typ und der Farbe der LED
abhängig. Rote LEDs haben meist eine Durchlassspannung von 2.2V, genaueres ist im Datenblatt der LED zu finden. Die vier in Reihe
geschalteten benötigen zusammen also eine Spannung von mindestens 8.8V. Der LM317 benötigt zusätzlich ca. 1.3V um zu funktionieren.
Für den Weihnachtsbaum ist also eine Versorgungsspannung von mindestens 10.1V erforderlich.
Die verwendeten LEDs benötigen jeweils einen Strom von 20mA. Da drei Reihen parallel geschaltet sind, ist also ein Strom von 60mA
erforderlich. Mit der Gleichung aus Bild1 ergibt sich so für R1 ein Wert von 1.25V / 0.060A = 20.8 Ohm. Mit dem nächst kleineren
erhältlichen Widerstandswert von 18 Ohm ergibt sich ein Strom von 69mA.
Bild 2: Beschaltung mit 12 LEDs.
Der Aufbau ist in Bild3 zu sehen. Als Grundgerüst dient etwas dickerer Kupferdraht, der an einer alten Platine als Standfuß befestigt wurde. Die LEDs wurden "fliegend" verdrahtet, der dicke Kupferdraht wurde dabei gleichzeitig als Minuspol verwendet. Eine Isolation der Anschlüsse mit Schrumpfschlauch oder Isolierband ist sicherlich sinnvoll.
Für die Stromversorgung ist z.B. ein Halogentrafo, ein PC-Netzteil (Schwarz=GND, Gelb=12V) oder der Zigarettenanzünder im Auto geeignet. Da Halogentrafos üblicherweise Wechselspannung liefern, ist hier zusätzlich ein Gleichrichter und ein Stützkondensator erforderlich.
Bild 3: Fertig aufgebauter LED-Weihnachtsbaum.
Bild 4: LED-Weihnachtsbaum bei Dunkelheit.
Der erste Weihnachtsbaum mit Internetanbindung
Fehlt natürlich noch die Internetanbindung. Die Frage nach dem warum stellt sich erst gar nicht, schließlich gibt es auch Internet-Toaster und -Kühlschränke. Außerdem ist es furchtbar praktisch, wenn man sich gerade am anderen Ende der Welt befindet und feststellt, dass man Zuhause vergessen hat, den Weihnachtsbaum einzuschalten... :o)
Für die Internetanbindung wurde der Weihnachtsbaum zusammen mit einem MOSFET mit meinem kleinen AVR-Webserver verbunden. Die Beschaltung ist in Bild5 zu sehen.
Ein kleines Perl-Script, welches einen Standard-PC in einem Weihnachtsbaum-Webserver verwandelt, ist in Vorbereitung.
Bild 5: Beschaltung des MOSFETs.
Das Ergebnis zeigt das folgende Video bei dem der Weihnachtsbaum über einen PDA, welcher per WLAN mit dem Internet verbunden ist, geschaltet wird.
Video 1: Weihnachtsbaum schalten über WLAN mit einem PDA.
Was meine frühere Grundschullehrerin wohl dazu sagen würde ? :-)