LEGO Lichtschwert mit LED zum Leuchten bringen – Do It Yourself Anleitung

Ihr kennt sicherlich diese Star Wars Minifiguren, bei welchen die Lichtschwerter leuchten. Ich meine jetzt nicht die aus phosphoreszierendem Kunststoff, die sich bei Licht „aufladen“ und dann im Dunkeln weiterleuchten. Sondern ich meine die Lichtschwerter, die mit einer Leuchtdiode (LED) erstrahlen.

Es gibt diverse Lighting Kits von Herstellern wie Light My Bricks & Co. darunter auch beleuchtete Minifiguren Lichtschwerter. Aber die fertigen Kits zu kaufen wäre zu einfach, oder? 😉

Da ich mich ein bisschen für Elektronik interessiere und auch schon mal eine LED zum Leuchten gebracht habe, habe ich mir gedacht: „So ein LED Lichtschwert baust du selbst zusammen?“.

In diesem Artikel möchte ich Euch darstellen auf welche Herausforderungen ich gestoßen bin, welche Erkenntnisse ich gewonnen habe, wie mein Lösungsweg aussieht und was am Ende rausgekommen ist.

Zielstellung und Vorgaben

Hauptziel ist natürlich, dass das Lichtschwert leuchtet, aber es sollen auch ein paar weitere Vorgaben erfüllt sein.

• Auf einer Seite des Lichtschwertgriffs soll eine LED eingebaut werden.
• Die Verkabelung der LED soll durch den gesamten Griff laufen und am anderen Ende des Griffes wieder herauskommen.
• Die Verkabelung soll möglichst unauffällig sein.
• Kein Kleben. Der transparente, farbige Stab soll austauschbar sein, aber trotzdem fest im Griff steckenbleiben.
• Der Griff muss stabil bleiben. Oder andersrum, er soll nicht brechen wenn man ihn einer Minifigur in die Hand drückt.
• Stromversorgung über USB-Stecker

Herausforderungen/Fragestellungen

Der Griff von einem LEGO Minifiguren Lichtschwert ist verdammt klein!

Die allergrößte Herausforderung ist die Größe des Griffs von so einem Minifiguren Lichtschwert und das zieht einen Rattenschwanz an (lösbaren) Problemstellungen nach sich.

Hier seht Ihr die Maße von einem Griff.

• Länge: ca. 15,7mm
• Durchmesser Griff: ca. 3,2mm
  Die Dicke vom Griff entspricht dem Durchmesser einer transparenten Lichtschwert-Stange.
• Tiefe Loch im Griff: ca. 3mm

Das heißt wir müssen uns Gedanken machen, wie groß die Leuchtdiode (LED) maximal sein darf, wie groß das Loch sein darf und welches Kabel wir verwenden.

Welche LED für ein LEGO Lichtschwert verwenden?

Bei der LED gibt es zwei Aspekte. Einmal muss sie klein sein und zum anderen hell.

Vielen von Euch werden wahrscheinlich die LED mit 5mm oder 3mm Durchmesser bekannt sein. Leider passen diese definitiv nicht in den Griff.

Ich habe mich daher etwas schlau gemacht und bin auf SMD LEDs gestoßen. Sie kommen z.B. auch in LED Streifen zum Einsatz. Es gibt SMD LEDs in unterschiedlichen Größen. Ich habe mich für eine klar-weiße 0805 SMD LED mit 460mcd entschieden.

Ich verwende klar-weiße/kalt-weiße SMD LED, da die Farbe ja vom transparenten Stab des Lichtschwertes bestimmt werden soll.

0805 gibt die Baugröße der SMD LED an. Die Maße sind:

• Länge: 2,0mm
• Breite: 1,25mm
• Höhe: 1,1mm

Bei den Maßen passt sie perfekt in den Griff. Auch der transparente Stab kann noch oben eingesteckt werden und bleibt fest im Griff.

Die 460mcd stehen für die Lichtstärke. Die 460mcd sind enorm hell und blenden einen regelrecht.

Hier ein kleiner Größenvergleich zwischen einem Cent-Stück, der SMD LED 0805, dem LEGO Lichtschwertgriff und der Minifigur von Obi-Wan Kenobi.

Wie groß sollte das Loch im LEGO Lichtschwert sein?

Das Loch, welches Ihr durch den Griff des LEGO Lichtschwertes bohrt, sollte so klein wie möglich sein. Meine größten Bedenken sind die Stabilität des Griffs. Er soll nicht brechen wenn man Ihn in eine Minifiguren-Hand steckt.

