Lightpainting Blade – Bauanleitung

Was ist ein Blade?

Was kann man sich unter einem Blade vorstellen? Nein, ausnahmsweise ist hier kein Schwert gemeint. Keine Klinge. Kein Skater-Slang. Ein Blade ist ein Tool, das im Lightpainting eingesetzt wird.

Es besteht meist aus einem starken Leuchtmittel (z.B. eine Taschenlampe oder eine Hochleistungs-LED) und einem durchsichtigen Material (z.B. Plexiglas, Folie, leere PET-Flaschen). Das Licht wird an den Rändern des Plastiks gebrochen und erzeugt wunderbare Lichteffekte. Wegen diesen leuchtenden Rändern, die blitzen und reflektieren wie eine polierte Klinge, wird es vermutlich auch „Blade“ genannt. Wenn dann noch wechselnde Farben und Effekte ins Spiel kommen, wie LEDs und ein guter Controller sie erzeugen, dann entstehen faszinierende Skulpturen und Formen aus Licht.

Glyph of Light

Ein Blade ist schnell gebaut. Einfach eine Taschenlampe nehmen und mit Isolierband eine leere PET-Flasche oben befestigen. Fertig ist dein erstes Blade. Dann kannst du schon raus in die Nacht gehen und mit einer Kamera, die Langzeitbelichtungen unterstützt, ein paar coole Fotos machen.

Wenn du gerne bastelst und am Ende mehr Farben und Effekte haben möchtest, kannst du natürlich auch dein eigenes Blade-Tool bauen. In diesem Tutorial zeige ich dir, wie das geht.

Credits

Kurz noch ein paar Credits. Ich selbst habe mich beim Bau der Blade-Halterung an diesem Tutorial von Sunny orientiert. Eine ganz tolle Webseite übers Lightpainting mit zahlreichen Tutorials und Tipps. Kann ich sehr weiterempfehlen. Sie selbst wurde offenbar von der Lichtspraydose inspiriert, die Bernhard Rauscher entwickelt hat. Seine Fotos sind eine Klasse für sich.

Bauteile

Schauen wir uns zuerst die Bauteile und das Werkzeug an, die für das Blade-Tool benötigt werden:

Bauteile für die Elektronik

• LED: Eine Hochleistungs-LED mit RGB auf Sternplatine montiert
• KSQ: Konstantstromquelle passend zu den Spezifikationen der LED
• Kabel: Ein 4poliges RGB-Verlängerungskabel
• Stecker: Ein 4poliger RGB Pin-Stecker
• Controller: LED-Controller mit Fernbedienung für 12V DC
• DC-Kabel: ein Niedervolt-Anschlusskabel
• Batteriehalter: länglicher Batteriehalter mit Platz für 8 Mignon-Batterien
• Batterien: 8 x Mignon-Batterien (Typ AA)
• Isolierung: Schrumpfschläuche zur Abdeckung der Lötstellen

Bauteile für die Blade-Halterung

• Rohre: HT Abflussrohre und Muffenstopfen DN50
• Unterlegscheibe: Eine Unterlegscheibe mit 50 mm Durchmesser
• Rohrisolierung: Ein wenig Rohrisolierung mit ca. 50 mm Durchmesser
• Sprühlack: Haftgrund und Sprühlack (schwarz/matt)
• Plexiglas: Plexiglas in verschiedenen Formen, 2 mm dick
• Tape: Isolierband oder Gewebeband (schwarz/matt)

Werkzeuge und Hilfsmittel

Diese Werkzeuge können hilfreich sein.

• Lötstation: Lötkolben mit Temperaturregler, dritte Hand, Lötzinn, etc.
• Abisolierzange: zum Abisolieren der Kabelenden
• Klebepistole: zum Fixieren und Verbinden von Bauteilen
• Säge: Säge oder Flex zum Schneiden von hartem PVC
• Messer: Teppichmesser oder andere Klinge zum Schneiden des Plexiglas
• Schleifpapier: zum Glätten von Bohrungen und Schnittkanten
• Edding: zum Markieren sowie zum Anmalen von hellen Bauteilen
• Bohrmaschine: Zum Bohren des Loches für den Empfänger

Vorüberlegungen

Bei der Elektronik müsst ihr ein bisschen aufpassen, damit die LED am Ende nicht nach wenigen Sekunden durchbrennt oder – was sehr frustrierend sein kann – gar nicht erst leuchtet. Daher hier noch ein paar Tipps.

