Solarleuchte im Eigenbau - Bauteileauslegung

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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pokermants
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Di, 18.07.06, 22:13

ja Conrad steht bei mir um die Ecke, nur der Laden ist im Laufe der Zeit was die Preise angeht explodiert.
Solarzellen könnte man evtl. bei ebay steigern so 10-12 Stück werden oftmals angeboten. Das könnte billiger sein wie bei Conrad 6 Euro für so eine Platte hinzulegen. Mach mich morgen mal auf dorthin ein paar Kleinteile zu holen.

Schöne Grüße,

Tobias!
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Qs'Tree
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Mi, 19.07.06, 22:19

@Fightclub:
Ich habe aktuell 4 Solarlampen aufgebaut und im Betrieb. Bei einer habe ich heute den 820 Ohm Widerstand durch einen 2.2kOhm ersetzt, da die LEDs einfach zu früh kommen und somit der Akku nicht befiedigend geladen wird.
Die Leuchtstärke der LEDs (verwende 2 Stück in Serie) blieb unverändert gut. Ich werde die anderen 3 auch noch umrüsten, allerdings suche ich immer noch die optimale Auslegung. Werde mich nun doch mal mit den Transistordiagrammen herumschlagen müssen.
Durch einen Poti ist man natürlich viel freier was die Einregelung angeht. Evtl. nimmst du sogar einen noch stärkeren. Kannst ja mal deine Ergebnisse posten, würde mich interessieren.

@pokermants:
Guter Tipp, hab vor längere Zeit auch schon mal kurz gesucht. Da läßt sich sicherlich was passendes finden.
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Do, 20.07.06, 08:14

@Q's Tree: hast du hinter den PR4401 2 LEDs in Reihe gehängt? Ich dachte der würde nur die Spannung für eine erzeugen :shock:
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Do, 20.07.06, 16:01

@Fightclub:
Ich hab' mal dem Datenblatt glauben geschenkt und zwei LEDs in Serie geschaltet, funktioniert einwandfrei.
Theoretisch kann man nach Datenblatt des PR4401 auch drei (baugleiche) LEDs parallel schalten, aber das Thema "Parallelschaltung von LEDs" wurde hier im Forum schon detailiert diskutiert. Ich würde es nicht tun.
Auch benötigt man dann eine 10µH Spule und das hat bei meinen Schaltungen bis dato immer eine Reduzierung der LED-Helligkeit bewirkt.
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Do, 20.07.06, 16:46

achso, weil du geschrieben hast "ich verwende 2 Stück in Serie" dachte ich du hättest 2 LEDs in Reihe geschaltet
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Qs'Tree
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Fr, 21.07.06, 23:23

Für R1 empfehle ich abschließend einen 4,4kOhm Widerstand. Die Helligkeit wird nahezu nicht reduziert und die LED schaltet relativ spät ein.
bimbel83
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Do, 27.07.06, 19:38

So, ich hab jetzt auch mal ein bisschen rumprobiert. Als erstes hab ich mal die Testschaltung vom Hersteller ausprobiert, also mit 1,5V Batterie der 10er Spule und LED, mehr nicht. Jetzt hab ich mal einige LEDs, die ich hier habe ausprobiert und den eindeutigen Favoriten ermittelt. Also am meisten Licht bringt die 1W Luxeon, gefolgt von der 0,5W LED und knapp dahinter die normale LED.

Ich weiss nicht ob ihr das bestätigen könnt. Die LEDs leuchten deutlich schwächer als wenn sie normal betrieben werden. Daher gehe ich auch von einem niedrigeren Stromverbrauch der LEDs aus. Die Luxeon wird auch kein Stück warm (ohne Kühlkörper). ich werd die luxeon jetzt mal an der 1,5V Batterie dran lassen und schauen wie sich das mit der Spannung der Batterie verhält.

die 0,5W Weiss sind mir zur Beleuchtung zu dunkel, wäre auch nich sehr viel mehr als eine markierungsleuchte.
bimbel83
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Fr, 28.07.06, 20:52

also die Luxeon hat die 1,5V Batterie (ausm Aldi, also nix hochwertiges) nach 24 Stunden auf 0,9V leer gesaugt. jetzt ist die Luxeon aus. Allerdings war schon nach 12 Stunden nur noch eine Spannung von ca. 1V und die Leuchtkraft war schon sehr schwach.

Also ich werde die Solarlampe wohl mal mit der Luxeon ausstatten. da mich die Leuchtkraft der anderen LEDs nicht befriedigt.

