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Wageninnenbeleuchtung

In diesem Beitrag von Michael Peters werden Wege aufgezeichnet, wie eine Wageninnenbeleuchtung mit einfachen Mitteln aufgebaut werden kann. Gleichzeitig werden verschiedene Lösungswege diskutiert und Probleme erläutert. Der Inhalt soll nicht der Weisheit letzter Schluss sein, sondern nur eine Basis schaffen, von der aus jeder Interessierte weiter experimentieren und arbeiten kann. Die meisten Darstellungen sind sowohl für Analog als auch für Digital geeignet.

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Gliederung

1) Stromabnahme
2) Inneneinrichtung der Wagen
3) Beleuchtungsmittel
4) Elektronische Schaltungen und Strombedarf
5) Prinzipschaltung
6) Integration in Digitalsysteme
7) Bilder sagen mehr als tausend Worte
8) Wünsche an die Hersteller / Zubehörlieferanten

1) Stromabnahme

Das häufigste Problem, und das ist unabhängig von der Baugröße (Z -> ?), ist der Kontakt zwischen Schiene und Rad: während bei Lokomotiven und 2-achsigen Personenwagen weitestgehend alle Räder zur Stromentnahme herangezogen werden, ist es bei Personenwagen mit Drehgestellen immer nur eine Drehgestellseite. Auch haben diese Wagen keine Dreipunktlagerung. Als Folge davon ist auf den meisten Weichen und bei schlecht verlegten Schienen mit einer Stromunterbrechung und deshalb mit einem Flackern der Innenbeleuchtung zu rechnen. Um dieses Problem zu umgehen, muß man die größten Bemühungen aufwenden: vergrößert man die Stromabnahmebasis durch Parallelschaltung mehrerer Wagen, hat man im Endeffekt eine flackerfreie Beleuchtung, aber gleichzeitig erhöht sich der Reibungswiderstand durch die zusätzlichen Rad-/Achsschleifer, so dass Züge vorbildgerechter Länge bei den leichtesten Steigungen „verhungern“.
Also muß man hier nach anderen Lösungen suchen.

stromabnahme bei waggons
Bild 1: Stromabnahme bei Zwei- und Vierachsern:
oben: alle vier Räder ermöglichen einen fast optimalen Kontakt
unten: Probleme gibt es auf Weichen und beim Kippeln der Wagen

2) Inneneinrichtung

Längere Wagen, insbesondere solche mit stilisierter Inneneinrichtung, benötigen eine gleichmäßige Ausleuchtung, entweder durch Leuchtstäbe mit Reflexionsflächen oder durch eine größere Anzahl von Leuchtmitteln, damit die Abteilwände keine Schatten werfen. Weiterhin spielt die Farbe der Inneneinrichtung eine große Rolle (Reflexionsverhalten)

ausleuchtung des innenraumes
Bild 2: Anbringung von SMD-LED's unter dem Wagendach: zu großer Abstand der Lichtquellen bzw. falsche Auslegung der Reflexionsflächen ergeben eine inhomogene Ausleuchtung

3) Leuchtquellen

Der Eindruck der Leuchtfarbe soll einigermaßen realistisch sein. Maß aller Dinge ist immer noch das Emissionsspektrum einer Glühlampe, insbesondere für Wagen bis Epoche IV. Nachteile der Glühlampe sind:
1: die begrenzte praktische Lebensdauer (durch Erschütterungen)
2: der große Strombedarf für optimale Helligkeit und
3: die stark spannungsabhängige Leuchtstärke.

Ein einfacher Ersatz der Glühlampen durch LED's ist sehr problematisch, denn LED, ob gelb oder weiß, ist nicht gleich LED!

Als Beispiel hier ein Vergleich der gelben Osram-LED's Typ LY T 676 und LY E 676:
  LY T 676 LY E 676
Δλ (Halbwertsbreite) 15 nm 50 nm

led-spektrum
Bild 3: Spektrale Verteilung der OSRAM LED-Typen LYE676 und LYT676

verschiedene led
Bild 4: Visueller Eindruck verschiedener Leuchtquellen

Die E-Type hat ein viel "wärmeres" Licht weil größere spektrale Breite, dass der T-Type wirkt "kalt".
Bei weißen LED's haben die SMD-Typen einen hohen Blauanteil, der bei LED's im 3 mm oder 5 mm Gehäuse geringer ist (Filterwirkung des Gehäuses).