Hochleistungs-LED

Hochleistungs-LED SMD RGB auf Stern-Platine vormontiert

Fangt bei eurem Einkauf mit der LED an. Sucht nach High-Power-LED oder nach Hochleistungs-LED. Achtet darauf, dass es ein RGB-Modul ist. Ich hatte mich hier für das SSC P5 II Star-Modul RGB von Seoul Semiconducters entschieden. Das hatte für mich den Vorteil, dass der LED-Chip bereits auf einer Sternplatine vormontiert war. Ihr könnt natürlich auch das SMD und die Platine getrennt kaufen und dann selbst zusammen löten. Die Sternplatine dient der Kühlung, da sonst die Hochleistungs-LED zu heiß werden kann.

Schaut euch die Spezifikationen eurer Hochleistungs-LED genau an. Auch, wenn bei meinem Modell jede LED eine Leistungsaufnahme von 1 Watt hat, so sind die Spannungen, die sie vertragen doch unterschiedlich. Bei meinem LED-Chip sieht die Spezifikation für die einzelnen RGB-Farben so aus:

• I_F: 350 + 350 + 350 mA
• U_F: 2.6 + 3.8 + 3.6 V

Das bedeutet, die rote Leuchtdiode verträgt 2,6 Volt. Die grüne 3,8 Volt und die blaue 3,6 Volt. Dagegen die Stromstärke liegt bei allen konstant bei 350 Milliampere bzw. 0,35 Ampere.

Warum ist das wichtig?

Kohleschichtwiderstände vs. Konstantstromquellen

Wenn ihr die Hochleistungs-LED direkt an den LED-Controller anschließt, wird sie nach kurzer Zeit durchbrennen. Der LED-Controller, den ich verwende, hat einen Output von 12 Volt, aber die LEDs vertragen nur 2,6 bis 3,8 Volt. Die Spannung muss also heruntergeregelt werden.

In verschiedenen Tutorials und Foren habe ich gelesen, dass einige normale Kohleschichtwiderstände vor die Hochleistungs-LEDs schalten. Warum man das nicht machen sollte, zeigt Julian Ilett in diesem YouTube-Clip:

Es kann also passieren, dass die Widerstände zu heiß werden oder sogar durchbrennen. Also macht das besser nicht!

Zudem habt ihr das Problem, dass die Verlustleistung bei den Kohleschichtwiderständen zu hoch ist. Kurz gesagt, ein nicht unbeträchtlicher Teil der Batterieleistung würde verloren gehen, weil er im Widerstand in Wärmeenergie umgewandelt wird. Auch das wollen wir nicht.

Konstantstromquelle für 350 mA

Verwendet stattdessen eine passende Konstantstromquelle (KSQ). Ihr müsst dabei nur auf folgendes achten:

• Eingangsspannung: Passt die KSQ zur Eingangsspannung, die ich habe (z.B. 12 Volt)?
• Ausgangsspannung: Passt die KSQ zur Ausgangspannung, die ich brauche (z.B. 2,4 Volt)?
• Stromstärke: Stimmt die Stromstärke der KSQ mit meinen LEDs überein (z.B. 350 mA)?

Passend für meine Hochleistungs-LED habe ich mich für die Mean Well LDD-350LW entschieden.

Batteriehalter

Batteriehalterung für 8 Mignon-Batterien

Noch kurz ein Wort zum Batteriehalter. Es gibt da zahlreiche Varianten zur Auswahl. Denkt beim Einkauf dran, dass der Batteriehalter am Ende in das Abflussrohr passen soll, das später als Gehäuse für die Elektronik dienen soll. Daher würde ich empfehlen, gleich einen länglichen Batteriehalter zu kaufen, wie oben auf dem Foto zu sehen ist. Der passt wunderbar in HT Abflussrohr mit 50 mm Durchmesser.

Bauanleitung

Alle Bauteile zusammen? Dann geht’s los.

Schritt 1: Muffenstopfen einkerben

Muffenstopfen 2mm einkerben

Ich wollte den Muffenstopfen am oberen Ende des Rohrs als Halterung für die Plexiglasscheiben nutzen. Das Plexiglas ist 2 Millimeter dick. Also musste ich in einem ersten Schritt den Stopfen so einsägen, dass eine 2 Millimeter breite Kerbe entsteht.