Der PR4401 sperrt ja bei einem Spannungsabfall auf 0,9V von daher werden die Akkus ja auch nicht Tiefentladen (oder ist das dann schon der fall?).

mir geht es um eine Abendbeleuchtung für ein paar sunden und nicht die ganze nacht, von daher kann ich sehr gut mit der luxeon leben.
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Qs'Tree
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Sa, 29.07.06, 01:08

Der PR4401 funktioniert, einmal gestartet, bis ca. 0,7V. Fällt die Spannung am Akkus weiter ab erlischt die LED und der PR4401 zieht einen Strom von < 50µA. Auch der Stromverbrauch über R1 und den Transistor sollte irgendwo im µA-Bereich liegen. Somit erfolgt keine Tiefentladung des Akkus.

Wenn du eine Luxeon verwendest dann achte darauf, dass die Solarzelle nicht zu schwach dimensioniert ist, sonst erfolgt keine ausreichende Akkuladung und die LED stellt schon nach wenigen Tagen ihre Funktion ein.

R1 sollte irgendwo zwischen 6,8k - 8,3kOhm liegen sonst schaltet der Transistor zu früh, auch wenn es noch ordentlich hell ist, oder nicht voll durch was sich wiederum in der Helligkeit bemerkbar macht. Einen idealen Bereich für R1 habe ich noch nicht gefunden.
bimbel83
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Sa, 29.07.06, 09:56

Das Problem von R1 ist, das man zwischen 2kOhm und 4,3kOhm schon einen deutlichen helligkeitsunterschied sieht.
man müsste echt nochmal datenblätter studieren und schauen, ob man das nich doch irgendwie auf FETs umstellen kann. Oder einen Transistor mit einer steileren kennlinie findet. Aber bis jetzt ist die schaltung schonma richtig geil.

PS: Meine Solarzelle stammt aus einer Gartenleuchte mit original 2Akkus drinne und die haben jetzt schon 4Jahre (auch Winter) gehalten. Von daher gehe ich davon aus, das diese ganz ordentlich ist. Ich habe mal bei Sonne gemessen und hatte eine Leerlaufspannung von ~5V.
pokermants
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Sa, 29.07.06, 14:38

Hallo Qs'Tree

Ich habe heute versucht die zweite Schaltung nachzubauen mit nur einer Akkuzelle 1,5 Volt. Dazu habe ich den 1. Schaltplan verwendet mit der D1 BYV95C Diode anstatt der Schaltung mit den 2 Dioden 1N5817.
Habe LED Treiber von modul-Bus bestellt und einen verwendet, Genauso die dazugehörige Spule 22uh. Sobald ich die Solarzelle auf dunkel leg, habe ich zwar eine Spannung von 0 Volt auf 0,69 Volt aber keine 3,6 Volt für die LED. Was könnte hier falsch sein, habe schon den Transistor gewechselt den Widerstand 820 Ohm 1/4 Watt, die Diode BYV95C, die Spule 22uH und den LED Treiber PR 4401, und sogar die LED, aber mehr wie 0,69 Volt kommen nicht durch. Ist evtl. der LED Treiber falsch eingelötet? Selbst den habe ich schon auf alle Arten versucht. Meine Solarzelle bringt bei Sonne 10 Volt und die kommen bei der Batterie auch an. Komisch ist nur das bei der LED nie mehr als 0,69 Volt ankommen. Akku ist mit 1,44 Volt vollgeladen. Auf dem Transistor steht BC337-25 436. Ist das evtl. der falsche? Bin am verzweifeln, bitte um Hilfe.

Danke Tobias!
bimbel83
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Sa, 29.07.06, 16:09

Überprüfe wirklich nochmal, ob du Transistor und den PR4401 richtig eingelötet hast. zudem solltest du nochmal alle verbindungen anschauen, ob du wirklich alles richtig verschaltet hast. Ansonsten ist eine Ferndiagnose wohl nur schwer möglich.
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Qs'Tree
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So, 30.07.06, 12:26

@bimbel83:
Die Lösung via FET wäre sicher genial, da hier keine Verluste anfallen würden und die volle Akkuspannung für den PR4401 zur Verfügung stehen würden. Ich weiß nur nicht ob es einen FET gibt, der mit der geringen Akkuspannung von rund 1,2V zurecht kommt. Für eine wirklich helle LED-Schaltung würde ich aber die Variante mit den 3 Akkus empfehlen. Ist zwar einiges teurer dafür aber viel heller.

