Beleuchtung für das Puppenhaus

Die Ausgangslage ist ein schönes Puppenhaus aus Holz, welches wir mal für 40€ inkl. Zubehör bei einer Kleinanzeige ergattert haben. Seit Mai diesen Jahres ist es in den Händen meiner Tochter. Seit dem wünschen sich die Eltern eine Beleuchtung in dem Haus. Das Haus hat drei Etagen mit insgesamt 5 Zimmern.

Als Erstes dachten wir an einzelne Lampen, welche man einzeln schalten kann. Mit je einer LED wäre dies grundsätzlich kein Problem. Allerdings hätte ich dann den Anspruch gehabt, die Lampenschirme entsprechend zu gestalten, dass man sie auch als solche erkennen könnte. Da dies sehr viel mehr Zeit in Anspruch genommen hätte, haben wir uns letztendlich dagegen entschieden, auch wenn es sicherlich ein schönes Projekt ergeben hätte.
Ein weiterer Gedanke war, fertige Puppenhauslampen zu kaufen und diese dann entsprechend einzubauen. Aber irgendwie konnte ich mich damit nicht so richtig anfreunden. Auch wäre das recht teuer geworden, weil diese fertigen Lampen ein halbes Vermögen kosten. Bei 5 Zimmern kämen da einige Lampen zusammen, zudem man aufgrund der Raumgrößen teilweise mehrere Lampen verbauen wollen würden.
Irgendwann kam meine Frau einfach mit drei kleinen Draht-Lichterketten an, welche von der Länge her recht gut passten. Nun hieß es also für mich, daraus etwas tolle zu machen.

Die Lichterketten bestehen aus jeweils 20 LEDs, welche je einen Batteriekasten für 2 AA-Batterien enthalten und einen Ein/Aus-Schalter eingebaut haben. Somit könnte jedes Stockwerk einzeln ein- und ausgeschaltet werden. Mein erster Gedanke war, dass ich gern auf die Batterien verzichten möchte. Wir haben bereits jetzt schon einen recht großen Batterieverbrauch mit den ganzen Spielzeugen für zwei Kinder. Mit der Puppenhausbeleuchtung kämen noch 6 Batterien hinzu. Das konnte ich so nicht hinnehmen. Also habe ich ein passendes Netzteil gesucht (ich habe ein 5,7V-Netzteil gefunden). Auf die Stromstärke muss wohl bei dem Netzteil weitestgehend nicht besonders geachtet werden. Die Lichterketten benötigen nicht viel. Mit 800mA bei 5,7V sollte es auf jeden Fall ausreichen. Eine Packung verschiedenster Widerstände habe ich in meinem Sortiment.

Ich bin kein Elektroniker. Deswegen habe ich erstmal einen Testaufbau aufgebaut. Da die ursprüngliche Ausgangsspannung der zwei Batterien bei 3V liegt, mein Netzteil aber 5,7V liefert, musste ein Vorwiderstand her. Über einen Widerstandsrechner im Internet kann man die Eingangsspannung (5,7V) und die Zielspannung (3V) eingeben. Der Rechner hat dann 130Ohm ausgegeben und mir zu einem 150Ohm-Widerstand geraten. Also habe ich mich für diesen entschieden. Später musste ich die Widerstandsgröße noch einmal anpassen, dazu später mehr. Der Testaufbau hat jedenfalls erstmal problemlos funktioniert, sodass ich den Weg weiter verfolgen konnte. Wenn nun noch die WAGO-Klemmen in den Batteriekasten passen, steht dem Projekt also nichts mehr im Wege. Und siehe da, sie passen sehr gut rein. So sind die Anschlüsse sicher vor den bösen Puppen :-)

Nun war der nächste Schritt, die Anschlüsse für die Batterien zu nutzen und entsprechende Anschlusskabel anzulöten. Klingeldraht habe ich aus meinen früheren Zeiten noch einiges in meinem Kabelknäuel :-D. Ich weiß, dass dies nicht schön ist, aber früher hatte ich alles gesammelte Kabel einfach immer in eine Tüte gestopft. Im Bild ist die Katastrophe zu sehen. Ab und zu bediene ich mich diesem Knäuel.
An die Anschlüsse im Batteriekasten kommt man, indem man ein kleines Fach öffnet, in dem der Schalter mit den Anschlüssen verlötet ist. Meine Kabel habe ich so angelötet, dass ein Batteriebetrieb dennoch möglich ist. Ich habe mich dagegen entschieden, gleich den Widerstand anzulöten, um flexibler zu sein, was sich schließlich als sehr weise herausgestellt hat. Am Pluspol hängt das rote, am Minuspol das schwarze Kabel.

Mein Plan war es, nur einen Vorwiderstand direkt nach dem Netzteil einzubauen und die Lichterketten anschließend parallel zu schalten. Dies erwies sich als problematisch, weil sich dann die LED-Ketten die Spannung untereinander aufteilten. Rechnerisch kann ich das nicht genau beziffern, weil es nicht auf geht. Beobachtet habe ich aber, dass die Ketten dunkler werden, wenn weitere eingeschaltet werden. Trotz Parallelschaltung teilen sich die Lichterketten also wohl die Spannung auf, wird zumindest weniger. Diesen Effekt konnte ich verhindern, indem ich stattdessen vor jede Lichterkette einen eigenen Vorwiderstand eingebaut habe. So gehe ich eben mit 5,7V in jeden einzelnen Batteriekasten rein und verbaue pro Lichterkette einen eigenen Vorwiderstand.