In manchen LEGO Bauteilen gibt es kleine Löcher, um etwas winziges wie ein Krönchen oder Federn aufzustecken. An deren Größe habe ich mich orientiert und ein Loch mit ca. 1mm Durchmesser hat sich bei mir bewährt.

Das Loch bohre ich vorsichtig mit einem Handbohrer.

Welche Kabel für ein LEGO Lichtschwert verwenden?

Je kleiner das Loch wird, desto dünner müssen die Kabel werden. Vor allem müssen zwei Kabel in den Griff passen. Bei einem Loch mit 1mm Durchmesser dürfen die Kabel inkl. Isolierung maximal 0,5mm dick sein.

Hier war ich am längsten auf der Suche. Zunächst bin ich auf Kupferlackdraht gestoßen. Kupferlackdraht besteht aus einem Draht der mit Lack zur Isolierung ummantelt ist. Diesen gibt es mit unterschiedlichen Durchmessern und auch unter Berücksichtigung der maximalen Stromstärke (je mehr Strom desto heißer) würden diese super passen.

Allerdings ist Kupferlackdraht nicht so flexibel. Ich bin daher auf die Suche nach flexiblen Litzen gegangen. Litzen haben im Inneren mehrere ganz feine Drähte. Außen ist die Litze mit Gummi/Plastik zur Isolation ummantelt.

Für das Vorhaben „LED Lichtschwert“ musste es aber besonders dünne Litze sein. Hier bin ich auf Nano- bzw. Mikro-Litze gestoßen. Diese hat inkl. Isolierung einen Durchmesser von nur 0,28mm. Zwei dieser Kabel (2 x 0,28mm = 0,56mm Durchmesser) passen also wunderbar durch das 1mm Loch im Griff. Die zulässige Stromstärke liegt bei 200mA und das reicht mehr als dicke.

Auf dem Bild seht Ihr hoffentlich wie dünn die Mikro-Litze ist. Auf der Rolle sind 10 Meter davon 😉

Zusammengefasst

Das waren für mich die wichtigsten Antworten auf meine Herausforderungen/Fragestellungen. Hier die Zusammenfassung der Erkenntnisse.

• SMD LED in Baugröße 0805 verwenden.
• Loch durch Griff sollte max. 1mm Durchmesser haben
• Nano- / Micro-Litze mit 0,28mm Kabel-Durchmesser bzw. 0,014mm² Querschnitt verwenden

Also kann das Arbeiten beginnen.

Do It Yourself Anleitung

In der folgenden DIY-Anleitung möchte ich Euch zeigen wie ich ein LED beleuchtetes Lichtschwert gebaut habe. Zunächst bekommt Ihr eine Übersicht der benötigten Materialien und Werkzeuge inkl. Bezeichnung und wo Ihr sie bekommen könnt. Dann schauen wir uns die elektrische Schaltung an und danach erkläre ich Euch die Arbeitsschritte mit ein paar Tipps & Tricks, die bei mir ganz gut funktioniert haben.

Material

Das LED-beleuchtete LEGO Lichtschwert wird aus diesen Bestandteilen zusammengebastelt.

Hier eine Auflistung welches Material Ihr benötigt und wo ich es gekauft habe.

Werkzeug

Hier eine Auflistung vom Werkzeug, dass Ihr benötigt und welches ich verwendet habe.

Die elektrische Schaltung

Die elektrische Schaltung für das beleuchtete LEGO Lichtschwert ist nicht wild. Dennoch muss beachtet werden, dass wir die SMD LED nicht einfach so an eine Batterie/Stromversorgung hängen können.

Hier seht Ihr die Schaltung in schematischer Form und als Steckbrett-Variante.

Die Stromversorgung über USB hat 5V. Wie Ihr sehen könnt, kommt neben der LED auch ein Widerstand zum Einsatz. Man nennt diesen auch Vorwiderstand. Der Vorwiderstand dient dazu die Stromstärke in der Schaltung zu begrenzen, damit die LED nicht kaputt geht.

Die LED hat nämlich die Eigenschaft so viel Strom zu ziehen wie sie nur kann. Allerdings gibt es hier Grenzwerte die nicht überschritten werden sollten, ansonsten wird die LED zerstört. Umgekehrt beginnt die LED allerdings auch erst zu leuchten, wenn eine minimale Spannung erreicht ist. Vorher fließt kein Strom.

• Der Strom (I) der durch die LED fließt ist abhängig von der Spannung (U).
• Die Helligkeit der LED ist abhängig vom Strom (I) der durch die LED fließt.

Wenn wir uns das Datenblatt der eingesetzten SMD LED ansehen. Sehen wir, dass Stromstärke (Y-Achse, links) und Spannung (X-Achse, unten) in einer langsam, dann steil ansteigenden Kurve voneinander abhängen.

