Prototyp: Controller-Korpus mit LED-Beleuchtung

In diesem Eintrag wird der Bauvorgang des Würfels beschrieben.
Hier geht es zum Bauplan des Würfels, mit Maßangaben.

Der Außenkorpus

Zunächst müssen die Acrylglas-Platten zugeschnitten werden. Das geht am besten mit einer feinzahnigen Kreissäge, um einen sauberen Schnitt zu erzielen. Es wird sich im Verlaufe der Konstruktion herausstellen, dass Acrylglas ein sehr schwieriger Werkstoff ist, der so manche Tücken mit sich bringt. Das fängt beim Sägen an, und setzt sich beim Schleifen fort. Um die Platten wie gewünscht zu teilen, muss von beiden Seiten zur Mitte gesägt werden (siehe Video). Tut man dies nicht, kann es sein, dass die hintere Ecke einfach vom Sägeblatt abgerissen wird.

Um die einzelnen Platten nahtlos aneinander zu kleben, benötigen wir eine 45°-Anschrägung jeder Seite bei sechs Platten. Hier wird es kompliziert, denn bei dem Plastik des Acrylglases handelt es sich um einen Thermoplast. Polymethylmethacrylat (kurz PMAA) lässt sich unter Hitze sehr gut biegen und wunderbar formen. Für viele andere Anwendungszwecke sicher praktisch, aber für unsere Würfel eher unvorteilhaft.

Leider müssen die Kanten nun aber per Schleifmaschine angeschrägt werden, wobei immense Reibung und dadurch viel Hitze entsteht. Das Acrylglas wird dabei eher abgeschmolzen, als abgeschliffen, was den ganzen Vorgang sehr mühselig macht. Die Platte darf immer nur kurz das Schleifpapier berühren, um sofort wieder abzukühlen. Letzten Endes funktioniert diese Technik aber recht gut, und die Platten können mit einem Winkelspanner und Heißkleber fest miteinander verbunden werden.

Der innere Würfel mit Befestigung

Da der Innere Würfel am Ende nicht zu sehen sein wird, eignet sich Holz sehr gut. Deutlich schneller und weniger schwerfällig lassen sich die Schritte vom Korpus auf kleinerer Skala wiederholen (für die Maße siehe Bauplan: Beleuchtung und Gehäuse).

Um den kleineren Würfel in der Mitte zu befestigen, werden zwei dünne Stahlstangen diagonal von einer Ecke zur jeweils gegenüberliegenden angebracht. Sie sind an ihrem Schnittpunkt passend auf Gärung gefeilt und halten dadurch nicht nur den kleinen Würfel genau mittig, sondern geben dem Würfel-Korpus zusätzliche Stabilität.

Um den inneren Würfel zu fixieren müssen nur noch Löcher in die jeweiligen Ecken gebohrt werden. Zusätzlich erhält er ein „Scharnier“, aus einem Streifen Textil-Klebeband, damit die obere Seite leicht zu öffnen und schließen ist. Fixiert wird die Klappe mit einem kleinen Magneten.

LED-Streifen und Verlötung

Um an die sechs Würfelseiten die LED-Streifen anzubringen, kann man sie leider nicht einfach umwickeln. Es kommt darauf an keinen Schatten zu werfen, möglichst viele LEDs optimal zu nutzen und nicht zu verdecken. Jede LED verbraucht immerhin Strom. Also werden die obere und untere Seite mit kurzen LED-Streifen beklebt. Die restlichen Seiten können später einfach spiralförmig umwickelt werden. Für den Prototyp wird nur die Farbe blau verwendet. Es handelt sich hier ohnehin noch um günstige 12V-LEDs, die zunächst nur zu Testzwecken, per externen Transformator angesteuert werden.

Damit kein wirrer Kabelsalat entsteht, werden die einzelnen LED-Kabel an zwei große Kontakte gelötet (Ground & Blue), die dann mit einem längeren Kabelpaar verbunden sind. Jetzt kann der Rest des Würfels umwickelt werden sodass an jeder Seite ca. 10-12 einzelne LEDs Platz finden.

Anschließend werden die Sensorteile mit Arduino in den inneren Würfel hineingebaut. Hier muss darauf geachtet werden, dass der Würfel im Falle eines Fehlers oder Defekts einfach zu öffnen und zu reparieren bleibt. Es ist zu berücksichtigen, dass der Raum für die Diagonalverstrebungen erhalten bleibt.

Am Ende werden die restlichen Acrylglas-Platten zusammengesetzt und eine Öffnungsklappe mit Magneten an den diagonalen Metallstangen befestigt. Am besten eignen sich Neodym-Magneten, die durch hohe Anziehungskraft auch an kleineren, nicht flachen Oberflächen gut halten. Der Controller kann sogar mit nach unten gerichteter Öffnungsklappe geschüttelt werden, ohne dass sich dabei die Klappe öffnet.

Mehr Fotos und Videos des fertigen Controllers folgen in den nächsten Blog-Posts!
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