Unabhängig davon habe ich festgestellt, dass die Lichterketten an sich sehr dunkel waren, auch wenn nur eine am Netzteil hing. Ich habe eine der drei Ketten mal mit Batterien versorgt (funktioniert mit meiner Umsetzung ja beides) und festgestellt, dass die Kette mit Batterien tatsächlich sehr viel heller leuchtete. Ein Messgerät verschaffte dann Klarheit. An der batteriebetriebenen Kette lagen 2,9V an, an der Kette mit Netzteil nur 2,7V. Somit hat meine vorherige Berechnung mit dem Online-Widerstandsrechner leider nicht funktioniert. Der Widerstand war einfach viel zu groß. Schrittweise habe ich dann die Widerstandswerte reduziert, bis ich endlich eine Spannung zwischen 2,9 und 3V hatte. Rausgekommen bin ich bei 22Ohm. Naja, dezent kleiner als die vorher verwendeten 150Ohm... ;-)

Nun geht es ans Eingemachte. Die Lichterketten sollen so montiert werden, dass von außen nichts zu sehen ist und die Kinder beim Spielen die Kabel nicht ständig abreißen. Gleichzeitig sind die Bretter der Zwischenböden und Wände so dünn, dass keine Schraube halten würde. Nach einigen Anhalten habe ich dann die Position für die ersten beiden Geschosse so gewählt, dass sowohl der Batteriekasten als auch die Kette selbst am Rahmen befestigt werden kann. So komme ich mit der Kette genau durch beide Räume und habe das Häuschen damit recht gleichmäßig ausgeleuchtet.

Die Löcher im Batteriekasten müssen unbedingt vorgebohrt werden, weil sonst die Plastik definitiv bricht. Im Haus musste ich auf das Vorbohren aus Platzgründen verzichten. An zwei Stellen ist deswegen das Holz etwas gerissen, hielt sich aber in Grenzen.
Befestigt habe ich alles mit 12mm langen Schrauben. Die Batteriekästen werden ebenfalls jeweils mit 3 Schrauben an einer Seite befestigt. Dies hält sehr gut, was ich anfangs gar nicht erwartet hatte. Währenddessen und nach Abschluss eines jeden Stockwerkes habe ich mit Batterien die Funktion der Lichterkette sichergestellt, um später keine böse Überraschung zu erleben.

Beim Obergeschoss musste ich die Kette etwas anders verlegen, weil an der „Decke“ kein Rahmen verbaut ist. Nach einem Probellegen habe ich die Befestigung ähnlich durchgeführt.

Im Nachhinein (also heute beim Schreiben dieses Projektes) ist mir eingefallen, dass ich die Kette vielleicht auch mit Heißkleber befestigen hätte können. Dann wären nicht so viele Schraublöcher im Holz. Außerdem wäre es wohl auch sehr viel schneller gegangen, weil die mangels Platz fast alles mit der Hand schrauben musste. Naja, nun ist es fertig.

Begonnen habe ich die Verkabelung mit der Zuleitung vom Netzteil. Dazu habe ich ein passendes Loch in die Rückwand des Hauses gebohrt (3,5mm), um das Kabel in das Haus durchführen zu können. Nach der groben Abmessung der Länge habe ich innen einen Knoten als Zugentlastung in das Kabel gemacht – einfach aber effektiv. In die Batteriefächer habe ich ebenfalls ein entsprechendes Loch gebohrt, um das Netzteilkabel dort hinein führen zu können. Gleichzeitig habe ich jeweils die benötigten 2,5mm-Löcher in die Batteriefächer gebohrt, um die Verbindung untereinander mit Klingeldraht vornehmen zu können. Am Haus musste ich ebenfalls noch ein kleines Loch an jeden Zwischenboden bohren, was man aber selbst nach einem Abbau nicht sehen würde. Anschließend habe ich erstmal die Drähte überall rein gezogen, bevor ich alles geklemmt habe.
Für den Anschluss der Leitungen habe ich mich für drei zweipolige WAGO-Klemmen entschieden, auch wenn ich drei Kabel klemmen musste. Drei dreipolige Klemmen hätte ich nicht in den Batteriekasten rein bekommen. Geklemmt habe ich wie folgt: Schwarz (Minuspol vom Netzteil) auf Schwarz und weiter zum nächsten Batteriekasten, Pluspol auf den Widerstand und weiter zum nächsten Batteriekasten, Widerstand auf den roten Anschluss. Bei jedem Stockwerk habe ich die Funktion getestet. Hier nochmal als Erinnerung der Schaltplan in den Bildern.
Nun noch den Deckel auf die Batteriekästen drauf ist fertig ist das Werk.

Nach getaner Arbeit konnte nun das Haus wieder eingerichtet werden. Vorher noch einmal ein Test des kompletten Systems, alle Schalter funktionieren, das Netzteil ist auch stark genug für alle drei Stückwerke. Nun kann das Einräumen beginnen. Nach Abschluss war es schon 21:15 Uhr. Das war eine schöne Überraschung am nächsten Morgen für meine Tochter. War gar nicht so einfach, sie heute früh in den Kindergarten zu bringen ;-)

Als Projektkosten habe ich 6€ angesetzt, also die Kosten für die drei Lichterketten. Widerstände und Schrauben verbuche ich als Kleinteile, die nicht erwähnenswert sind. Natürlich muss noch ein entsprechendes Puppenhaus vorhanden sein.