Ich habe mich entschieden die LED mit 3,4V Spannung und damit mit 20mA Stromstärke zu betreiben. Bei 20mA ist die Intensität fast bei 100%.

Mit diesen Werten besteht nun die Möglichkeit den Vorwiderstand zu berechnen. Dafür verwenden wir die Formel des ohmschen Gesetzes (U=R•I) und stellen sie etwas um.

Zusätzlich haben wir hier eine Reihenschaltung. Das heißt die Stromstärke (I) ist überall gleich. Die Gesamtspannung teilt sich am Widerstand und an der SMD LED. Das sieht dann so aus.

Daraus können wir dann den Vorwiderstand errechnen. Rechnerisch kommen 80 Ohm raus. Da es keinen passenden einzelnen Widerstand mit dem Wert gibt, verwende ich einen 100 Ohm Widerstand. Damit bin ich sogar auf der sichereren Seite.

Hinweis: Wenn das Lichtschwert nicht so hell leuchten soll, könnt Ihr auch höhere Widerstandswerte nehmen. 150, 220 und 330 Ohm funktionieren auch gut.

So soweit die Theorie zum Vorwiderstand. Jetzt geht es ans Basteln 😉

Arbeitsschritte

Schritt 1: Loch in Griff bohren

In den Griff wird mittig ein Loch mit 1mm Durchmesser gebohrt. Hierfür verwende ich einen kleinen Handbohrer (nicht elektrisch) und den passenden Bohrer dazu.

Damit das Loch gerade durch den Griff geht verwende ich ein paar weitere LEGO Teile als Hilfsmittel.

Zum einen verwende ich eine 2×6 Platte mit Löchern in den Zwischenräumen. In das Loch in der Mitte stecke ich eine Seite des Lichtschwert-Griffs. Das fixiert ihn recht gut. Damit steht er stabil und verrutscht nicht.

Als weiteres Hilfsmittel verwende ich zwei 1×1 Platten mit breitem Loch und zwei 1×1 Platten mit einem kleinen Stiel mit Loch in der Mitte. Aus einer Kombination baue ich mir eine kleine Bohrerführung, die ich auf die andere Seite des Griffs stecke. Hierdurch fällt es leichter den Bohrer mittig anzusetzen und ein „schönes“ Loch zu Bohren.

Da es trotz Bohrführung ggf. etwas schwierig sein kann mittig anzusetzen, könnt Ihr eine spitze Nadel verwenden und das Loch vorkörnen. Damit greift der Bohrer besser an der richtigen Stelle.

Die Platte mit dem Griff stellt Ihr jetzt bitte auf eine Bastelunterlage (Karton, Holz, o.ä.) Ihr wollt ja nicht Euren Ess-/Schreibtisch anbohren 😉 Setzt den Bohrer möglichst mittig und gerade an.

Nun wird mit leichtem Druck und langsam das Loch gebohrt. Nehmt Euch Zeit, damit das Loch gerade wird und der Bohrer nicht bricht. Das ganze hat bei mir so um die 20 Minuten gedauert.

Während dem Bohrvorgang müsst Ihr eventuell den Bohrer ab und an rausziehen, reinigen und die Späne entfernen. Des Weiteren müsst Ihr die Führung wahrscheinlich, je nach Bohrerlänge verkürzen.

Wenn Ihr durch den Griff durch seid, könnt Ihr den Bohrer mit Drehbewegung in die andere Richtung langsam heraus ziehen.

Auf der Seite wo der Bohrer ausgetreten ist, entsteht am Lochrand ein kleiner Grat. Diesen solltet ihr mit der Spitze eines etwas dickeren Bohrers (z.B. 1,5mm Ø) entfernen.

Der Griff ist damit vorbereitet.

Schritt 2: Mikro-Litze vorbereiten

Ihr schneidet Euch nun von der roten und der schwarzen Mikro-Litze ein Stück in Eurer gewünschten Länge ab. Ich habe ca. 100cm verwendet, wobei ich das schwarze Kabel 2-3cm länger gelassen habe.

Beiden Seiten der Litzen müssen von der Isolierung befreit werden. 1-2mm der Isolierung sollten auf der entfernt werden, die an die SMD LED gelötet wird. Für das Abisolieren verwende ich eine kleine Zange. Sie wird nur ganz leicht angedrückt und die Isolierung abgezogen. Es gibt auch Spezialwerkzeug (Absolierzangen u.ä.) dafür.

Die freien Drähte werden mit den Fingern verzwirbelt, damit sie zusammenbleiben. Danach werden diese verzinnt. Soll heißen ihr verwendet den Lötkolben um etwas Lötzinn aufzubringen.