Ich habe eine Säge für’s Grobe und ein Teppichmesser für die Feinarbeiten genutzt. Das PVC des Rohrs ist relativ schwer zu bearbeiten, deswegen seid dabei vorsichtig. Hilfreich kann es sein, dass Werkstück vorher in einer Schraubstock einzuspannen.

Am Ende habe ich die Kanten mit Schleifpapier ein wenig begradigt.

Schritt 2: Rohre lackieren (optional)

Abflussrohre lackieren

Die HT Abflussrohre waren dunkelgrau, wahrscheinlich ist das fürs Lightpainting vollkommen ausreichend. Das müsst ihr ausprobieren.

Ich wollte allerdings, dass die Rohre schwarz sind, damit sie möglichst wenig reflektieren. Deswegen habe ich die Rohre lackiert. Die Arbeitsschritte sind:

• Anschleifen: Die Oberfläche muss leicht mit Schleifpapier angeschliffen werden.
• Säubern: Den Staub vom Schleifen abspülen und die Rohre trocknen lassen.
• Grundieren: Mit Haftgrund einsprühen / einpinseln.
• Trocknen: Den Haftgrund ein paar Stunden trocknen lassen.
• Lackieren: Dann mit der Sprühfarbe gleichmäßig einsprühen.

Bitte aufpassen beim Lackieren. Legt Folie unter die Werkstücke. Tragt Handschuhe und am besten auch einen Atemschutz, damit ihr so wenig wie möglich von den Lösungsmitteln einatmet.

Schritt 3: Löten, löten, löten

Die einzelnen Bauteile für die Elektronik müssen verbunden werden. Wenn ihr unsicher seid, verwendet erstmal Lüsterklemmen, um eine Testschaltung zu machen. Dann im zweiten Schritt könnt ihr die Verbindungen endgültig zusammen löten.

Verbindet als erstes den Batteriehalter mit dem Niedervolt-Anschlusskabel. Dazu einfach die Kabel abisolieren. Ihr spart viel Zeit, wenn ihr eine Abisolierzange verwendet. Unbedingt dran denken vor dem Löten die Schrumpfschläuche über die Kabel zu ziehen. Ich hab das schon gelegentlich vergessen und musste dann nochmal von vorn anfangen.

Die erste Lötverbindung sieht so aus:

Batteriehalter mit DC-Kabel verlöten

Als zweites den 4poligen Pin-Stecker an das RGB-Verlängerungskabel löten. Es gibt natürlich auch andere Verbindungsmöglichkeiten wie die Schnellverbinder. Aber die gelöteten Verbindungen sind meines Erachtens stabiler und zuverlässiger.

4poligen Pin-Stecker an RGB-Verlängerungskabel anlöten

Das andere Ende des RGB-Kabels wird mit den 350mA-Konstantstromquellen verbunden. Hier genau auf die Polung achten. Ich hatte hier die Verbindungen der KSQ am Anfang falsch zugeordnet und mich gewundert, warum die LED nicht leuchten wollte.

Das schwarze Kabel, das aus dem Controller kommt, ist das Pluskabel. Dieses Kabel wird mit den drei Plus-Eingängen der Konstantstromquellen verbunden (bei meiner KSQ sind diese Kabel rot). Die anderen drei Kabel aus dem Controller (rot, grün, blau) sind die Minuskabel. Die müssen einzeln an den jeweiligen Minuspol der Konstantstromquelle angeschlossen werden (bei meiner KSQ sind diese Kabel schwarz).

Als Hilfe habe ich die Konstantstromquellen vorübergehend mit Kreppband beklebt und beschriftet, damit ich leichter unterscheiden kann, welche KSQ für welche Farbe ist.

Das Zwischenergebnis sieht so aus:

Konstantstromquelle an RGB-Verlängerungskabel anlöten

Jetzt kommt die LED-Sternplatine dran. Hier haben wir insgesamt sechs Kabel zu befestigen. Für jede Farbe jeweils einen Plus- und einen Minus-Pol.

