Heinz ist nicht nur ein Fotofreak, sondern auch ein Bastler und Selfmade-Profi der ersten Stunde. Was er über lange Zeit hinweg mit seiner Weihnachtsbeleuchtung realisiert hat, ist unglaublich. Da sieht King Sigi mit seiner Beleuchtung alt aus – das Video zum Schluss ist der Hammer!
Im Januar 2014 entschied ich mich auf nächste Weihnachten eine eigene Weihnachtsbeleuchtung zu bauen. Sie sollte auffällig sein und per Computer gesteuert werden. Mir schwebte vor, dass die Lichter zwar animiert werden aber trotzdem nicht so ‚wild‘ wie die amerikanischen Mega-Beleuchtungen Blinken und flackern.
Was sich nach einem Frühstart anhörte wurde zu einem ca. 300 Arbeitsstunden Projekt das knapp eine Woche vor dem ersten Advent fertig wurde. Eine bunte, computergesteuerte Weihnachtsbeleuchtung mit 4’300 farbigen, einzeln ansteuerbaren RGB LED.
Computergesteuerte Weihnachtsbeleuchtung in Aktion
Die Herausforderung
Hätte ich gewusst auf wie viele Hürden ich stossen würde, hätte ich das Projekt wohl gar nicht erst gestartet. Hier nur ein paar der grössten Herausforderungen in Aufzählungsform:
- Passenden Mikroprozessor finden und Software für eigenen Bedarf anpassen, Speicherprobleme
- Spannungsabfall an den Kabeln wegen tiefer Spannung und hohen Strömen überwinden
- Mapping der Kanäle und Programmierung der Software Vixen Lights, Bedienung der Software erlernen
- Permanent abstürzende Software (damals Vixen Version 3.1)
- Datensignal über längere Strecken fehlerfrei übertragen
- Preisgünstige Stecker-Lösung für Strom- und Datenkabel
- usw.
Selbst gebauter Stern für Weihnachtsbeleuchtung
Die Lösung
Aus oben genannten Herausforderungen ist schlussendlich eine einfache Lösung daraus entstanden. Mehrere ‚Fans‘ haben auf Grund meiner Dokumentation in meinem Blog fotofreak.ch ähnliche Weihnachtsbeleuchtungen innert kürzester Zeit gebaut.
Die Ganze Lösung baut auf folgenden Komponenten auf:
- Mikroprozessor Teensy 3.1 mit OctoWS2811 Adapter Platine
- Weiter entwickelte und angepasste Arduino Software für den Teensy (stelle ich auf Anfrage per Mail gratis zur Verfügung)
- Windows 10 Notebook mit Gratis Software „Vixen Lights 3.2“
- 86 Stück 50er RGB LED Ketten (mit WS2811 Pixeln)
- 3 Stück Netzteile 5 Volt 60 Ampere
- Hunderte von Kabelbindern um Kabel und Lichterketten zu fixieren
- Dutzende WAGO Klemmen für die Stromverteilung
- Ein paar hundert Meter Kabel (2.5mm2 und 4mm2 Lautsprecherkabel erwiesen sich als günstigste Lösung
- Baumaterial für Sterne, Girlanden, Lichtstäbe, Rentiere und Weihnachtsbäume
Mikroprozessor Teensy 3.1 mit OctoWS2811 Adapter Platine
Funktionsbeschreibung
Alle Lichteffekte werden sternförmig von den drei 5 Volt Netzteilen mit Strom versorgt. Es benötigt mindestens alle 100 LED eine neue Einspeisung da der Spannungsabfall sonst zu gross wird. Da die Beleuchtung mit 5 Volt gespiesen wird gibt es keine speziellen Vorschriften zu beachten. Trotzdem sollte das Ganze vor Schnee und Wasser möglichst gut geschützt werden.
Stromverteilung für Weihnachtsbeleuchtung
Das Datensignal wird über eine separate Zweidraht Leitung verteilt. Pro Datenkanal kann man bis zu 1’000 LED in einer Reihe ansteuern. Insgesamt kann man mit einem Teensy acht Datenkanäle mit 1’000 LED ansteuern. Distanzen über 6 Meter sollte man mit einem Kategorie 5e Netzwerkkabel oder ähnlichem überwunden werden. Für kürzere Strecken reicht eine einfache Zweidraht Leitung.