Bei Wagen bis einschließlich Epoche 3 kann man also auch die breitbandigen gelben LED's einsetzen, bei späteren Epochen, die im Original mit Leuchtstofflampen ausgerüstet sind, sind die schmalbandigen gelben oder weiße LED's zu bevorzugen (je nach persönlichem Geschmack).

4) Elektronische Schaltungen, Strom-/Spannungsversorgung

Das direkte Anklemmen der Innenbeleuchtung an die Gleisspannung sollte insbesondere im Analogsystem vermieden werden, da dann die Helligkeit der Beleuchtung von der Reglerstellung abhängig ist. Besser ist es, eine elektronische Schaltung zwischen Gleis und Beleuchtung einzufügen, die über einen großen Regelbereich entweder einen konstanten Stromfluß oder eine konstante Spannung liefert. Beide Schaltungsarten haben Vor- und Nachteile:

Stromquellenschaltung:

bei definierter Last ist der Stromfluss durch die Last weitestgehend unabhängig von der Höhe der Gleisspannung (z.B.: 3 V -> 14 V). Dieses Prinzip verwendet u.a. die Firma tams-elekrtronik (www.tams-online.de).
Vorteil: Im Analogsystem leuchten die Leuchtmittel schon ab einer sehr geringen Gleisspannung konstant hell.
Nachteile: Jede Veränderung der Last (hier Parallelschaltung von LED's mit Vorwiderstand, 1. Kirchhoffsches Gesetz) bedarf einer Neuberechnung des den Stromfluss bestimmenden Widerstandes (in den Zweigen soll ja immer der gleiche Strom fließen, damit die LED's gleich hell sind). Da die Implementierung eines Speicherkondensators (5 V Gold-Cap) zum Vermeiden des Flackerns nicht trivial ist, sollte der Einfachheit halber die Stromabnahme von mindestens zwei Wagen parallelgeschaltet werden - dann kann die Spannungsversorgung durch den ganzen Zug geschliffen werden.
stromquellenschaltung
Bild 5: Schaltung Stromquelle

Spannungsquellenschaltung:

Bis zu einer gewissen Grenze arbeitet diese Schaltung lastunabhängig (die Ausgangsspannung bleibt konstant), d.h. bis zur Leistungsgrenze des Längstransistors können beliebig viele Verbraucher angeschlossen werden. Dieses Prinzip verwendet u.a. die Firma XR1-Software (www.XR1.de).
Vorteile: Gleichrichter, Spannungsquelle und Leuchtstäbe lassen sich modular aufbauen, Leuchtstäbe lassen sich kürzen oder miteinander kombinieren.
Nachteile: Eine konstante Helligkeit im Analogsystem wird erst ab einer Gleisspannung von etwa Ua + 2 V, also etwa 7 V erreicht. Je nach angeschlossener Last kann der Längstransistor sehr warm werden. (Das Schaltbild ist weiter unten).

Speicherkondensator:

Unabhängig von der verwendeten Schaltung müssen Maßnahmen gegen das Flackern ergriffen werden. Man kann dazu die Stromabnahme von mindestens zwei Wagen parallelschalten, oder aber in die Elektronik hochkapazitive Kondensatoren (0,1 F -> 10 F, Gold-Cap (GC) oder Aerogelkondensatoren) integrieren, wobei es dann Probleme mit der Unterbringung (eventuell in einem Packwagen) geben kann. Allerdings darf für diese Kondensatoren eine Klemmenspannung von 5,5 V nicht überschritten werden (evtl. Reihenschaltung). Am einfachsten lässt sich ein GC mit einer Spannungsquellenschaltung kombinieren, wenn die Ausgangsspannung auf 5,5 V ausgelegt wird. Im Analogsystem erreicht man, je nach angehängter Last, eine Nachleuchtdauer bis zu einigen Minuten, im Digitalsystem dient er nur als Puffer, da ja unabhängig von der Zuggeschwindigkeit immer die volle Gleisspannung anliegt.

