In diesem Paper wird eine interaktive formverändernde Lampe gezeigt, die durch ein Smartphone gesteuert werden kann. Die Lampe ist dabei an der Decke angebracht und besteht aus 7 x 7 Panel lose miteinander verbundenen LED Elementen. Über Schrittmotoren wird das Panel an fünf verschiedenen Punkte gehalten und je nach Länge der Schnüren wird die Form verändert.

Die Lichtform, auch PanelingLamp genannt, ist ein high-fidelity Prototyp einer Deckenlampe, der im Rahmen des interdisziplinären Seminars “Wohnzimmerlabor” der Hochschule der Bildenden Künste Saar (HBK Saar), der Universität des Saarlandes (UdS) in Zusammenarbeit zwischen Studenten des Produktdesigns und der Medieninformatik entstanden ist. Das Ziel in diesem Projekt war es intelligente Gegenstände für das Wohnzimmer der Zukunft zu entwickeln, die beispielsweise über Sensorik ihre Umgebung und Bewohner wahrnehmen und mit ihnen kommunizieren.

Der Zuwachs der letzten Jahre an Technologien für interaktives Licht sowie kinetische Installationen hat auch in der Forschung zu einem größeren Interesse an dynamischen und anpassbaren Lichtsituationen geführt. Philips hat kürzlich mit der Hue eine Glühbirne entwickelt, die leicht ferngesteuert und durch verschiedene APIs ohne zusätzlichen Infrastrukturen programmiert werden kann. Dies macht sie zu einer beliebten Entwicklungsplattform. Zusätzlich hat die Arduino micro-controller Plattform das physikalische Prototyping vereinfacht und ist weltweit zu einem beliebten Werkzeug bei Studenten und Entwicklern geworden.

The Lamp

Die PanelingLamp ist das Ergebnis aus drei Monaten Entwicklung und Prototyping. Das Produkt ist eine Art ‘Lichtteppich’ der an der Wand hängt und es erlaubt über ein Smartphone die Form aus der Ferne zu ändern.

Ein typischer Wohnraum besteht aus verschiedenen Lichtquellen. Dabei hat jedes Licht eine spezielle Funktion und Rolle für bestimmte Situationen. Es gibt oft ein helles Licht an der Decke um den kompletten Raum zu erleuchten. Eine zusätzliche Lampe steht oft auf dem Schreibtisch um Licht zum Arbeiten bereitzustellen. Weitere Lichter sind meistens im Raum verstreut, um ein Ambiente zu schaffen. Oft sind diese Lichter in der Helligkeit gedimmt, um eine beruhigende und gemütliche Stimmung oder ähnliche Emotionen auszulösen.

Wir haben uns der Aufgabe gestellt ein neues Lichtobjekt zu kreieren, das die vorherig beschriebenen Lichter eines Raumes in sich zusammenfasst. Um dies zu schaffen muss dieses allumfassende Lichtobjekt seine Form sowie die Lichtintensität anpassen können. Deshalb zielt die PanelingLamp darauf ab, mit einem zentralen Lichtelement, sich verschiedenen Situationen anzupassen und verschiedene Lichtfacetten zu generieren.

Das Kernkonzept sagt aus, das die Lampe zentral an der Decke des Raumes hängt (möglicherweise in Zukunft die komplette Decke bedeckt), sodass der komplette Raum erhellt werden kann. Mithilfe der kinetischen Funktionalität kann die Form geändert werden, sodass verschiedene Lampenschirme entstehen. Damit ist es möglich das Licht direkt zu richten, ähnlich einem Spotlight, beispielsweise auf seinen Arbeitsbereich. Um ein Umgebungslicht zu schaffen, wird die Form dahingehend verändert, dass die Lampe sich selbst anstrahlt und dadurch einen Schatten an der Decke generiert. Dabei entsteht ein indirektes Licht, das zusätzlich gedimmt, eine warme Atmosphäre herstellt.

Zusätzlich soll die Lampe in das Design eines zukünftigen Wohnraumes passen. Das Verändern der Form und Lichtintensität soll zudem leicht zu steuern sein.

Realisierung

Die aktuelle Version des Lichtobjektes ist eine Deckenlampe die aus 7x7 lose verbundenen Panels besteht. Jedes Panel besitzt eine LED mit 66 Lumen und ist mit Pergamentpapier bedeckt. Jeweils sieben Panels bilden ein Segment welche in der Lichtintensität reguliert werden können. An jeder Ecke und in der Mitte verbindet eine Schnüre den Teppich mit je einem Schrittmotor, die auf einem Brett parallel zur Decke angebracht sind. Das Brett stellt zusätzlichen Platz für die restliche Elektronik bereit. Die Struktur mit fünf verschiedenen Zugpunkten erlaubt es den Teppich in die verschiedenen Formen zu bringen.

Das Hauptkontrollelement der Lampe ist ein Arduino Mega Mikrocontroller welcher die Steuerung der Position der Schrittmotoren und die Intensität der 49 LEDs übernimmt. Zudem bietet er ein Kommunikationsinterface für graphische Benutzerschnittstellen (GUI) über den Serial Port und kabellos über Bluetooth an.

Steuerung

Als Beispiel für eine GUI haben wir eine einfache App für Android entwickelt. Die App erlaubt es die Position von jedem Schrittmotor und die Lichtintensität aller sieben Segmente manuell zu ändern. Nachdem man passende Einstellungen gefunden hat, können diese auf dem Smartphone gespeichert werden, um später leicht wieder aufgerufen zu werden. Mit der Installation werden stehen bereits 15 Standardformen zur Verfügung.

Zusammenfassung und Ausblick

Der PanelingLamp Prototyp wurde bereits am Rundgang der HBK Saar im Kontext eines simulierten Wohnbereiches mit weiteren intelligenten Gegenständen präsentiert. Die Lampe lief in einem Demo-Modus welcher jede Minute die Form und Intensität wechselte. Darüber hinaus konnten hatten die Besucher die Möglichkeit über ein Tablet die Lampe manuell zu kontrollieren. Die PanelingLamp war ein der Eye-Catcher im Raum und das Feedback der Besucher war sehr positiv. Sie mochten die Möglichkeiten der Lampe und die leicht zu bedienende App.
In einem nächsten Schritt, werden wir weitere Möglichkeiten und Beschränkungen des aktuellen Prototypes erforschen. Dazu versuchen wir bestimmte Lichtsituationen zu simulieren und dabei die Funktionalität und die Szenarios, die die Lampe abdecken kann, analysieren. Zudem ist geplant die Lampe mit Umgebungssensoren, wie Kameras oder Infrarotsensoren, auszustatten, um Personen und deren Aktivitäten zu erkennen und die Lampe automatisiert daran anzupassen.