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Fleur De La Nuit

Das Projekt Fleur De La Nuit enstand im Rahmen des Kurses Interactive Surface von Lina Wassong. Das optisch an eine Blume erinnernde Objekt wird mit Hilfe eines Arduino Uno gesteuert und reagiert auf das Licht seiner Umgebung. Sobald die Helligkeit abnimmt öffnet sich die Blüte und die Blume beginnt selbst zu leuchten.

1. IDEE & INSPIRATION

Die Idee der optischen Umsetzung stammt aus der Natur, genauer aus der Flora. Der Großteil aller Pflanzen ist auf Sonnenlicht angewiesen, um Fotosynthese betreiben zu können oder um sich von tagaktiven Insekten bestäuben zu lassen. Dazu öffnen einige Blumen nur zum Tagesanbruch ihre Blüten und schließen diese bei Nacht.

Dieses Prinzip kehrt sich im Projekt Fleur De La Nuit um. Die Blüte des Objektes bleibt somit tagsüber geschlossen und öffnet sich erst bei einsetzender Dunkelheit.

Nach einigen Recherchen bin ich auf die Mechanical Flower von Ugears gestoßen. Diese aus Holz bestehende „Blume“ lässt sich über einen manuellen Drehmechanismus über zahlreiche Zahnräder öffnen und schließen. Der Mechanismus erschien mir zwar zu komplex um diesen zu übernehmen, aber Ugears lieferte die Inspiration für die Halterungen und den groben Aufbau der Blütenblätter.

2. KOMPONENTEN & MATERIALIEN

Die elektronischen Komponenten lassen sich neben den Basiselementen in zwei Bereiche unterteilen. Zum einen in die Bauteile, die für die Steuerung des Lichtes verantwortlich sind, zum anderen in die, die den Motor betreiben. Das Kernstück bildet ein Arduino Uno, der im weiteren Verlauf des Projektes durch einen baugleichen aber kostengünstigeren JOY-IT UNO ersetzt wurde.

Die mechanischen Komponenten bestehen im Wesentlichen aus drei unterschiedlichen Materialien. So kam neben stabilem 4mm Pappelsperrholz für die Basisplatten, auch Balsarholz (Blattrippen, Blatthalterungen), sowie weißer Karton für die Blätter zum Einsatz. Alle Elemente wurden in Adobe Illustrator angelegt und mit dem Lasercutter freigestellt. Gerade Blasarholz, das sich durch eine besonders geringe Dichte auszeichnet, eignete sich besonders gut für diese Arbeit. Die einzelnen Bauteile wurden anschließend miteinander verklebt, verleimt, verschraubt oder im Falle der Blattrippen mit Nähgarn an der „Hebebühne“ der Fassung befestigt.

3. PROGRAMMIERUNG & UMSETZUNG

Da sich die Blüte bei einsetzender Dunkelheit öffnen sollte, musste ein Element dauerhaft Helligkeitswerte auslesen, auf die sich die anderen Komponenten beziehen können. Als Input diente ein Lichtwiderstand. Sobald ein vordefinierter Luminanzwert unterschritten wird, sollte sich der Motor in Bewegung setzten und die Glühbirne leuchten. Wird dieser Wert wieder überschritten, nimmt die Helligkeit also wieder zu, bewegt sich der Motor nach unten, die Blüte schließt sich und das Leuchtmittel erlischt. Dazu war ein Motor nötig, der in der Lage war sich in beide Richtungen zu bewegen. Ich entschied mich für einen Fader-Motor, der zum einen in der Lage war diese Kriterien zu erfüllen, zum anderen eine Übersetzung einer Dreh- in eine Auf-und Abbewegung überflüssig machte.
Um die Polarisierung des Motors zu ändern und somit die Laufrichtung zu beeinflussen, verwendete ich den Motortreiber L293D.

