Für unserer finales Projekt gab es zwei Aufgabenstellungen. Das erste Thema lautete Social Networks, welches von den Hauptstudiumsstudenten betreut wurde. Das alternative Thema, welches uns Prof. Reto Wettach, vorgegeben hat, war die Entwicklung eines Lampen Interfaces.

Meine erste Idee war eine Art Gürtel mit Vibrationsmotoren, um z.B. ein Kind in einem Menschen-Wirrwarr zu ihren Eltern zurück zu führen. Die Idee wurde später dann in ähnlicher Form von einer anderen Gruppe realisiert.

Doch eine viel interessantere Idee kam mir, als ich eine ältere Dame an einer Ampel beobachtete. Diese wollte die Ampel betätigen und drückte wie wild auf das rot blinkende Licht und nicht auf den darunter liegenden großen gelben Button. (Das Rote Licht blinkte, weil die Ampel schon von der gegenüberliegenden Seite aktiviert worden ist, was die Dame nicht begriff.)

Ich glaube dies ist stets ein großes Problem in der Usability. - Das Feedback passiert nicht immer dort, wo die Interaktion stattfindet. Ein „normaler“ Mensch, wie z.B. die Dame an der Ampel, erwartet bestenfalls genau dort eine Interaktion, wo auch ein Feedback stattfindet.

Wenn ich Licht bei einem Stromausfall haben möchte, dann nehme ich ein Streichholz und entzünde diesen. Ich habe ganz klassisch die Interaktion dort, wo das natürliche Feedback auch ist, nämlich am Streichholz selbst. Viele künstliche/technische Interfaces bieten nicht diese Qualität. Z.B. eine Lampe mit Lichtschalter. Beides gehört zusammen doch findet die Interaktion nicht mit oder an der Lampe, sondern an einem Schalter weit weg vom Feedback statt.

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Eine Lampe soll über eine DIREKTE Interaktion steuerbar sein. Dabei gibt es ganz klassisch bei Berührung der Lampe ein Feedback. -> Licht: an/aus. Damit das ganze nicht so langweilig wird, habe ich mir gedacht die Interaktion zu erweitern und der Lampe eine gewisse Intelligenz zu geben.

Die Lampe soll die Fähigkeit haben zu wissen, wie weit ein Mensch von ihr entfernt ist und je nach dem reagieren.

Dafür habe ich 2 Lampen, mit indirekter Beleuchtung aus Gips gebaut. Indirekt darum, weil der Lampenschirm als Berührungsfläche der Hand dienen soll, um die Lampe zu deaktivieren/aktivieren. Zwei Lampen, weil die Lampen zwei verschiedene Verhalten haben sollen. Der Lampenschirm hat jeweils eine andere Oberfläche und eine andere Farbe, um die beiden Lampen auch visuell voneinander trennen zu können.

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©Denys Jörg Christian Matthies

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• scheint immer, sofern sich kein Objekt mehr in der Nähe befindet.
• um so dichter man sich ihr nährt, umso dunkler wird sie

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©Denys Jörg Christian Matthies

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• schläft immer und scheint fast nie
• nährt sich ein Objekt der Lampe, so wird sie immer heller

Lampenschirm: Problem: Lampenschirm muss rund, also an jeder Seite gleich sein. Material muss einfach zu verarbeiten, billig, fest, hitzebeständig sein.

Lösung: I Als Form diente ein Miniwok, den ich mit Aluminiumfolie ausgelegt habe. Vorher habe ich ein Muster in die Alufolie gemacht. II Gips-Spachtel aus dem Baumarkt erfüllte diese Kriterien. Um die Stabilität zu gewährleisten habe ich Glasfasern mit einarbeitet

Bei der Farbe handelt es sich um Acrylfarbe.

Halterung: Der Mensch macht Fehler und so habe ich vergessen die Metallhalterungen mit einzugipsen. Der weiße Pattex Baustoffkleber rettete mit den Hals. Die Halterungen sind aus Metall

Leuchtmittel: Problem: I Die Leuchtmittel müssen gut „dimmbar“ sein.