@pokermants:
Der PR4401 liefert keine 3,6V Gleichspannung für die LED. Der Trick ist, dass die LED mittels Spannungspulsen zum leuchten gebracht wird (Schwingkreis). Die Frequenz beträgt 500kHz. Wenn du ein Voltmeter verwendest bekommst du somit einen absolut unbrauchbaren Wert. Schau dir dazu auch einfach mal das Datenblatt von der Fa. PREMA zum PR4401 an, da wird das ganze anhand von Diagramme dargestellt. (Soviel zur Theorie) :wink:
Nun zur Praxis:
Leuchtet die LED oder bleibt sie dunkel?
Klemme auch mal die Solarzelle ab bevor du einen neuen Transistor verwendest, 10V sind schon sehr viel, nicht das dadurch der Transistor zerstört wird.
Die Schaltung funktioniert auch ohne angeschlossene Solarzelle, d.h. die LED leuchtet und es erfolgt keine Ladung des Akkus.
Auch kann ich den Tipp von bimbel83 nur bestätigen, prüfe nochmal alles bis ins letzte Detail, evtl. fehlt irgendwo eine Lötstelle oder irgendwo ein Verbindung. Blöder Tipp aber achte auch darauf, dass der Transistor richtig verbaut ist. ISt mir schon oft passiert, dann mußte ich das Teil erst um 180° drehen da ich "E" & "C" verdauscht hatte. :oops:
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So, 30.07.06, 15:34

So jetzt will ich auch mal meine Ergebisse posten.
Erstmal Danke an bimbel83 und Qs'Tree für die Hinweise. Die 2. Idee der Schaltung mit einer Akkuzelle funktioniert jetzt auch. Zur Frage welche Schaltung teurer ist kann ich nur soviel sagen lieber 3 Akkuzellen verlöten als LED Treiber da geht schnell mal was kaputt dann sind beide Schaltungen wohl ziemlich gleich im Preis.
Was die Helligkeit angeht so muss ich mit Schrecken feststellen die zweite Schaltung mit einer Akkuzelle kann niemals mit der 1. Schaltung mit 3 Akkuzellen mithalten. Diese Schaltung ist das genialste was ich je gesehen habe. Ich habe mir eine Solarlampe aus dem Garten geholt und sie getuned. Habe die erste Schaltung nachgebaut mit 3 Akkuzellen a 2500 mAh. Dann anstatt der 1/4 W Widerstände 1/2 W Widerstände genommen und die 1/2 Watt LED ohne Vorwiderstand eingelötet. Meine Frage: Ich muss doch bei 1/2 Watt LED auf die 1/2 W Widerstände greifen oder? kann ich auch 1/4 Watt weiterverwenden? Dann ist die Lichtausbeute schlechter oder?
Ich habe auch die BYV 95 C Diode verwendet, auch wenn sie mir selbst etwas Spannung wegnimmt, es kommen immer noch 4,2 Volt bei voller Ladung an und die LED ist auf max 4,0 Volt ausgelegt, ist das für die Lebensdauer gefährlich?
Das Ergebnis steht jetzt im Garten und ist ein einziger Traum. Ich überlege immer noch wie ich im Dunkeln ein Foto machen kann und hier posten kann, meine Digicam ist zu alt dazu, da sieht man hauptsächlich schwarz.
Aber ich will ein Bild hier posten. Die Solarzelle bringt so ca. 12,8 Volt bei voller Sonne aber das dürfte ausreichen um 3 Akkus von 2500 mAh auch mal bei weniger Sonnenlicht zu laden heute ist es bewölkter ich werde heute Nacht mal schauen wielange die LED durchhält.
Mein Ergebnis: 1. Schaltung mit 3 Akkus und 1/2 Watt LED ohne Vorwiderstand und der Nachbar wird über den Zaun schauen und sich evtl. Beschweren weil er aufgrund soviel Beleuchtung nicht schlafen kann :D

Viele Grüße an alle und gut bastel!

Tobias!

Achja wer noch Interesse hat an LED Treiber mit 22 uH Spule, je 6 Teile habe ich noch abzugeben, schreibt mir einen PM.
Zuletzt geändert von pokermants am Mi, 02.08.06, 23:23, insgesamt 1-mal geändert.
silversurfer
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Mo, 31.07.06, 07:11

1. ohne Vorwiderstand? ... na ich weiß nicht, wieviel Strom fließt denn dann durch die LED?

2. für 1/2 W LED braucht man nicht zwangsläufig einen 1/2 W Widerstand. Es kommt darauf an, wieviel Leistung Du im Widerstand verbrätst. D.h. Spannungsabfall übern Widerstand mal Strom = Leistung.
pokermants
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Mi, 02.08.06, 23:15

So hier mal zwei Bilder meiner Solarleuchte basierend auf Schaltung 1 von Qs`Tree mit 3 Akkus a 2500 mAh und einer 0,5 Watt LED. Hoffe die Bilder sind einigermaßen gelungen, da meine Digicam im Dunkeln schlechte Fotos macht und mit Blitz sieht man die Lichtstärke der LED nicht.

Vielen Dank nochmals an alle,

Gruß Tobias!
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Qs'Tree
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Do, 03.08.06, 19:47

Ich finde die Bilder echt beeindruckend. Auf jeden Fall kann man durch den Eigenbau einiges an Kohle sparen, zumindest wenn man die Schaltung mit hochwertigen Solargartenleuchten vergleicht, und man ist viel flexibler was die Gestaltung angeht.

Ich habe noch eine vielversprechende, wenn auch SMD, Diode (BAT60A) gefunden. Hat bei 100mA Ladestrom nur einen Verlust von 0,2 Volt und bei 10mA gerade mal 0,12 Volt. Habe die Dioden jetzt mal eingebaut, die Vorwärtsspannung liegt tatsächlich bei nur rund 0,2 Volt. Dadurch werden die Verluste zwischen Solarpanel und Akku minimiert. Und die Kosten für die Diode sind auch sehr niedrig, ca. 10 Cent :)

Das Thema FET trage ich jetzt offiziell zu Grabe. Es scheint einfach keinen FET zu geben, der mit 1,2V zurecht kommt, zumindest nicht von der Stange. Habe mal mit einem BSN10A experimentiert, durch die integrierte Diode hat man aber rund 0,5V Verlust und es geht gar nichts mehr. :cry:

Anbei nochmal zwei Schaltungen mit Optimierungen was die Bauteilauslegung, Lade-Effizienz & Einschaltverhalten anbelangt.

Schaltplan für den Betrieb mit nur einem 1,2 Volt Akku (geringere Helligkeit)
583_12V_BAT60A_1.jpg
583_12V_BAT60A_1.jpg (37.1 KiB) 88155 mal betrachtet
Nachtrag: Diese Schaltung funktioniert nicht, Akku wird nicht ausreichend geladen !!!

Schaltplan für den Betrieb mit 3 Akkus a 1,2 Volt (Heller, einfacher aber auch teurer)
R1 kann auch durch einen Poti ersetzt werden, der Widerstand sollte zwischen 10kOhm und 22kOhm liegen, je nach Einschaltwunsch.
583_36V_BAT60A_1.jpg
583_36V_BAT60A_1.jpg (23.75 KiB) 88169 mal betrachtet
Nachtrag: Diese Schaltung funktioniert, schaltet aber schon in der Dämmerung ein !!!
Zuletzt geändert von Qs'Tree am Mo, 09.07.07, 16:12, insgesamt 1-mal geändert.
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Jay
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Mi, 22.11.06, 12:35

hab ich das richtig verstanden das ist egal ob Schottky Diode oder Normale hauptsache giringe Vorwärtsspannung?
geht auch Z-Diode hat das mal einer getestet?

MfG
Jay
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Mi, 22.11.06, 14:52

@Qs'Tree: es wäre schön, wenn du nochmal für die beiden Schaltungen die Bauteile auflisten könntest die man dafür benötigt. Also ich meine mit Nummern usw. damit man sie auch bei Reichelt oder C. findet... Und natürlich die Teile, die jetzt am besten funktionieren... :wink:
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Mi, 22.11.06, 14:56

@DJ: Ist doch eigentlich alles aus dem Schaltplan ersichtlich, stehen ja sogar die Bateile dran.
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Do, 23.11.06, 01:03

@DJ: Die Bauteile sind alle angegeben, einfach mal bei den Elektronik-Shops etwas suche.

Hier nochmal eine Schaltung, die relativ spät die LED einschaltet.
Eine Parallelschaltung von 4 LEDs ist hier auch möglich, allerdings geht die Leuchtkraft der einzelnen LEDs etwas zurück. Die könnte evtl. durch einen anderen Tansistor behoben werden. Vorschlag sind willkommen und ausdrücklich erbeten. :wink: :wink:
583_36V_1N4007_BC547A_1.jpg
583_36V_1N4007_BC547A_1.jpg (23.82 KiB) 88222 mal betrachtet
Die Artikel beim großen "C" findest du unter:
Artikelnr. Bezeichnung
162272 Universal-Diode 1N4007
154709 BC 574 A
405019 Widerstand 10 Ohm
405434 Widerstand 33 kOhm
110332 RWE Solarmodul 4,8V 0,081A
227952 Ni-Cd Akku 1.100mA

