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Do-it-yourself – LED Deckenpaneele

Vom 23. April 2015 in Projekte & HowTos |
DiY LED Deckenpaneele

Mein neuestes Projekt: Eine Decken Leuchte, Paneele, für unser Wohnzimmer bestehend aus LEDs mit WiFi Kontrolle.

Ziel

Es ist nicht mehr zu übersehen, LEDs haben herrkömmliche Glühbirnen und auch Halogenlampen abgelöst.
Überall bekommt man LED Birnen und Stripes (Streifen) hinterher geworfen, ob im Fachhandel, Möbelladen, Baumarkt oder Supermarkt.
LED is zeitgemäß – alles andere is “out”.

Da wir gerade eine neue Wohnung bezogen haben und ich schon immer auf technische Gadgets aller Arten stehe, sollte die neue Wohnzimmer Lampe etwas spezielles werden.

Es sollte farbiges Licht wiedergeben können, individuell einstellbar sein, ein einzigartiges Design haben und natürlich auch Strom sparen.
Wenn man sich aber die Preise von derlei Produkten anschaut, die derartiges *versprechen* – wird einem schlecht.
Philips hue, SmartThings, Osram Lightify, … bieten zwar alle ein paar nette LED Glühbirnen an die fernsteuerbar sind, allerdings
wollte ich nicht 30-60EUR pro einzener Birne ausgeben. Sobald man dann auch mehr als 1 einzelne Birne hat braucht man zusätzlich noch einen Controller/Hub/Steuereinheit der auch nochmal locker bis zu 100EUR kosten kann.
Und dann hat man nur die Birnen, die Lampe selbst fehlt auch noch…

Alle paar Jahre, hab ich ein kleines “Bastel”-Projekt, weil ich als Programmierer doch gern mal Hobby-mäßig Hand anlege. Holz bearbeiten, Löten, basteln, schneiden, … ein Unikat Marke Eigenbau erstellen.

Gedacht – getan :)

Ich benötige 2 Deckenlampen, eine für das Wohnzimmer und eine für den Essbereich. Beide sollten fernsteuerbar sein, vorzugsweise mit einer Handy App.
Sie müssen hell genug sein um übliches wohlfühl Licht zu geben, und den Raum ausleuchten. Ganz wie es eine herkömmliche Deckenlampe tun würde.
Dazu aber farblich individuell einstellbar, je nach Ambiente.

Planung

Wie kann man kostengünstig farbiges LED Licht für direkte und indirekte Raumausleuchtung berwerkstelligen?
Da gibt es 100+1 verschiedene Wege. :)

Bauliche Umgestaltung des Zimmers geht in einer Mietwohnung nur bedingt, daher blieb es bei einer “einfachen” Deckenlampen Lösung – montierbar, wiederverwendbar bei Umzug, ohne bleibende Schäde an der Wohnung selbst.
LED Strip sind am billigsten, LED Birnen/Spots schon etwas teuerer, zumal diese auch dimmbar sein müssen und ein RGB(W) Farbspektrum abdecken sollen.

Welchen Funkstandard?

Nach einer etwas genaueren Recherche kamen in Betracht: Z-Wave, ZigBee und herkömmliches WiFi/WLAN.
Oh man, jeder Hersteller braut im Moment noch sein eigenes Süppchen. Viele versprechen Kompatibilitäten, Open Standards oder Kooperationen für die Zukunft.
Aber eben nur in Zukunft – irgendwann = Nicht jetzt!
Einen Haufen Geld in spezielle Hersteller-abhängige Hardware zu investieren hielt ich aktuell für unrentabel, wenn ich dann in <1-2 Jahren wieder alles ersetzen muss.
Daher viel für mich die Antwort auf: WiFi/WLAN

Auch da gibt es so einiges. Aber auch hier, dass meiste funktioniert nur, wenn alle Einzelteile vom gleichen Hersteller kommen und das zu gesalzenen Preisen.

Nun lässt sich sicher viel argumentieren über die Wahl der Protokolle und verwendeter Hardware/Software, daher will ich hier nicht zu tief darauf eingehen.
Für was ich mich entschieden habe, zeigt sich an Hand meiner Einzelteile.
Soweit, funktioniert alles wie ich es mir vorgestellt habe.

Weiter zu Planung

Ein paar Handskizzen für die Lampe / Paneele selbst, Änderungen nach Recherche der Bauteile inbegriffen.
Es sollte eine Paneele sein, abgehängt von der Decke. Oberhalb auf der Panelle LED Strips für indirekte Beleuchtung. Richten sich zur Decke, wo das Licht gebrochen und reflektiert wird. In der Paneele selbst, eine Aussparung mit Plexiglas für die verdeckte direkte Beleuchtung.

