Der eigne Lichtzeitpegel (Rheinturm)

nicnackeESP8266, Smart Home

Dieser Artikel erschien erstmals am 26.06.2020. Letzte Bearbeitung: 26.06.2020.
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Einleitung

Ich bin in einer Nachbarstadt von Düsseldorf aufgewachsen und immer wenn ich mit der „U-Bahn“ nach Düsseldorf rein bin, fuhr ich über die Oberkassler Brücke, von der man den Rheinturm sehr gut sehen kann. Und natürlich die „Uhr“ die daran angebracht ist. Diese Uhr nennt sich „Lichtzeitpegel“ und ist eine Lichtskulptur des Künstlers Horst H. Baumann.

Ich will hier nicht so viel Worte darüber verlieren, deshalb hier zwei Links zu Wikipedia zum Rheinturm und zum Lichtzeitpegel.

Die Idee

Wer sich auf meiner Internetseite schon ein wenig umgesehen hat, weiß das ich mich schon seit einiger Zeit mit Smart Home, Raspberry Pi, NodeMCU/ESP8266 etc. und den Möglichkeiten der Basteleien da drum herum beschäftige. Wenn man so will bin ich ein Maker (So bezeichnet man Personen, die in dem Bereich selbst Sachen basteln).

So habe ich schon ein Ambilight für meinen Fernseher und einen Feinstaubsensor (nach)gebaut.

Beim surfen im Netz nach Ideen für neuen Projekte habe ich verschiedene Anleitungen gefunden, bei denen andere eine Uhr mit LEDs gebastelt haben. Als Beispiel sind die Round-LED-Clock (auf die auch mein Projekt, was ich hier beschreibe, basiert), die LED-Ring-Clock und WLAN-Uhr von techdroid zu nennen.

Schnell kam ich auf die Idee, ob es nicht möglich sei, den Lichtzeitpegel vom Rheinturm zu bauen/basteln. Ich begab mich im Internet auf die Suche und fand nix vergleichbares. Also, Selbermachen. Inklusive der Programmierung. Da ich aber noch am Anfang meiner Arduino Programmierkenntnise stehe (und ehrlich gesagt mir es auch gerne etwas einfach mache in dem ich bereits vorhandene Vorlagen benutze), habe ich mir verschiedene Sketch (so werden die Arduino-Skripte genannt) angeschaut. Auch die drei bereits oben genannten. Dabei gefiel mir der Round-LED-Clock-Sketch am besten. Zum einen holt er sich die Uhrzeit aus dem Internet, man kann also die Uhr auch mal ausschalten und beim Neustart hat man die richtige Zeit (Anmerkung: Ein ESP8266-Board hat keine eingebaute Uhr), zum anderen stellt sich die Uhr von selber auf die Sommerzeit um.

Der Sketch

Zunächst wollte ich den Sketch anpassen, bevor ich alles andere baue. Ich besorgte mir also einen LED-Stripe, ein Schaltnetzteil, einen NodeMCU und die entsprechenden Kabel dazu.

Dann passte ich den Sketch an. Dabei musste ich mich in die Funktionsweise einarbeiten und rausfinden, wie ich das Ergebnis, welches ich erhalten möchte, hinbekomme. Und irgendwann hatte ich auch Erfolg.

Den Sketch kann man hier ansehen und auch herunterladen.

Neben der automatischen Zeiteinstellung ist in dem Sketch auch einprogrammiert, dass die Helligkeit der LEDs zwischen 20 Uhr und 6 Uhr (morgens) abgesenkt wird. Wenn man andere Zeiten oder Helligkeiten will, muss man das im Sketch anpassen.

Ebenso müssen die eigenen WLAN-Daten im Sketch angepasst werden.

Und wenn man dann noch möchte, kann man die Farben der einzelnen Uhrzeit-Bereiche ändern.