Ich stelle dafür meine Lötstation auf 280°C ein.

Die Kabel spanne ich vorsichtig in eine „dritte Hand“ ein, sodass ich in einer Hand den Lötzinn und in der anderen den Lötkolben halten kann. Ihr könnt aber auch eine Wäscheklammer oder Kreuzpinzette dafür verwenden.

Ich führe die Spitze an die freien Drähte und trage dann erst etwas Lötzinn auf. Der Lötzinn fließt auf die Drähte und sie werden silbern überzogen. Die Lötspitze entfernen.

So sieht das verzinnte Kabelende aus.

Beide Kabel verzinne ich erstmal nur an jeweils einem Ende. Die andere Seite bearbeite ich erst, wenn ich den USB Stecker anlöte.

Schritt 3: SMD LED vorbereiten

Klebt als erstes ein kleines Stück Doppelseitiges-Klebeband auf Eure Arbeitsfläche oder ein extra Stück Papier.

Die SMD LED ist in einem kleinen Plastikstreifen verpackt. Ihr könnt die Plastikfolie entfernen und die SMD LED vorsichtig herausklopfen. Mit einer Pinzette könnt Ihr sie nun greifen.

Die SMD LED klebt Ihr mit der Oberseite (leuchtende Seite) auf das Klebeband und drückt sie ganz leicht fest.

Wenn Ihr Euch die SMD LED genauer anseht, findet Ihr links und rechts dünne, metallische Flächen. Des Weiteren findet Ihr ein Dreieck/einen Pfeil. Merkt Euch die Richtung. Die Spitze des Dreiecks zeigt auf die Kathode (Minus-Pol) und die breite Seite ist die Anode (Plus-Pol). An die Anode löten wir später das rote Kabel und an die Kathode das schwarze Kabel.

Bevor wir das aber machen, werden auch die metallischen Flächen der SMD LED verzinnt.

Den Lötkolben habe ich weiterhin auf 280 °C eingestellt. Zunächst lasse ich etwas Lötzinn auf der Spitze schmelzen. Dann gehe ich schnell mit dieser auf eine der metallischen Flächen. Das Lötzinn sollte sich nun auf der Fläche verteilen. Ggf. müsst Ihr etwas hin und her fahren. Das ganze sollte in 2-3 Sekunden abgeschlossen sein, damit die LED keinen Hitzeschaden bekommt.

Die Pinzette könnt Ihr verwenden um die SMD LED etwas festzuhalten, falls sie doch auf dem Klebeband verrutscht.

Der Schritt wird auf der anderen Metallfläche wiederholt. Beide Seiten der SMD LED sollten nun leicht silbern überzogen sein.

Schritt 4: SMD LED und Kabel verlöten

Nachdem Ihr das Kabel und die SMD LED vorbereitet habt, könnt Ihr sie verbinden. Durch das vorherige Verzinnen der Litzen und der Metallflächen braucht Ihr keinen zusätzlichen Lötzinn.

Ihr legt ein Ende der roten Mikro-Litze auf die Metallfläche der Anode (+). Jetzt berührt Ihr mit der Lötspitze die Anode und den Draht. Der bereits aufgetragene Lötzinn schmilzt wieder. Entfernt die Lötspitze und lasst den Zinn abkühlen. Wenn Ihr jetzt am roten Kabel zieht sollte diese mit der SMD LED verbunden sein. Auch hier bitte nicht zu lange den Lötkolben an die SMD LED halten.

Nun wiederholt Ihr das ganze mit der schwarzen Mikro-Litze und der Kathode (-).

Schritt 5: SMD LED in Griff einsetzen.

Nun könnt ihr die freien Enden der beiden Kabel in das Loch im Lichtschwert-Griff fädeln. Die SMD LED drückt Ihr leicht in den Griff. Jetzt könnt Ihr sogar schon den transparenten Lichtschwert-Stab aufsetzen und probieren wie er hält.

Zusätzlich habe ich bereits jetzt das rote und schwarze Kabel verdrillt. Dafür klemmt Ihr es am linken und rechten Ende ein und bringt es auf leichte Spannung. Nun könnt Ihr ein Ende drehen. Wenn Ihr fertig seit spannt es noch ein paar Minuten, da es sich ansonsten kunterbunt verdreht.

Schritt 6: USB Stecker und Vorwiderstand verbinden

Der selbstkonfektionierbare USB A Stecker wird ebenfalls gelötet. Ihr findet an dem Stecker vier Pins. Da der USB Stecker ja nur zur Stromversorgung dienen soll, müssen nur zwei der Pins verdrahtet werden.

