Drehende Zahnräder an der Wand

Mit diesem Beitrag möchte ich ein Projekt vorstellen, bei dem ich sich drehende Zahnräder, als dekoratives Element für an die Wand herstelle.

Drehende Zahnräder aus Holz
Drehende Zahnräder an der Wand

Die Zahnräder werden mit einem kleinen Schrittmotor mit einer variablen, langsamen Drehzahl bewegt. Die Drehzahl ist langsam gehalten, damit trotz der Bewegung keine Unruhe im Raum entsteht. Damit sich die Wirkung nicht eintönig wird, ändert sich die Drehzahl zufällig. So entsteht eine dezente, dennoch lebhafte Wirkung.

Die Idee für die dekorativen Zahnräder habe ich von unserer Reise 2013 in Indonesien. In Jakarta waren wir im Ausstellungsraum vom italienischen Küchenbauer Valcucine bei Roberto Design Ptd Ltd. Dort war im Treppenhaus eine Installation mit unterschiedlichen Zahnrädern, die letztendlich zu diesem Projekt führte.

Antrieb der Zahnräder

Die Zahnräder werden mit einem 28BYJ-48 5V Schrittmotor angetrieben. Um kein Kabel an den Zahnrädern zu haben, erfolgt die Spannungsversorgung über eine 18650 Li-ion Akkuzelle. Mit einer Zelle können die Zahnräder 24h lange betrieben werden. Für diese „lowpower“ Anwendung sind jedoch wenige Modifikationen zum Stromsparen notwendig.

Damit sich der Schrittmotor dreht, braucht er einen Mikrocontroller, der ihm über das Magnetfeld die Position vorgibt. Für dieses Projekt setze ich zu diesem Zweck einen ATTiny 45 ein, den ich mit der Arduino IDE programmiere. Der Mikrocontroller schaltet mit einem ULN2003 Transistorarray die einzelnen spulen des Schrittmotors.

Antriebseinheit für die Zahnräder mit ATTiny 45, ULN2003 und 28BYJ-48 Schrittmotor
Antriebseinheit für die Zahnräder mit ATTiny 45, ULN2003 und 28BYJ-48 Schrittmotor

Die Benötigte Bauelemente sind auf eine einfache Lötstreifenplatine aufgelötet, so, dass sie möglichst wenig Platz benötigen.

Der Schrittmotor ist mit kurzen Litzen direkt angelötet. Gespeist wird die Platine direkt von der 18650 Li-ion Zelle. Für diese Platinen dürfen nur 18650er Zellen eingesetzt werden die gegen Unterspannung geschützt sind, also bei ca. 3.2V abschalten.

Gehäuse der Antriebseinheit
Gehäuse der Antriebseinheit und Zahnräder