LEGO®-Modelle beleuchten (eBook)

Belebe deine LEGO-Konstruktionen mit Licht und Lichteffekten

Alexander Ehle (Autor)

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2019 | 1. Auflage
356 Seiten
dpunkt (Verlag)
978-3-96088-900-7 (ISBN)

Infos

Mehr Licht für deine LEGO-Modelle - Detaillierter Überblick von Dritthersteller-Angeboten - Selbstbau von Beleuchtungselementen - Bebilderte Beispiele von Beleuchtungen von Original-LEGO-Modellen Licht und Lichteffekte hauchen LEGO-Kreationen Leben ein. Dieses Buch bietet Einsteigern und fortgeschrittenen LEGO-Fans Unterstützung bei der Auswahl und dem Einsatz von fertigen Leuchtmitteln, aber auch beim Selbstbau von Beleuchtungen und der Programmierung ihrer Steuerung. Schritt-für-Schritt-Anleitungen und Beispielprojekte runden das Buch ab. Alexander Ehle hilft bei der Wahl der passenden LED-Lösung und gibt praktische Tipps, z.B. bei der Entscheidung zum Durchmesser und der Länge von Kabeln sowie der verwendeten Stecker oder Buchsen. Darüber hinaus vermittelt Ehle Grundlagen der Elektronik, die für den Bau der Beleuchtungssysteme notwendig sind, und hilft bei der Programmierung ihrer Steuerung. Alexander Ehles Anleitungen machen Effekte möglich, die weit über die der Originallösungen von LEGO, wie den 'Light & Sound'-Komponenten, hinausgehen. Damit auch der Eigenbau klappt, werden die benötigten Elektronikbauteile genau beschrieben. Das Buch liefert sogar Layouts zu Steuerungsplatinen, die auf verschiedene Plattengrößen- und Noppenraster abgestimmt und teilweise nicht größer als eine 2x2-Platte sind. Bebilderte Beispiele von Beleuchtungen von Original-LEGO-Modellen geben Anhaltspunkte für die erfolgreiche Umsetzung eigener Projekte.

Alexander Ehle lebt in Stuttgart und ist seit einigen Jahren aus den LEGO-typischen Dark Ages heraus. Der Einsatz von Elektronik in Verbindung mit LEGO ist einer seiner Schwerpunkte, der sich aufgrund der langjährigen Erfahrung als Elektroniker und der Simulationstechnik elektronischer Schaltungen ergeben hat. Hauptberuflich beschäftigt er sich als Senior Consultant und als Fachbuchautor bei United Planet in Freiburg mit der Portalsoftware Intrexx.

Textauszug

1Beleuchtungslösungen

1.1LEGO-Beleuchtungselemente

Alle aktuellen LEGO-Beleuchtungsvarianten bieten begrenzte Einsatzmöglichkeiten. Die Glasfaser-Lösungen boten noch einen geringfügig flexibleren Einsatz und etwas Effekt. Doch da diese Elemente nicht mehr produziert werden und über den zweiten Markt zu teuer sind, ist deren Einsatz uninteressant und mittlerweile auch veraltet.

Die frühen Technologien wurden für die LEGO-Eisenbahn konzipiert und mit 4,5 V oder 12 V betrieben. Hier freuen wir uns als erwachsene LEGO-Fans, wenn wir diese noch funktionstüchtig halten können.

Für die Bionicle-Serie wurde 2006 ein transparent neon-orangener Leuchtstein (53500/54359) entwickelt, der sich in die Masken/Köpfe einbauen lässt. Allerdings hat dieser Stein keine konventionelle Verbindungstechnik und ist somit ausschließlich für diese Zwecke einsetzbar.

1.1.1Leuchtsteine

LEGO hat seit 2006 unabhängige Leuchtsteine mit Batterien (2 × LR41 1,5 V) und LED in einem Gehäuse im Programm. Häufig sind diese LEGO-Creator-Sets beigefügt. Es gibt ein transparentes (54930c02) und ein transparent-rotes Gehäuse (54930c01). Im transparenten Gehäuse ist eine gelb leuchtende 3-mm-LED verbaut, im roten eine rote LED. Das Gehäuse hat eine Fläche von 2 × 3 und eine Höhe von 4 Platten (1 1/3 Steinhöhe). Über einen Taster mit Technic-Achsen-Verbindung kann das Licht eingeschaltet werden. Jedoch leuchtet die LED nur so lange, wie der Taster gedrückt wird.

Abb. 1-1 Lichtbausteine 54930

Im Jahr 2006 wurde ein Stein mit transparentem Gehäuse produziert (54604), der eine rote LED und eine CR927-3-V-Lithium-Batterie verwendet und über einen Taster an der Oberseite eingeschaltet werden kann. Jedoch leuchtet auch hier die LED nur so lange, wie der Taster gedrückt wird. Am Gehäuse sind rechts und links Nuten, um den Stein zwischen zwei Fließen zu arretieren. Das Gehäuse hat eine Fläche von 2 × 4 und eine Höhe von 3 Platten.

Abb. 1-2 Leuchtstein 54604

1.1.2Light & Sound System

Das Mitte der 80er-Jahre eingeführte Beleuchtungssystem arbeitete noch mit kleinen Glühlampen, und die Stromversorgung wurde über Kontakte an den Unterseiten der Platten und Noppen übertragen.

Abb. 1-3 Komponenten des »LEGO Light & Sound«-Systems

Unter dem Slogan »Light and Sound« wurde 2019 ein neuer Stein eingeführt, der an ebenfalls ältere DUPLO-Lösungen erinnert: ein Wechselblinker mit LEDs und einem Lautsprecher zwischen den beiden Leuchtsegmenten. Das Element wird einfach auf ein Fahrzeugdach gesteckt. Etwas klobig für die City-Reihe, aber eben für Kinderhände konzipiert.

Abb. 1-4 LEGO-Light-& Sound-Blaulicht mit Sirenensignal 2019

1.1.3Power Functions

Im LEGO-Technic-Bereich gibt es seit 2008 eine 2-fach-LED mit Power-Functions-Anschluss (8870). Die LEDs sind in transparenten Kunststoff-Elementen verbaut, die sich in die 4,8-mm-Technik-Löcher einstecken lassen. Die LEDs leuchten weiß. Die Farbe wird hier u. a. durch Aufstecken von transparent-farbigen LEGO-Elementen erzielt.

Abb. 1-5 Power Functions 8870

Der schwarze 2 × 2-Verteilerbaustein des Power-Functions-LED-Kabels beinhaltet eine Platine mit mehreren Bauteilen: eine Brückengleichrichterschaltung, die mit den Eingängen C1 und C2 verbunden wird und die beiden Dioden ansteuert. Da C1 und C2 je nach Polarität der Stromversorgung 9 V oder 0 V liefern, müssen die Dioden sicherstellen, dass entweder von C1 oder C2 die 9 V an die Anoden der LEDs geliefert werden. RIDENT zwischen C1 und 0 V dient der Identifikation bei Anschluss der LEDs am WeDo-Hub 1.0. RV1 und RV2 sind die strombegrenzenden Widerstände für die LEDs. Parallel zur jeweiligen LED sind Kondensatoren zur Glättung des Signals geschaltet.

C1 und C2 liefert ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Rechtecksignal zur Steuerung der Motorgeschwindigkeit. Betreiben wir parallel die LEDs, ist dies ungünstig, da es zu einem Flackern führen würde. Daher puffern die Kondensatoren mit ihrer gespeicherten Energie das Pausensignal ab. Bedeutet jedoch auch, dass die LEDs aus sind, wenn der Motor steht.

Abb. 1-6 Schaltung im Verteilerbaustein des 8870

Die Belegung der 4 Anschlüsse eines Power-Functions-Steckverbinders ist wie folgt dargestellt. C1 und C2 sind die Steuerleitungen und können bei reinen Stromversorgungsaspekten ignoriert werden. Die Steuerleitungen können jeweils 9 V oder 0 V führen. Bei Motoren kann hier auch ein Rechtecksignal mit unterschiedlicher Tastrate zur Regelung der Geschwindigkeit ausgegeben werden.

Abb. 1-7 Power-Functions-Steckerbelegung (links = Oberseite, rechts = Unterseite)

Abb. 1-8 Power-Functions-Kabelbelegung

1.1.4Powered Up, Control+ und Spike Prime

Die von LEGO eingeführte Nachfolger-Technologie für » Power Functions« wurde Anfang 2019 mit »Powered Up« und den neuen Eisenbahn-Sets und dem Batmobil gestartet. Der Hauptunterschied liegt zunächst im Verbindungssystem, das die Stecker-/Buchsen-Form von WeDo 2.0 aus dem LEGO Education Universum verwendet. Bereits 2017 erschien das Boost-System – ebenfalls basierend auf demselben Verbindungssystem. Aktuell wird Boost unter »Powered Up« gelistet. Doch auch im Education-Bereich legt LEGO mit »Spike Prime«, voraussichtlich Anfang 2020, nach. Zusätzlich ergänzt »Control+« die LEGO-Technic-Linie mit einem größeren Hub und vier Anschlüssen. Auch hier basiert alles auf dem Verbindungssystem von WeDo 2.0. Die höchste Ausbaustufe scheint aber der Spike-Prime-Hub zu sein. Warum allerdings so viele verschiedene Hub-Varianten produziert werden, ist unverständlich. Vor allem, da das neue Verbindungssystem nicht mehr stapelbar ist und vor allem für LEDs nur noch ein Element pro Buchse verbunden werden kann.