Das Foto ist ein bisschen unscharf geworden, ich glaub, man kann es trotzdem erkennen:

Hochleistungs-LED an zwei RGB-Kabel anlöten

Auch hier habe ich die Polung der Kabelenden markiert, damit die Zuordnung später ein wenig leichter ist:

LED und die markierten RGB-Kabelenden

Abschließend werden jetzt die RGB-Kabel, die von der LED kommen, mit den Konstantstromquellen verbunden. Die Zuordnung der Farben ist, denke ich, klar. Die Plus-Kabel werden an die drei Plus-Ausgänge der KSQ gelötet (bei meiner KSQ sind diese Kabel gelb). Die Minus-Kabel gehen dann entsprechend an die Minus-Ausgänge der KSQ (bei meiner KSQ sind diese Kabel blau). An den Konstantstromquellen bleibt ein Kabel unverbunden (weiß), das ist für einen Dimmer und wird in dieser Schaltung nicht benötigt.

Hier die Lötstellen, bevor sie mit einem Schrumpfschlauch abgedeckt werden:

Konstantstromquellen an Plus- und Minuskabel anlöten

Schritt 3: Schaltkreis testen

Jetzt ist die Elektronik komplett und ihr könnt die Schaltung testen.

Schaltkreis mit LED und Controller testen

Wenn die LED nicht brennt, woran kann es liegen?

• Batterien: Habt ihr Batterien eingelegt? Sind die Batterien voll?
• Schalter: Einige Batteriehalter haben einen ON/OFF-Schalter. Anmachen.
• Controller: Vielleicht auch mal kontrollieren, ob der LED-Controller funktioniert. Ich hatte noch einen LED-Strip zuhause, den ich zum Testen von Batterie und Controller verwendet habe.
• Fernbedienung: In der Fernbedienung ist am Anfang meist noch eine Folie zwischen der Batterie und dem Kontakt. Einfach herausziehen, dann müsste die Fernbedienung gehen.
• Pin-Stecker: Ist der 4polige Pin-Stecker richtig herum eingesteckt? Die Stecker haben manchmal einen Pfeil, der anzeigt, wo der Pluspol ist. Auf dieser Seite muss dann das schwarze Pluskabel liegen.
• KSQ: Nochmal prüfen, ob die Kabel der Konstantstromquellen richtig zugeordnet sind. Hier sind die meisten Lötverbindungen und hier können die meisten Fehler passieren. Und natürlich kann es auch vorkommen, dass die Lötstellen nicht sauber verbunden sind. Dass alle drei KSQ defekt sind, ist eher unwahrscheinlich. Es müssten wenigstens zwei von drei Farben brennen.
• LED: Sind die Lötstellen in Ordnung? Ansonsten erstmal die LED testen und eine kleinere Schaltung für nur eine Farbe machen. Dann kriegt man schnell raus, ob mit der Hochleistungs-LED etwas nicht stimmt.

Schritt 4: LED befestigen

Hochleistungs-LED, Unterlegscheibe und Schaumstoff

Ich habe eine große Unterlegscheibe als Träger für die LED ausgesucht und darunter ein Stück Rohrisolierung, das ich mir zurecht geschnitten habe. Die Kabel einfach durchziehen.

Als nächstes befestige ich mit Heißkleber die Sternplatine an der Unterlegscheibe. Die Hochleistungs-LED ist bei diesem Bild auf der Unterseite der Scheibe:

LED an Unterlegscheibe befestigen

Anschließend wird die Unterlegscheibe noch mit der Rohrisolierung darunter verklebt:

Unterlegscheibe und Schaumstoff verkleben

Schritt 5: LED-Controller montieren

Bevor wir die LED einsetzen können, müssen wir erstmal den Empfänger des LED-Controllers außen am Rohr anbringen. Dazu habe ich als erstes den Teil des LED-Controllers mit Edding schwarz angemalt, der außen sichtbar sein wird:

Empfänger des LED-Controllers mit Edding schwarz anmalen

Dann habe ich ein Loch in den Bogen des HT Abflussrohres gebohrt, durch das gleich der Empfänger des LED-Controllers gefädelt werden soll:

Loch für den Empfänger des LED-Controllers bohren

Mit etwas Fingerspitzengefühl dann den Empfänger platzieren und mit schwarzem Islierband am Rohr fixieren. Das Ergebnis sieht ungefähr so aus:

Empfänger des LED-Controllers einfädeln und fixieren

Schritt 6: LED einsetzen und fixieren

Inzwischen sollte auch der Heißkleber, der die LED mit der Unterlegscheibe und der Rohrisolierung verbindet, abgekühlt und fest geworden sein. Jetzt können wir den Kabelsalat durch das Rohr ziehen und die LED oben einsetzen:

Kabel durchstecken und LED einsetzen

Ich habe die LED ungefähr 2 cm tief ins Rohr eingesetzt. Es soll ja noch Platz bleiben für den Muffenstopfen, der oben drauf kommt und der als Halterung für die Plexiglasscheiben fungiert.