Dazu gibt es 2 Möglichkeiten: Licht in einer bestimmten Frequenz ein und ausschalten oder die Spannung reduzieren. Bei der ersten Methode fallen nutzt man die Trägheit der Leuchtmittel aus. Das Arduino board schafft theoretisch 10kHz, was ausreichend ist. Man setzt z.B. einen digitalen Output auf HIGH und in der nächsten Millisekunde invertiert man den Zustand wieder. Umso größer das Zeitintervall für das switchen ist, um so dunkler wird die Lampe. Leider fangen viele Lampen an zu flackern, wenn man sie mit der Methode dunkler machen will. Also probierte ich auch immer die zweite Methode ist in der Hinsicht schon besser geeignet. Man nimmt einen Ananlogen Output und setzt je nach dem die Spannung mit den Werten 0-255.

Nächstes Problem… II Die Leuchten müssen sollten keine große elektrische Leistung haben, aber trotzdem sehr hell sein.

Lösung: Ich habe die on/off Methode mit einer 230V AC Standard 60W Lampe probiert, die ich über ein Leistungsfähiges Relay angesteuert habe. Allerdings machte mir die Trägheit des Relay’s einen Strich durch die Rechnung.

D.h. alle Lampen die an einer externen Stromquelle liegen, die ich über ein Relay steuere, kann ich nicht richtig dimmen.

Gute Leistungseigenschaften besitzen Kaltlichtkathoden. Sie sind extrem hell und brauchen nur einen ganz geringen Strom, dafür aber eine wirklich hohe Spannung. Ich habe mir also ein kleines 600V DC Netzteil für die Kathoden umgebaut und über einen Leistungsfeldeffekttransistoren die Spannung gesteuert. Leider musste ich feststellen dass die Kathode sich nur bis zu einem bestimmten Punkt „dimmen“ lies und danach aus ging.

Die Einzigen Lampen, die meines Wissens im low-DC Bereich arbeiten und „dimmbar“ sind, waren die unverschämt teuren LeistungsLEDs und Halogenlampen, die in KFZ Scheinwerfern benutzt werden. Also habe ich diese bei der Tankstelle gekauft. Es handelte sich um 12V 60W Halogen H1 Leuchten, die man z.B. in den VW Scheinwerfern findet.

Es war wohl der richtige Weg, allerdings haben sich die Leuchten nicht zuverlässig mit dem IRF640 steuern lassen, da immer ein zufälliger Anfangszustand beim Start des „Dimmvorgangs“ einstellte. Außerdem war die Mindestspannung einfach zu klein, mit der ich an dem MOSFET gedreht habe. Meine Lösung: Ein Spannungsadjustierer (LM317T) musste davor, um die kleine Spannung vom Arduino groß genug zu machen. Trotzdem wurde der MOSFET immer noch extrem heiß, so dass man ihn nicht mehr anfassen konnte. Damit die Schaltung auch für Dauerbelastung geeignet ist, habe ich einen 1k1 Widerstand ans Gate gebaut. Man hätte auch einen größeren Widerstand wählen können, allerdings wollte ich die Verlustleistung immer so gering wie möglich halten.

Wie im Schaltplan zu sehen habe ich ein externes Netzteil genommen. Es ist ein umgebautes PC-AT 200W Netzteil. Alleine die Lampen schlucken ja schon 2*60W.

Entfernungsmessung: Problem: Die Entfernungsmessung sollte in einem Winkel permanent messen.

Lösung: Infrarotsensoren sind ungeeignet, da sie nur auf einen bestimmten Punkt messen. Also habe ich das mit schwarzen KFZ Ultraschallsensoren(Sender/Empfänger-kombi.) realisiert. Die alten Ultraschallsensoren, die man kennt, fand ich nicht toll, da Sender und Empfänger 2 Bauteile waren und ich diese in meinem Lampenschirm nicht vorgesehen habe. Leider werden diese Ultraschallsensoren mit einem bestimmten Protokoll angesteuert, das ich nicht auslesen oder simulieren konnte. Deshalb habe ich eine PDC (Parking Distance Control) gehackt. Ich konnte jeweils über einen Widerstand, der mir 1-2V zurück gab, mit dem Ananlog-Input messen, wie weit ein Objekt entfernt ist.