Das neu patentierte Verbindungssystem soll es Nachahmern erschweren, kompatible Produkte anzubieten. Primär hat man die Produzenten aus dem asiatischen Raum im Fokus. Leider trifft es auch Dritthersteller mit eigenen Lösungen, die mit Original-LEGO-Produkten zusammenarbeiten und insbesondere die Ansprüche von AFOL erfüllen. Hier sollte LEGO versuchen, für solche echten Fan-Lösungen einen kooperativen Weg zu gehen.

Abb. 1-9 Powered-Up-LED-Element 88005

Interessant ist, dass sich der Aufbau der Elektronik vor den LEDs des neuen LED-Elements (88005) nicht verändert hat.

Der schwarze Anschlussblock besitzt ein 4,8-mm-Loch zur Befestigung an LEGO-Konstruktionen (Technic-Pins, Achsen, Noppe). Darin ist eine zur neuen Technologie passende Ansteuerungselektronik für die LEDs enthalten. Diese unterscheidet sich nur minimal vom Power-Functions-Aufbau. Lediglich die Widerstandwerte haben sich geändert. So besitzen nun die Vorwiderstände für die LEDs 510 Ohm, der Identifikations-Widerstand 2,2 kOhm zwischen M2 (Pin 2) und 0 V (Pin 3) (siehe Abb. 1-10).

Das Stecker-System ist wie bereits erwähnt für die Produktlinien WeDo 2.0, Boost., Powered Up, Spike Prime und Control+ identisch. Der 6-polige Stecker mit 6 Anschlüssen ähnelt einem RJ12. Für Eigenkonstruktionen müsste es ein Verlängerungskabel mit Buchse und Stecker geben. Leider gibt es derzeit für keine der Produktlinien ein entsprechendes Element von LEGO, weshalb hier entsprechende Eigenbauten nahezu unmöglich sind. Ein Adapter von einer Batteriebox zu einem Hub ergibt sowieso keinen Sinn, da diese ja keine Steuerelektronik wie der Hub von LEGO besitzt. Zum Redaktionsschluss des Buchs gibt es nur die Möglichkeit, ein LED-Element zu opfern, um an einen Stecker mit Kabel zu gelangen.

Abb. 1-10 Schaltung im Verteilerbaustein des 88005

Die Anschlussbelegung von Powered Up wurde vom Ursprungsprodukt WeDo 2.0 übernommen. M1 und M2 sind zur Ansteuerung von Motoren, S1 und S2 zur Kommunikation.

Abb. 1-11 Die Anschlussbelegung des Steckers von Control+/Powered Up (Boost/WeDo 2.0)

Abb. 1-12 Die Kabelbelegung von Control+/Powered Up (Boost/WeDo 2.0)

1.2Anbieter für Beleuchtungstechnik

Es sind mittlerweile einige Drittanbieter auf dem Markt, die fertige LEGO-kompatible Beleuchtungssysteme anbieten. Insbesondere wenn Sie den Bastelaufwand scheuen und sofort loslegen möchten, können Sie sich die Zeit und den Aufwand sparen. SMD-Lösungen und sehr kleine Stecker-/Buchsen-Systeme können ohne entsprechendes Spezialwerkzeug und Kenntnisse nur sehr schwer oder überhaupt nicht hergestellt werden.

Auch diese Produkte kreativer LEGO-Fans werden bereits im asiatischen Raum schamlos kopiert. Ich empfehle hier den Entwicklungsaufwand zu honorieren und nur Originalware zu bestellen.

1.2.1Brickstuff

Der Hersteller Brickstuff ist seit 2011 am Markt und setzt auf ein ausbaufähiges...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 27.11.2019
• Verlagsort: Heidelberg
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Freizeit / Hobby ► Modellbau
• Schlagworte: AFOL • brick • Elektronik • Lego bauen • Leuchtstein • Lichteffekte • Light and Sound • Light Brick • MOC • PFx • Smartbrick
• ISBN-10: 3-96088-900-3 / 3960889003
• ISBN-13: 978-3-96088-900-7 / 9783960889007