Den NodeMCU muss folgendermaßen mit dem LED-Streifen/-Kette und dem Netzteil verkabelt werden:

  • „+5V“-Anschluß vom LED-Streifen an den 5V Ausgang vom Schaltnetzteil
  • Der „Datenanschluß“ (DI) vom LED-Streifen an den „D6“-Pin des NodeMCU
  • Und der „GND“ vom LED-Streifen UND ein „GND“-Pin an den Ground bzw Minus-Anschluss vom Schaltnetzteil. WICHTIG: LED-Streifen und NodeMCU müssen einen gemeinsamen GND-Anschluß haben!

Fritzing Schema

 

Die Planung

Natürlich wollte ich nicht, dass die LEDs einfach nur Leuchten. Ich wollte das als ein Turm an die Wand bringen. Also ging das basteln los.

Ich entschied mich dazu einen Turm auf eine selbstklebende Folie drucken zu lassen. Diese Folie wollte ich auf eine Holzplatte aufkleben, Löcher für die LEDs rein machen und die einzelnen Lampen (in dem Fall eine programmierbare LED-„Kette“ – wie bei einem Weihnachtsbaum) von hinten durchstecken.

Ich rechnete aus wie groß die Folie/ Platte mindestens sein muss (Durchmesser der LEDs, Platz für Zwischenraum) und gab noch etwas Platz nach oben und unten dazu. Dann habe ich im Internet ein Bild vom Rheinturm gesucht und daraus ein Schwarzweiß Bild im SVG-Format (Vektorgrafik) gemacht. Das habe ich von myfolie.de auf eine einfache Klebefolie drucken lassen.

Das Material

Alles unten Aufgeführte (inkl. dem Material was ich noch zuhause hatte) kostet zusammen etwa 130 €.

Folgendes habe ich gekauft:

BTF-LIGHTING WS2811 RGB LED string 50pcs 5V
LEADSTAR 5V 10A 50W Netzteil
NodeMCU Lua Amica Modul V2 ESP8266
 
2x Jumperwire
2 Abstandshalter mit 2 Schrauben + 2 Muttern
1 Kunstsoffbox (Um da später den NodeMCU rein zu packen)

Natürlich die Folie von myfolie.de (Einfache Klebefolie).

Im Baumarkt habe ich mir 2 MDF-Platten (12 mm dick) zuschneiden lassen:
41,5 x 200 cm (Den Maßen der bestellten Folie entsprechend), und
12 x 200 cm (Als Seitenteile auf der Rückseite um einen Abstand zur Wand zu haben. Denn auf der Rückseite will ich ja noch die Elektronik anbringen)

Folgendes hatte ich noch zuhause:

Kaltgerätestecker (Ich habe dafür ein altes PC-Kabel verwendet. Wird benötigt um das Netzteil an die Steckdose anzuschließen.)
 
13 Schrauben, M3x12mm (Nicht dicker als die MDF-Platte)
6 Winkel (Zur Befestigung der Seitenteile am Hauptteil)
2 Winkel (Zum Anhängen an die Wand)
4 Schrauben, M5x25mm (Befestigung der Winkel für Anbringung an der Wand)
4 Muttern (Befestigung der Winkel für Anbringung an der Wand)
8 Scheiben (Befestigung der Winkel für Anbringung an der Wand)
2 Haken mit Dübel (für Befestigung an der Wand)
 
Farbe (Primaster Fassadenfarbe 5l; Man kann auch einfache Farbe (z.B. Alpina Weiß) nehmen. Die hatte ich nur zuhause)
Schaumstoffdämpfer (Zick-Zack Montagestreifen) (Um einen Schutz/Dämpfer zwischen Wand und Holz zu haben)
 
3-fach Steckdose
 
etwas Holzleim
weißes Haus & Bau Silikon
doppelseitiges Klebeband

Werkzeug

Folgendes Werkzeug habe ich verwendet:

  • Bleistift
  • Lineal
  • Anschlagwinkel
  • Skalpell
  • Folienrackel (mit Filzkante)
  • Bohrmaschine/ Akkuschrauber
  • 12 mm Holzbohrer
  • Schlitz- und/oder Kreuzschlitz-Bit (Um die Schrauben festzuschrauben)
  • Schlagbohrmaschine mit passendem Bohrer (für die Dübel)
  • Handkreissäge

Der Aufbau

Als ich alles zusammen hatte, ging das Basteln los.