Ich brauchte also eine Holzplatte als Grundstück für die Paneele. Plexiglas Scheibe für die Mitte, eine Abdeckung von oben für die Aussparung,
LED Strips für indirekte (oben) und direkte Beleuchtung (hinter Plexiglas). Dazu natürlich eine Stromversorgung und etwas um die LED Strips zu steuern.
Da die Paneele nicht einfach schweben kann, fehlt noch eine Halterung – hier wollte ich eine modische und unauffällige Seilhalterung.

Profi Model

Als verheirateter Mann, hat man so derlei Einschränkungen zu beachten, wenn es darum geht etwas in der Wohnung sichtbar zu verändern/anzubringen. :D
Mit meinen technischen Bleistift-Skizzen konnte ich aber nur unklar visualisieren, wie das Endstück aussehen würde.
Daher hab ich mir ein 3D Modellierungs Programm zur Hilfe genommen. Hatte soetwas noch nie vorher getan.
Das “SketchUp Make” ist mir bei der Suche unter die Hände gekommen und erwies sich als schnell erlernbares Tool, um eine echte 3D Ansicht meines Models zu erstellen.
Das für den Bau zugrunde Liegende 3D Model mit “recht” genauen Hauptmaaßen findet ihr hier zum Download:
3D Model erstellt mit SketchUp

Quadratische LED Paneele

In der Mitte der großen Holz Paneele, versteckt hinter Plexiglas, sollte nun noch eine flache LED Lösung als Hauptlicht (direkte Beleuchtung) her.
Wie nur? Ich konnte rein garnichts passendes im WWW finden, womit ich das hätte umsetzen können.
Ein LED Strip kann man auch nicht einfach so flach biegen das am Ende eine vollflächige LED Strip Paneele dabei heraus kommt.
Also gab es hier nur eine Lösung: Gestückelte LED Strips flexibel wieder selbst zusammen gelötet damit ich LED Strip Bahnen flach und eng nebeneinander auf einer Grundplatte anbringen konnte.
Wer nicht Löten kann, hat hier schon verloren :) Das war eine fummel Arbeit sag ich euch…

Einkaufsliste

Stk Bezeichnung Preis Gesamt Maße Shop/Link
Seilaufhängung
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4 M6 Schrauben + Muttern
4 Schrauben + Hohlraumdübel für Deckenbefestigung
Elektronik
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Holz Paneele
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Fräse – Aussenkante vorhanden von Freund
Fräse – Innenkante (Ausparung) vorhanden von Freund
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Acrylglas Paneele – mitting in Holz Paneele
1 Acrylglas XT Frost LED,
opal Stärke 3mm
10,06 € 10,06 € 42 x 24 cm Acrylglas-Shop.com …
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LED Aussenrand / indirekte Beleuchtung auf Holz Paneele
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2 Lötdraht 3,69 € 7,38 € Conrad
1 Schrumpfschlauch 2,29 € 2,29 € Conrad
3 Schleifpapier 0,80 € 2,39 € Baumarkt
Gesamt ca. : 270,17 €

Verarbeitung

Bei der Verarbeitung einzelner Teile versuche ich abzurunden und nicht zu sehr ins Detail zu gehen, da sie eher unerheblich sind und einige Leute das sicherlich anders bewerkstelligen mögen. Wichtig ist nur das Resultat. :)

Grundplatte

Als Grundplatte für die Lampe, habe ich eine 18mm starke Fichtenholz Platte im Baumarkt gekauft. Es ist Leim-Holz und lässt sich super verarbeiten.
Diese Holzplatte aus Fichte eignet sich bei einer Größe von BxL 50x80cm sehr gut wegen ihrem leichten Gewichtes. Alle anderen Hölzer die ich vorfinden konnte, wären wesentlich schwerer geworden.

Mit Abrundfräsern habe ich die Außenkante aufgehübscht – je nach eigenem Geschmack.
Die Holzplatte erhielt eine ca. 42,4cm x 24,4cm große Aussparung in der Mitte.
Mit einem Hohlkehlfräser – Bilder genauer anschauen – habe ich an den schmalen Innenseiten der Aussparung eine leichte Mulde gefräst.
Diese dient dazu, dass die überstehenden Kabel der selbstgebauten LED Paneele später rausschauen können und genug Platz haben. Nichts muss geknickt werden.

In die rechteckige Aussparung dann L-förmige Alu Profile innen gegenschrauben (mit 45° Gehrung natürlich vorher sägen), damit die spätere Plexiglas Platte eine Auflagefläche hat.