Abb. 1) Fleur De La Nuit - Schaltplan
[Die in der Abbildung verwendete LED steht stellvertretend für eine 4,8V Glühlampe]

4. CODE

//Licht

int Input = A0;
int LED = 10;
int sensorWert = 0;

//Motor
const int motorPin1 = 2;
const int motorPin2 = 7;
const int enablePin = 9;
int speed = 240; // 127 = Geschwindigkeit 50%, max. 255 (100%)

void setup() {

//Licht
Serial.begin(9600);
pinMode (LED, OUTPUT);

//Motor
pinMode(motorPin1, OUTPUT);
pinMode(motorPin2, OUTPUT);
}
void loop() {

//Licht
sensorWert = analogRead (Input);
Serial.print(„Sensorwert = “);
Serial.println(sensorWert);

if (sensorWert > 300 )
{
digitalWrite(LED,LOW);
}

else
{
digitalWrite(LED,HIGH);
}

//Motor
analogWrite(enablePin, speed);
digitalWrite(motorPin1, HIGH); digitalWrite(motorPin2, LOW);
delay(1000);
digitalWrite(motorPin1, LOW); digitalWrite(motorPin2, HIGH);
delay(1000);
analogWrite(enablePin, 0); // Motor aus
delay(5000);

}

5. PROBLEME

Während der Arbeit an dem Projekt bin ich auf zahlreiche Probleme gestoßen, die sich teilweise beheben ließen, teilweise jedoch bis zum Schluß nicht gelöst werden konnten.
Die meisten Komplikationen ergaben sich im Zusammenhang mit dem Motor.
Für die korrekte Verkabelung des Motortreibers musste ich zahlreiche Schaltpläne studieren und nachbauen. Als der Motor betriebsbereit war, nutzte er jedoch nicht den vollen Umfang seiner Laufweite. Dieses Problem konnte ich mit einer externen Stromquelle beheben.

Um zu vermeiden, dass sich die Hebebühne mit der Fassung an der Baseplate verankert, habe ich mit übereinander geleimten Ringen eine Führung gebaut. Die Innenseite der Führung habe ich mit feinem Sandpapier geschliffen, um auch hier einen Widerstand zu minimieren. Dennoch verhackte sich die Hebebühe während einer Aufwärtsbewegung gelegentlich. Auch wenn sich die Geschwindigkeit des DC-Motors in dem von mir verwendetem Sketch regulieren lässt, reagiert der Fader je nach Bewegungsrichtung unterschiedlich. So bewegt sich dieser bei einer Abwärtsbewegung meist so schnell und ruckartig, dass die Blütenblätter vorn überfallen und nicht mehr in ihre Ausgangsposition zurückgelangen.

Ein Problem, das ich bis zum Schluß nicht beheben konnte, ist die Tatsache, dass sich der Motor nicht auf die Sensorwerte bezieht. Die Motor- und die Lichteinheit laufen getrennt voneinander. Während der Sketch gelesen wird, bewegt sich der Motor nach oben, unabhängig von der Helligkeit. Der ermittelte Sensorwert bestimmt lediglich, ob die Lampe leuchtet oder nicht.

6. FAZIT

Design ist unter anderem die Entwicklung von Lösungen für bestehende Probleme und während der Erarbeitung des Projektes bin ich auf zahlreiche Probleme gestoßen, die es zu lösen galt.
Da ich bisher weder einen Blick ins Produktdesign, noch ins Interfacedesign gewagt habe, war dieses Projekt komplettes Neuland für mich. Gerade deshalb bin ich sehr zufrieden mit dem Resultat. Auch wenn es nicht exakt so funktioniert wie es ursprünglich geplant war, ist es optisch sehr reizvoll.

Ich könnte mir vorstellen dass man bei einer Weiterführung des Projektes eine Verkleidung für den Fuß der Blume entwirft und die technischen Komponenten versteckt. Darauf habe ich jedoch bewusst verzichtet, um eine maximale Flexibilität im Workflow zu bewahren.

Neben der Arbeit mit dem Arduino lernte ich den Umgang mit dem Lasercutter kennen, der auch weiterhin ein wichtiges Werkzeug für Folgeprojekte darstellen könnte. Außerdem ist die Auseinandersetzung mit dem Medium Licht ein Bereich der mich nach wie vor interessiert und den ich weiterhin vertiefen werde.

7. REFERENZEN/QUELLEN

Um das Ardunio Sketch korrekt zu schreiben und die einzelnen Komponenten miteinander zu verknüpfen, war ich auf zahlreiche Tutorials und Projekte angewiesen, die sich mit einer ähnlichen Problematik befassten.
Hier eine Auflistung der für dieses Projekt hilfreichsten Links:

Ein Projekt von

Fachgruppe

Projekt, Praxis, Perspektive

Art des Projekts

Studienarbeit im Hauptstudium

Betreuung

Lina Wassong

Zugehöriger Workspace

Interactive Surface

Entstehungszeitraum

Wintersemester 2017 / 2018

zusätzliches Material

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