Als erstes habe ich die unterste Kante vom Turm sowie die Mitte der MDF-Platte angezeichnet. Anschließend habe ich erst die Mittelpunkte der 42 Löcher für die Lampen/ LEDs angezeichnet und dann die Löcher gebohrt.

Die LEDs – von der oben angegeben Kette – haben einen Durchmesser von 12 mm. Ergo, habe ich die Löcher 12 mm groß gebohrt.

 

 

Zum Testen habe ich alle Lampen eingesteckt und alles getestet.

 

 

 

 

 

Im nächsten Schritt habe ich, unter Zuhilfenahme des Rackel, die Folie auf die MDF-Platte aufgeklebt. Zuvor habe ich, mit einem leicht feuchten Lappen, die Platte von allem Schmutz befreit.

Anschließend habe ich die Löcher für die LEDs mit dem Skalpell ausgeschnitten. In der Platte sind diese ja schon vorgebohrt, so brauchte ich nur an der Kante entlang schneiden.

 

 

 

Im Baumarkt musste der Zuschnitt mindestens 10 cm breit sein. Ich wollte aber für die Rückseite 6 cm haben. Also habe ich das Brett mit der Handkreissäge in der Mitte durchgesägt.

Danach habe ich die zwei Teile von einer Seite (die, die später nach Außen zeigt) mit weißer Farbe gestrichen. Ebenso die dünnen Seitenkannten des großen Brettes, wo jetzt der Turm drauf ist.

 

 

 

Im nächsten Schritt habe ich die beiden Bretter mit 6 kleinen Winkeln auf der Rückseite des großen Brettes festgeschraubt. Um dem ganzen etwas mehr Stabilität zu geben, habe ich Leim auf die Kante des schmalen Teiles, das auf der großen Platte sitzt, getan und in die Kanten Silikon.

Schnell zwischen durch die Winkel, womit das ganze an die Wand gehängt wird, angeschraubt.

 

Nun habe ich wieder die LED-Lampen in die Löcher getan und vorne ausgerichtet, so dass alle gleichmäßig rausschauen. Schließlich habe ich das Schaltnetzteil an die Rückseite der Platte festgeschraubt und die 3er-Steckdose mit doppelseitigem Klebeband an eines der Seitenbretter geklebt. Eine kleine Plastikdose habe ich ebenfalls an die Rückseite der Platte geschraubt. Darin habe ich, mit den Abstandshaltern, den NodeMCU befestigt. Für die Kabel habe ich Löcher/ Aussparungen in die Plastikdose gemacht. Nun noch alle Kabel mit Kabelbinder verzurren und lose Kabel festkleben. Auch die überzähligen LEDs habe ich mit Klebestreifen festgeklebt.

Zu guter Letzt habe ich noch die Zick-Zack-Montagestreifen (sind eigentlich für Waschbecken gedacht) auf die Kanten geklebt, die nachher zur Wand sind. Einfach um da einen Dämpfer und Schutz zu haben.

Wandmontage

Die Wandmontage war dann ein Kinderspiel: den Abstand der Winkel (die haben kleine Aussparungen) ausmessen und die gewünschte Höhe festlegen. Löcher in die Wand Bohren, Dübel rein, den Hacken reindrehen und das ganze aufhängen.

Inbetriebnahme

Den Stecker der 3er-Steckdose in eine stromführende Steckdose einstecken und nach ein paar Sekunden sollte die Uhr laufen.

Ich habe die 3er-Steckdose an eine, von meinem Smart Home System steuerbare, Steckdose angeschlossen. So habe ich z.B. programmiert das die Uhr um Mitternacht aus und um 6 Uhr morgens angeht. Oder das die Uhr ausgeht, wenn ich nicht zuhause bin. Und es gibt da noch viele weitere Möglichkeiten.