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Was sind Sewable Electronics?
Sewable Electronics verbinden traditionelle Handwerkstechniken (Nähen, Modedesign und Textilgestaltung) mit Elektrotechnik, Informatik und Hardware-Kenntnissen.
Mit Sewable Electronics kannst du E-Textilien (elektronische Textilien) erschaffen – oft tragbare, flexible Projekte, die eher wie Kunst- und Handwerksprojekte aussehen als wie klassische Elektronik. Viele E-Textil-Projekte ersetzen herkömmliche Kabel durch flexible leitfähige Materialien wie leitfähigen Faden und leitfähige Stoffe. Für die Projekte in dieser Anleitung nähen wir Schaltkreise mit leitfähigem Faden zusammen.
Was ist LilyPad?
Das LilyPad-System ist eine Sammlung von nähbaren Elektronikbauteilen, die dir helfen, weiche, nähbare und interaktive E-Textil-Projekte zu erstellen. LilyPad-Bauteile sind eine großartige Möglichkeit, Elektronik durch die Brille des Handwerks auszuprobieren. Jedes LilyPad-Bauteil hat große, leitfähige Nähösen für einfaches Nähen sowie eine abgerundete Form, damit der Faden nicht reißt und der Stoff nicht beschädigt wird.
Was ist leitfähiger Faden?
Leitfähiger Faden ist ein Spezialgarn aus Edelstahlfasern. Er kann anstelle von Kupferkabeln verwendet werden, um LilyPad-Bauteile (oder andere E-Textil-Teile) miteinander zu verbinden und Schaltkreise zu bilden.
Nähen mit leitfähigem Faden
Die Beispiele in diesem Tutorial zeigen, wie du einen leitfähigen Fadenschaltkreis erstellst, der einen LilyPad Coin Cell Batteriehalter mit LilyPad LEDs verbindet. Diese Techniken sind nützlich, um beliebige LilyPad-Bauteile miteinander zu verbinden.
Die meisten LilyPad-Projekte verwenden leitfähigen Faden, um elektrische Schaltkreise herzustellen. In den folgenden Abschnitten lernst du grundlegende Nähtechniken sowie nützliche Tipps für das Nähen mit leitfähigem Faden. Auch wenn du bereits Näherfahrung hast, lohnt es sich, diesen Abschnitt zu lesen – insbesondere dort, wo es um das Nähen mit LilyPad-Teilen geht.
Bauteile befestigen
Jedes LilyPad-Bauteil hat große Löcher mit leitfähigen Silberpads, die sogenannten Nähösen. Diese Ösen bieten genug Platz, um die Nadel mehrmals hindurchzuführen. Bevor du mit dem Nähen beginnst, identifiziere die Nähösen, die du verbinden möchtest, und richte sie so aus, dass sie in deinem Entwurf gut erreichbar sind. Wenn du einer SparkFun-Vorlage folgst, ist für jedes Bauteil eine bestimmte Position vorgesehen – sowohl für einfaches Nähen als auch für ein ansprechendes Aussehen.
Wir empfehlen, jeden LilyPad-Bauteil mit einem kleinen Punkt Heißkleber (bevorzugt) oder Stoffkleber am Stoff zu befestigen, damit er sich beim Nähen nicht verschiebt. Achte darauf, die Löcher in den Nähösen nicht zu versiegeln.
An LilyPad-Nähösen anschließen
Um die Bauteile miteinander zu verbinden, stichst du leitfähigen Faden um die LilyPad-Nähösen. Schlinge den Faden drei- bis viermal um jede Nähöse und ziehe ihn bei jedem Durchgang fest. So stellst du eine stabile elektrische und physische Verbindung zwischen Faden und Nähöse sicher. Ziehe die Schlaufen fest, bevor du mit dem Nähen weitermachst.
Grundlagen des Nähens
Nach dem Umwickeln der Nähöse kannst du mit einem einfachen Vorstich die LilyPad-Bauteile mit einem durchgehenden leitfähigen Faden verbinden.
Vorstich und verdeckter Stich
Beim einfachen Vorstich sind die Stiche auf beiden Seiten des Stoffs gleichmäßig sichtbar.
Damit die Stiche auf der Außenseite des Projekts nicht sichtbar sind, mache auf der Rückseite einen längeren Stich und auf der Vorderseite einen sehr kurzen. Diese Technik nennt sich „verdeckter Stich”.
Drehe den Stoff beim Nähen gelegentlich um, um sicherzustellen, dass sich der leitfähige Faden nicht verknotet oder verheddert. Wenn du noch neu im Nähen bist, braucht es vielleicht etwas Übung, bis es sich natürlich anfühlt. Hab Geduld mit dir selbst. Wenn dein Faden reißt, kannst du auf vorhandenen leitfähigen Faden aufnähen, um die elektrische Verbindung fortzusetzen.