@Jay: Richtig erkannt, wesentlich ist eine geringe Vorwärtsspannung, da dann ein höherer Ladestrom erreicht wird. Mit Z-Dioden hab ich es noch nicht versucht. Wenn ich mich recht erinnere, dann sollten die aber hier nicht funktionieren. Ist aber schon ewig her, dass ich das mal gelernt habe. Evtl. kann hier einer aus dem Forum noch etwas dazu sagen.

greetz
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Nachtrag: Diese Schaltung funktioniert, schaltet bei fortscheitender Dämmerung ein !!!
Zuletzt geändert von Qs'Tree am Mo, 09.07.07, 16:14, insgesamt 1-mal geändert.
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Mi, 29.11.06, 22:57

Dass die LED´s dunkler werden, liegt wohl kaum am Transistor. Auch wenn der nur für einen Kollektorstrom von 200 mA ausgelegt ist, fällt ihm höchstens der Kopf ab, wenn Du ihn überlastest javascript:emoticon(':oops:')
Embarassed. Ich würde ihn durch einen BC337 ersetzen.

Wenn Du die LED´s unter R2 parallel geschaltet hast, ist dieser viel zu groß. Durch den größeren Strom ist der Spannungsabfall über diesen bedeutend größer als nur bei einer LED.

Wahrscheinlicher ist jedoch, dass Deine AKKUS nicht genügend Saft liefern können. Insbesondere NiMH-Akkus sind nicht besonders für größere Ströme geeignet (soll sich durch neue Technologie ändern).
joenek
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Mi, 27.12.06, 01:08

pokermants hat geschrieben:
727_IM000472_1.jpg
727_IM000474_1.jpg
Sagt mal, nehmt ihr eigentlich gekaufte Solarleuchten, welche ihr umbaut oder sind das Neu-Entwicklungen? Irgendwie scheint es mir recht aufwändig, ein ästhetisch schönes Gehäuse um mein Gelotter rum zu bauen!
pokermants
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Mi, 27.12.06, 11:22

Hallo!

Auf dem Bild ist eine gekaufte Solarleuchte zu sehen, die ich umgebaut habe.
Wenn du Dir ein eigenes Gehäuse bauen willst, ich habe mir bestimmte Gläser gekauft (z.B. Gurke, Rote Rübe ect...) was man sie so im Supermarkt findet und was einen so von der Optik her gefällt. Dann die leeren Gläser nach Wunsch geschmückt (z.B. Innen Muscheln rein ect.. oder angemalt!) und den Deckel von beiden Seiten so durchbohrt das man an beiden Seiten Holz befestigen kann. Die eine Seite ragt dann in das Glas, dort kommen dann in irgendeiner Weise die LEDs. dran z.B. habe ich eine leere Klopapierrolle genommen und in diese 4 Akkus gebaut und unten dann eine kleine Holzscheibe ausgeschnitten und reingeklebt. Auf diese kleine Holzscheibe habe ich dann die LEDs gesetzt und verlötet. Auf der anderen Seite des Deckels die nach außen ragt habe ich dann auf das Holz die Solarzelle geklebt, die Elektronik habe ich unter die Solarzelle gesetzt und einen kleinen Zwischenraum mit Hilfe eines Holzrahmens geschafft und dann noch eine zweite Holzplatte drauf und dann alles verkabelt und man hat eine schöne Solarleuchte! Einzig das Problem mit dem Stecken bleibt noch. Hier kann man aber mit speziellem Kleber einen schönen Holzstab unten an das Glas kleben oder man stellt die Leuchte einfach nur auf den Tisch!

Schöne Grüße,

Tobias!

PS.: Im April habe ich wieder mehr Zeit, da lege ich wieder los mit den basteln, bis dahin muss ich lernen!
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Mi, 27.12.06, 15:28

Ein schönes Gehäuse für solche Zwecke sind auch die Plastikbecher von ALDI. Da ist Tiramisu drin, glaube ich.
Die sind leicht und durchsichtig, haben ein "Dach", das Regenwasser abhält und auf das leicht Solarzellen geklebt werden können und die unteren Vertiefungen, in die eigentlich der Deckel soll, wenn man einen Becher macht, geben genügend Stabilität für den Stiel.

Ich habe mir noch eine milchig-durchsichtige Filmdose, wie sie für DIA-Filme üblich ist eingebaut, in der die LED´s sitzen, dadurch ist das Licht gleichmäßiger.

Eigentlich ist nur schade, dass das Ding am Ende fast so aussieht, als wäre es fertig gekauft und nicht selbst gebastelt ...
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