In Vixen Lights definiert man die verschiedenen Lichteffekte (Sterne, Baum, Bögen usw.). Danach kann man von jeder einzelnen LED die Helligkeit und Farbe festlegen. Da dies bei 4’300 Kanälen eine riesen Arbeit wäre, gibt es vordefinierte Effekte die man anpassen und auf die einzelnen Objekte (Bäume, Sterne) zuweisen kann. So habe ich viele einzelne Effektprogramme zu je 1 resp. 3 Minuten angelegt. Vixen Lights enthält eine Art Zeitschaltuhr Programm womit man das endgültige Lichtprogramm zusammenstellen kann.
So sieht der Aufbau bei Tageslicht aus
Energieverbrauch
Viele Leute machen sich Sorgen um den Stromverbrauch und die Lichtverschmutzung. Die drei Netzteile haben eine maximale Leistungsaufnahme von 900 Watt. Ich habe die Helligkeit der LED jedoch auf 30% reduziert und es leuchten meistens nicht alle LED’s auf einmal. Bei 10 Stunden Betrieb pro Tag verbrauche ich daher ca. 6kWh Energie. Bei ca. 35 Tagen Betrieb sind das 210kWh Energieverbrauch und kosten ca. 40 CHF. OK, diese Energie würde für fast 3 Sekunden des gesamten Energieverbrauchs der SBB reichen.
Kosten
Viele interessieren natürlich auch die Gesamtkosten eines solchen Projektes. So ganz genau kann ich es nicht beziffern. Aber sie lagen unter dem geplanten Budget von max. 5000 CHF. Den grössten Posten belegten die RGB LED Pixel (6’000 Stk.) mit 1750 Dollar direkt aus China. Je nach Deklaration des Kaufpreises fallen noch stattliche Zollgebühren und MWST an. Der Staat will schliesslich auch noch was verdienen.
Vier Netzteile (eins zur Reserve) 136$ und Daten-Stecker/-Kupplungen 36$ ebenfalls aus China, Fehleinkäufe (Kontroller, Mikroprozessoren usw.) ca. 500 CHF, Kabel ca. 400 CHF, drei Teensy 3.1 mit OctoWS2811 für ca. 120$ zuzüglich ca. 80 CHF Steuern aus USA (seit einiger Zeit nun auch in Europa erhältlich).
Die zehn Weihnachtsbäume (eigentlich nur für Indoor) bestellte ich in Deutschland für ca. 14 Euro das Stück. In der Schweiz fand ich die günstigsten Bäumchen ab 70 CHF das Stück. Holz, Farbe, Leim, Kabelbinder, WAGO Klemmen usw. schlugen sicher nochmals mit 500 CHF zu Buche.
Meine geschätzten 250-300 Arbeitsstunden waren kostenfrei ebenso die Unterstützung von meiner Frau und meinem Bruder.
Dieses Jahr benötigten wir für das Installieren der gesamten Beleuchtung zu Zweit je etwa 10 Stunden. Der Rückbau mit Reinigung und Versorgen wird nochmals so viel Zeit in Anspruch nehmen.
Die Weihnachtsbeleuchtung kann sich auch bei Schnee sehen lassen
Fazit
Die vielen leuchtenden Kinderaugen und begeisterten Reaktionen aus der Nachbarschaft sind der Lohn der Arbeit.
Ich hatte den Aufwand und vor allem die Hürden des Projektes massiv unterschätzt. Mit dem heutigen Wissen würde ich die Selbe Weihnachtsbeleuchtung in geschätzten 50-75 Stunden realisieren. Meine Frau und ich freuen uns wie kleine Kinder über die amerikanisch, kitschige Weihnachtsbeleuchtung.
Die Weihnachtsbeleuchtung läuft Täglich von 6 – 8 Uhr und von 16:30 – 22:00 Uhr. Zwischen 22:00 und 23:50 Uhr läuft ein gedimmtes, einfarbiges Lichtprogramm zum ausklingen.
Heinz Dössegger – www.fotofreak.ch
Video: Testbetrieb
Video: Beispiel wie es mit Musik aussieht