LilyPad-Bauteile verbinden
Sowohl Vorstich als auch verdeckter Stich ermöglichen es dir, LilyPad-Bauteile mit einem einzigen leitfähigen Faden zu verbinden. Um zwei Bauteile zu verbinden, nähe nach den ersten drei bis vier Schlaufen einfach weiter. Um mehr als zwei Bauteile zu verbinden, schneide den Faden nicht ab, sondern nähe direkt zum nächsten Bauteil weiter, mache drei bis vier Schlaufen und wiederhole den Vorgang. Du brauchst keinen neuen Faden, wenn die Bauteile eine gemeinsame Verbindung teilen.
Kurzschlüsse durch leitfähigen Faden vermeiden
Achte auf lose Fadenenden oder Knotenreste in deinem Projekt. Wenn ein Teil des leitfähigen Fadens auf der Plusseite (+) deines Schaltkreises versehentlich die Minusseite (–) berührt, kann ein Kurzschluss entstehen. Ein Kurzschluss verbindet die Batterie direkt mit sich selbst und umgeht den Rest des Schaltkreises, was zu einem unerwünschten Stromfluss aus der Batterie führt. Auch das direkte Überkreuzen von Stichen in verschiedenen Teilen des Schaltkreises kann einen Kurzschluss verursachen.
Einer der häufigsten Kurzschlüsse beim E-Nähen entsteht, wenn ein loses Fadenende in der Nähe des Minuspols des Batteriehalters die Batterie berührt. Überprüfe daher immer deine Nähte, bevor du das Projekt einschaltest.
Achte darauf, dass sich deine Stiche nicht überkreuzen oder andere Teile des Schaltkreises berühren. Die in diesen Projekten verwendeten Batterien sollten bei einem Kurzschluss nicht brennen oder einen Stromschlag verursachen (sie können sich jedoch erwärmen), aber Projekte mit höheren Spannungen oder stärkeren Stromquellen können gefährlich sein.
Batterie einlegen und Schaltkreis testen
Sobald alle Bauteile mit leitfähigem Faden verbunden sind, benötigt dein fertiger Schaltkreis eine Stromquelle. Lege die Knopfzellenbatterie mit der Plusseite (+) nach oben in den Batteriehalter ein. Das Bild unten zeigt, wie du die Batterie in einen LilyPad Coin Cell Batteriehalter einlegst.
Entferne die Batterie immer, wenn du weiter an deinem Projekt arbeiten musst, um die Bauteile nicht zu beschädigen.
Nachdem du alle leitfähigen Fadenverbindungen fertiggestellt hast, schalte deinen Schaltkreis ein und schau, was er kann! Wenn der Schaltkreis nicht funktioniert, könnte ein Kurzschluss, eine lockere Verbindung, ein falsch ausgerichtetes Bauteil oder einfach eine leere Batterie die Ursache sein.
Wenn du den Schalter des Batteriehalters einschaltest, fließt der Strom durch den leitfähigen Faden zu den anderen Teilen deines Schaltkreises.
Fehlerbehebung
Bei E-Nähprojekten können Probleme auftreten, z. B. lose Verbindungen, die LEDs am Leuchten hindern oder den Schaltkreis zum Ausfall bringen. Die meisten LilyPad-Tutorials enthalten einen Abschnitt zur Fehlerbehebung, der dir hilft, solche Probleme zu erkennen und zu lösen.
Schaltkreis funktioniert nur manchmal? Prüfe auf lose Verbindungen.
Wenn der leitfähige Faden keinen festen Kontakt zu den LilyPad-Nähösen hat, fließt der Strom nicht gleichmäßig. Bewegt sich das Projekt, kann sich der Faden von der Nähöse lösen und den Schaltkreis unterbrechen. Ziehe in diesem Fall die Nähte mit einer Pinzette oder Nadel fest. Du kannst auch über vorhandene Stiche nähen, um mehr Spannung zu erzeugen und den Faden sicher an der Nähöse zu halten.
Schaltkreis funktioniert nicht? Überprüfe die Polarität.
Manche LilyPad-Bauteile sind polarisiert, das heißt, der Strom kann nur in einer Richtung durch sie fließen. Wenn sie falsch in den Schaltkreis eingenäht wurden, funktionieren sie nicht. Überprüfe vor dem Nähen die beschrifteten Nähösen, um sicherzustellen, dass sie richtig ausgerichtet sind.
Weitere Punkte zum Überprüfen:
- Stelle sicher, dass der Schalter des Batteriehalters auf EIN steht.
- Prüfe, ob die Batterie leer ist. Das kannst du mit einem Multimeter testen. Versuche es mit einer Ersatzbatterie.
- Wenn du einer Projektvorlage folgst, überprüfe, ob alle Bauteile in der richtigen Konfiguration verbunden sind.
LilyPad Sewable Electronics – Projekte:
