Für das Schlafzimmer unserer Kinder habe ich einen Sternenhimmel gebaut. Dabei handelt es sich um einen Deckenunterbau mit einer Fläche von knapp 2,5 Quadratmetern, in den leuchtende Sterne und weitere Beleuchtungen integriert sind.

Unsere Kinder haben natürlich große Augen gemacht und waren sehr begeistert, unter „freiem Himmel“ schlafen zu können.

Es handelt sich jedoch nicht um statisches Licht, sondern – wie könnte es hier auch anders sein – alles ist microcontroller-unterstützt. Folgende Funktionen sind eingebaut:

• 200 Sterne variieren sanft in ihrer Helligkeit auf und ab und nehmen den Blick des Betrachters gefangen. In einstellbarer Zeit dimmen die Sterne in ihrer Gesamtleuchtkraft bis zum Aus-Zustand herunter. Damit haben die Kinder ein sehr dezentes Einschlaflicht, welches nach z.B. 30 Minuten verschwunden ist.
• Unsere Kinderaufstehampel wurde hiermit ersetzt. Ein in den Sternenhimmel integrierter Mond signalisiert Nacht (wer aufwacht versucht nochmal zu schlafen) und eine Sonne signalisiert, dass es Tag ist und die Kinder nach dem Aufwachen spielen gehen können.
• Integrierter Wochenwecker, d.h. für jeden Wochentag sind andere Zeiten für Sonne und Mond hinterlegbar.
• Hauptbeleuchtung und dimmbare indirekte Deckenbeleuchtung. Vorbelegbare Leuchtkraft für Tag und Nacht. Schaltet man etwa nachts am Lichtschalter das Licht ein, leuchtet es zunächst nur minimal hell, sodass nicht alle geweckt werden, wenn man sich mal um ein Kind kümmern muss. Man hat natürlich immer die Möglichkeit, die Leuchtkraft zu ändern.
• Sechs Lampions mit RGBW-Beleuchtung geben einen Farbakzent oder können auch mal in den Partymodus versetzt werden.
• Integrierter Funkuhrzeitempfänger (DCF77).
• Bedieneinheit an der Wand. Viele Parameter sind voreinstellbar, etwa welche Leuchtkraft am Tag und in der Nacht nach dem Einschalten angewendet werden, welche Farbe die Lampions dann haben (u.a. auch Zufall- oder Zeitwechselmodi) uvm..

Im Artikel zeige ich euch, wie ich das alles gebaut habe.

Zunächst habe ich mit der Planung des Projekts begonnen. Der gesamte Funktionsumfang stand von vorneherein fest. Die Elektronik sollte aufgeteilt werden in eine Bedieneinheit an der Wand und eine zweite Platine im Sternenhimmel. Die gesamte Logik und das Programm sind im Bedienpanel untergebracht. Dies war günstig für die Leitungsführung.

Die Sterne, der Mond und die Sonne werden mit Stromtreibern bedient, d.h. nicht per Vorwiderstand an eine Spannung angeschlossen. Die Leitungslänge zwischen beiden Baugruppen spielt daher kaum eine Rolle. Die weitere Beleuchtung, das sind die eingebauten LED-Spots, die LED-Streifen zur indirekten Deckenbeleuchtung, sowie die farbig leuchtenden Lampions werden von Transistoren und einem Relais auf der Platine im Sternenhimmel bedient. Somit sind hier nur ein paar Signalleitungen nach „oben“ zu führen. Netzspannung existiert nur oben im Sternenhimmel und nicht in der Bedieneinheit. Außerdem fließen zwischen beiden Elektroniken keine größeren Ströme. Auch die Netzteile sind im Sternenhimmel eingebaut.

Bedieneinheit

Hier sieht man den zweiseitigen Schaltplan der Bedieneinheit. Ich will es nicht im Detail erläutern, da ich mit diesem Artikel nur Anregungen geben kann und wohl niemand einen exakt identischen Nachbau vornehmen würde. In der Bedieneinheit sind folgende Komponenten enthalten:

• Microcontroller mit der Firmware (erste Schaltplanseite, links unten)
• Display und Bedientaster (zweite Schaltplanseite)
• Stromtreiber für die LEDs der Sterne, Mond und Sonne (erste Schaltplanseite, rechts)
• DCF77-Empfänger zum Empfang der Funkuhrzeit (erste Schaltplanseite, oben)

(Anklicken zum Vergrößern!)

Beim äußeren Erscheinungsbild des Gehäuses der Bedieneinheit habe ich mich an einem Wandthermostat orientiert, was an der Wand im Kinderschlafzimmer genau daneben hängt. Das sieht man später.

Mit dieser Holzplatte habe ich begonnen.

Eine Fräse habe ich nicht, darum habe ich einen Kreuztisch unter die Tischbohrmaschine gestellt und einen Fräser in die Maschine eingespannt. Durch Kurbeln an den beiden Achsen des Kreuztischs kann man recht ordentliche Ausschnitte in das Holz fräsen. Das belastet möglicherweise die Lager der Bohrmaschine ungünstig, aber ich habe es schon sehr oft gemacht und kann noch keine Schäden feststellen.

So sieht der ausgefräste Rahmen für mein Gehäuse aus. Das Gehäuse soll an zwei Schrauben an der Wand aufgehängt werden. Um eine plane Front zu haben, werden die Schrauben zuerst in die Wand gedreht, sodass sie eine bestimmte Länge herausstehen. Das Gehäuse soll auf die Schrauben gesteckt und dann heruntergeschoben werden. Das kann man an den schlüssellochförmigen Aufhängerlöchern bestimmt gut erahnen.

Function follows form . Die Leiterplatte hierfür erhält die Form, die das Gehäuse vorgibt. Natürlich war auch die Leiterplatte vorab geplant und es stand bereits fest, dass alles auf die Platine drauf passt. Auch alle Löcher konnte ich so vorab bohren, bevor ich mit der Bestückung begonnen habe.