20150418_204202Dann 4 Löcher, mit jeweils einem M6 Einschraubgewinde (Holz- auf Metallgewinde) eingebaut für die Seilaufhängung.
Zur besserer Tragfähigkeit habe ich auf diese Art Gewinde gesetzt, statt einfach die Seilaufhängung von oben gegen das Holz mit Spax Schrauben zu befestigen.

Dadurch kann das Gewicht noch so groß sein und nach unten ziehen, die Seilaufhängung bleibt mit der Platte fest verbunden.

20150418_122532 Oben auf die Holzplatte, mit ca. 5cm Abstand zum Rand, habe ich einmal rund herum weitere Alu Profile angebracht.
Die speziellen 30° Grad LED Alu Profile mit Sichtrichtung nach aussen (oben). Dort kommt später die RGB LED Strip rein für die indirekte Raumbeleuchtung.

Die LED Paneele – selbst gelötet

Dieser Part war wohl das Aufwändigste an der gesamten Geschichte.
Insgesamt habe ich 18 Streifen á 40cm LED Strips /RGB/W) verbaut (18*40 = 7,2m).

Dazu einfach zwei 5m lange LED Strip bei jeweils 40cm durchtrennt. An den vorgesehenen Kontaktstellen. Ein altes RJ45 Netzwerkkabel diente mir als Zubehör-Lager für kleine Drähte. Bei RGB/W LEDs die 5 Kontakte haben, benötigte ich also 85 kleine abisolierte und verzinnte Käbelchen um diese an 175 Lötpunkten alles zusammen zu verbinden. Und das mit dargestelltem “Lageplan” :) … das Fummeln hat sich gelohnt.

Wichtig: Wer eine halbwegs gleichmäßige Lichtausbeute der fertigen LED Strip – Platte haben möchte, muss unbedingt darauf achten wie die 18 (oder gern auch mehr, soviel wie Platz ist) einzelnen Streifen angeordnet werden.
Einfach von links nach rechts nebeneinander in Reihe ist eine schlechte Idee!

Wieso: Ich musste feststellen, wenn alles neben einander liegt, erkennt mehr sehr stark einen Abfall der Leistung bei 7m LED Streifen.

led-strip-loeten-18x Die einzelnen LEDs am Ende leuchten um ein vielfaches schwächer als die am Anfang (Leistungsabfall). Verbindet man also alles einfach von links nach rechts, hat man links sehr helle LEDs und rechts sehr schwache. Wie im Bild gezeigt, habe ich also versucht die LED Kette so zu vermischen, das die Lichtstärke der LEDs gleichmäßig gut verteilt ist.

Die fertige LED Streifen Kette dann angeordnet auf die Alu Platte aufkleben. Die Alu Platte dient somit gleichzeitig dazu das kein Licht nach oben abgegeben wird wenn sie in die Aussparung der Holz Paneele gelegt wird.
In die Aussparung der Holz Paneele die L-förmigen Alu Profile gegenschrauben, dann die Plexiglas Platte rein und oben drüber die Platte mit den LEDs.

Auf der Alu Platte oben, ist nachher auch genug Platz um den kleinen WiFi Controller und das Netzteil drauf zulegen. Damit es nicht verrutscht, mit beidseitigem (Teppich-) Klebeband fixieren.

In die 30° Grad Alu Profile, die als äußerer Ring oben auf dem Holz befestigt wurden, kommt ein reiner RGB LED Strip rein, der an den Winkeln jeweils geschnitten und mit flexiblen Drähten wieder zusammen gelötet wurde.

Anbringung

Beide LED Ketten mit dem WiFi Controller verbinden. Da der WiFi Controller mit passendem Netzteil geliefert wird, habe ich den Netzstecker zertrennt, auf passende Länge gekürzt und oben an die 220V Stromzufuhr aus der Decke angeschlossen.

Für die 4 Drahtseile werden in der Decke passende Löcher gebohrt, Dübel rein und angeschraubt.
Seile an die Holz Paneele schrauben und fertig ist die DiY LED Deckenpaneele.

Mit dem regulären Lichtschalter im Zimmer wird die Lampe an-/ausgeschaltet, wobei Dank des WiFi Controllers immer die zuletzt eingestellte Farbauswahl wieder leuchtet. Mit der zum WiFi Controller passenden Mobile App (für iPhone und Android), kann ich dann jeweils RGB und Weiß individuell steuern, wie es mir beliebt.

 

Schlusswort

Für Fragen, Anregungen oder Verbesserungsvorschläge nutzt bitte unten die Kommentar Funktion. Ich würde mich freuen, wenn es Nachahmer gibt bzw. ähnliche DiY Projekte verlinkt werden.

PS: Die zweite dazu passende Lampe ist auch bereits fertig geworden – leicht modifiziert und wesentlich simpler/einfacher aufgebaut – siehe: DiY Lampe mit LED Spots

Bilder Galerie

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