Wenn man von vorne auf den Stecker blickt liegt der Minus-Pol auf der linken Seite und der Plus-Pol auf der rechten Seite.

Wenn man den Stecker auf die Seite mit den zu lötenden Stellen dreht sieht die Polung wie im folgenden Bild aus.

Zunächst löte ich den Widerstand und den Plus-Pol vom Stecker zusammen. Dafür biege ich ein Beinchen in Form, sodass es in den Stecker passt. Über das Beinchen ziehe ich einen 0,6mm Schrumpfschlauch als Isolierung.

Schritt 7: Kabel anlöten

Bevor die Kabel an den Stecker und Vorwiderstand gelötet werden, müssen die Hülle vom Stecker und ein größerer Schrumpfschlauch über die rote und die schwarze Litze gezogen werden. Über das rote Kabel ziehe ich noch einen kleinen Schrumpfschlauch (Ø 0,6mm).

Das freie Beinchen des Widerstands habe ich gekürzt. Das Beinchen und die rote Litze habe ich vorher verzinnt. Die rote Litze verlöte ich mit dem Vorwiderstand. Damit das leichter geht, verwende ich eine dritte Hand und habe dort beide Seiten eingeklemmt.

Den dünnen Schrumpfschlauch schiebe ich über die Lötstelle und erwärme Ihn, sodass er sich zusammenzieht. Das geschieht bei etwa 120°C. Ihr könnt dafür ein Feuerzeug mit ausreichend Abstand oder den Lötkolben verwenden. Ich habe den Lötkolben verwendet und ihn in die Nähe gehalten (nicht berührt).

Schritt 8: Weitere Kabel anbringen

Die schwarze Litze hatten wir ja länger gelassen. Ich kürze sie nun soweit, dass sie in den Stecker passt. Bevor ich sie einlöte entferne ich die Isolierung und verzinne die blanken Drähte.

So sehen die fertiggelöteten Anschlüsse aus.

Schritt 9: USB Stecker zusammenbauen.

Die Pins sind jetzt fertiggelötet. Als nächstes schiebe ich den dicken Schrumpfschlauch über den Widerstand und erhitze ihn. Auf die Lötkontakte vom Stecker wird eine Plastikhaube gestülpt. Danach könnt Ihr in komplett in das Metallgehäuse schieben. Auf der Innenseite des Metallgehäuses ist eine kleine Noppe. Diese passt in die Nut vom weißen Plastik. Der Stecker kann also nicht falsch zusammengesetzt werden.

Dann kommt noch eine Metallabdeckung darüber. Diese wird seitlich festgeklickt. Auf der Seite an welcher die Kabel austreten sind Metalllaschen. Diese werden zusammengedrückt. Doch bevor Ihr das macht probiert ob das Lichtschwert leuchtet.

Der erste Leuchttest. Den USB-Stecker habe ich in ein iPhone-Netzteil gesteckt.

Da der Test erfolgreich war, können nun die Laschen zur Kabelfixierung zusammengedrückt werden. Ihr müsst hier wahrscheinlich schrittweise verkleinern, bis der transparente Kabelknickschutz passt.

Achtet beim zusammenschieben darauf, dass das USB Zeichen (auf dem transparenten Knickschutz) gegenüber vom weißen Plastik im Stecker ist.

Das fertige LEGO Lichtschwert mit LED-Beleuchtung

Das leuchtende LEGO Lichtschwert ist jetzt fertig. Hier seht Ihr das Endprodukt der Bastelei.

Obi-Wan Kenobi möchte sein neues LED LEGO Lichtschwert auch ausprobieren 😉

Im Hintergrund habe ich es mit dem USB-Stecker an eine Powerbank angeschlossen.

Selbst bei Licht sieht man es gut leuchten.

Im Dunkeln sieht das LED Lichtschwert super aus.

Der Stab ist wie gewollt austauschbar. Kylo Ren wollte es also auch mal ausprobieren 😉

Mir hat die Bastelei viel Spaß gemacht und ich glaube das Ergebnis ist richtig super geworden. Durch den USB-Stecker kann das LED LEGO Lichtschwert an ein Notebook, eine Powerbank oder einem Handynetzteil angeschlossen werden.

Das richtig leuchtende LEGO Lichtschwert gibt der 20 Jahre LEGO Star Wars Jubiläumsfigur von Obi-Wan Kenobi auf jeden Fall nochmal ein Upgrade.

Ich hoffe der Artikel hat Euer Interesse geweckt und hilft Euch es ggf. mal selbst zu probieren.

Ich sag schon mal „Viel Spaß und schöne Brickzeit“