Als nächstes habe ich die Unterlegscheibe im Rohr mit Heißkleber fixiert:

Unterlegscheibe mit Heißkleber im Rohr fixieren

Das hat sich aber als unpraktikabel herausgestellt. Dadurch ließ sich der Muffenstopfen nicht weit genug einsetzen. Deshalb hatte ich den Kleber an dieser Stelle wieder entfernt. Stattdessen habe ich den Einsatz mit der LED von der anderen Seite fixiert, also dort wo der Schaumstoff der Rohrisolierung ist. Das hält genauso gut.

Schritt 7: Alufolie als Reflektor

Kurz vor dem Zusammenbau hatte ich noch die Idee, den Muffenstopfen mit Alufolie auszukleiden:

Muffenstopfen mit Alufolie auskleiden

Das soll dazu dienen, dass sich das Licht gleichmäßiger verteilt. Wir kennen das vom Aufbau von Taschenlampen. Hier ist die LED oder Glühbirne ebenfalls von einem Reflektor umgeben, der das Licht bündelt.

Schritt 8: Plexiglas schneiden

Plexiglas schneiden

Das Plexiglas kann man bereits als fertig zugeschnittene Form und in verschiedenen Größen kaufen, z.B. auf Ebay. Wer Zeit und Lust hat, kann weitere Formen selbst zurecht schneiden. Ich hab mir aus einem Quadrat ein paar unterschiedlich große Dreiecke zugeschnitten.

Die Profis werden jetzt die Hände über dem Kopf zusammen schlagen. Da das Plexiglas nur 2 mm dick ist, habe ich einfach ein Teppichmesser für den Zuschnitt benutzt. Also einfach einzeichnen. Die Linien an einer gerade Kante mit dem Teppichmesser einkerben. Und dann das Plexiglas an einer Tischkante genau an der Schnittkante brechen. Noch ein bisschen mit Schleifpapier nachbearbeiten. Fertig.

Wer das entsprechende Werkzeug zuhause hat, kann das natürlich auch anders machen. ;-)

Schritt 9: Endmontage

Endmontage des Blades

Die Schaltung haben wir getestet. Die LED haben wir bereits ins Rohr eingesetzt. Der Empfänger des LED-Controllers ist außen am Rohr befestigt. Das Plexiglas ist vorbereitet.

Jetzt können wir den Rest zusammen bauen:

• Den Batteriehalter habe ich ganz unten ins Rohr eingesetzt. Den unteren Muffenstopfen dann einsetzen und mit Isolierband fixieren.
• Von der anderen Seite wird der LED-Controller hineingeschoben.
• Die Konstantstromquellen und die restlichen Kabel kommen eher nach oben in den HT-Bogen.
• Dann kann der Bogen oben in das Rohr hineingeschoben werden, bis er fest sitzt. Vorsichtig drücken, damit keine Kabel eingeklemmt werden.
• Oben in den HT-Bogen wird der eingekerbte und mit Alu ausgekleidete Muffenstopfen eingesetzt.
• Und schließlich eine Plexiglasscheibe.

Schritt 10: Fertig

Und so sieht das fertige Blade aus:

Das fertige Blade-Tool

Der Blade im Einsatz

Die ersten Erfahrungen mit dem Blade gebe ich auch gern noch weiter:

• Das Blade kommt am besten zur Geltung, wenn es nicht zu weit von der Kamera entfernt eingesetzt wird. Alles im Nahbereich von 2 bis 5 Meter sieht gut aus.
• Ruhige und fließende Bewegungen sehen auf den Fotos am Ende wirklich gut aus. Aber das ist beim Lightpainting ja meistens so.
• Direkt frontal ist das Licht der LED etwas konzentrierter. Wenn ihr damit direkt in die Kamera leuchtet, werden die Farben verzerrt oder vom Licht der LED überblendet. Also lieber das Blade eher etwas seitlich halten und den direkten Lichteinfall in das Objektiv vermeiden.

Und hier noch ein paar Bilder von unserem ersten Shooting mit Blade:

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Weitere Lightpainting-Bilder gibt es hier.