Strombedarf:

Die Glühlampen der herstellerspezifischen Innenbeleuchtungen haben bei Nennspannung eine Lichtstärke von etwa 200 mcd, was optisch ausreichend ist. Die Stromaufnahme ist bei Nennspannung etwa 50 mA, bei 10 Wagen also 500 mA. Beleuchtet man so 2 oder 3 Züge, ist man gezwungen, zusätzlich teure Trafos oder Booster (Digital) zu kaufen. Ein einfacher Ersatz der Glühlampe durch 8 bis 10 Standard-LED's pro Wagen bringt auch keinen Vorteil, da jede der einzelnen Reihenschaltungen (4 bis 5) auch 20 mA benötigt (also 80 bis 100 mA je Wagen). Low-Current LED's kann man vergessen, da die Leuchtstärke zu gering ist. In den letzten Jahren haben die Halbleiterhersteller aber LED's entwickelt, die bei Nennstrom (20 mA) eine Leuchtstärke von bis zu 1000 mcd (PLCC-Gehäuse, 120 ° Abstrahlwinkel) und 10 cd (10 mm Rundgehäuse, 5 ° Abstrahlwinkel) haben. Neueste Entwicklungen gehen dahin, die Scheinwerferlampen in PKW's durch LED's zu ersetzen! Mit diesen Kenntnissen hindert den Anwender nichts daran, leuchtstarke LED's auch mit einem niedrigerem Strom (ca. 3 bis 5 mA) zu betreiben, die Leuchtstärke beträgt dann etwa 10 % des Nominalwertes. Durch kombinierte Parallel- und Reihenschaltung der LED's lässt sich dann eine Innenbeleuchtung aufbauen, die sowohl den Wagen homogen ausleuchtet als auch einen niedrigen Stromvervrauch (~20 mA/Wagen) hat.

5) Prinzipschaltung

Aus verschiedenen Gründen habe ich mich bei meinen Selbstbauprojekten dazu entschieden, die Innenbeleuchtung meiner Wagen mit einer Spannungsquellenschaltung gemäß folgendem Schaltbild aufzubauen:

schaltplan innenbeleuchtung
Bild 6: Schaltplan einer universellen Innenbeleuchtung mit Spannungsquellenschaltung (Originalgröße des Plans gelinkt)

Diese Schaltung funktioniert unabhängig vom verwendeten System (anlog oder digital). Der Transistor in Baugruppe 2 muss je nach "angehängter" Last erhebliche Leistung "verbraten"
(P = (UEingang - Uausgang) x ILast). Im Digitalsystem kann eventuell auch ein 6 V-Spannungsregler verwendet werden. Der GC wird über den 50 Ohm-Widerstand geladen (da sonst Kurzschluss im entladenen Zustand) und über die Diode entladen. Dabei beträgt der Spannungsabfall an der Diode ~0,6 V, d.h., es ist ein geringer Helligkeitsverlust bemerkbar. Wen das stört, kann die Lade- / Entlade-Schaltung wie in Bild 8 als Alternative gekennzeichnet, verwenden. Am Punkt A liegt beim Umschalten von Betrieb Spannungsquelle –> GC gleiches Potential an.

Die Ladezeit kann je nach Kapazität des GC mehrere Minuten betragen, in dieser Zeit steht also nicht die volle Spannung beim Überfahren von Weichen etc. zur Verfügung, die Innenbeleuchtung wird also noch flackern. Erst wenn der GC voll geladen ist, sollte die Innenbeleuchtung auch bei kurzen Stromununterbrechungen konstant hell leuchten.

Als LED's verwende ich die Osram-Typen LYT 676 und LYE 676, wenn, wegen der stilisierten Inneneinrichtung, ein Leuchtstab notwendig ist, sonst 3 oder 5 mm LED's mit ~9000 mcd mit kleinem Abstrahlwinkel (siehe Photos). Einen Leuchtstab mit weißen LED's habe ich noch nicht aufgebaut, aber hier ist eine Reihenschaltung bei 5 V Quellenspannung nicht möglich da der Uf -Wert ca. 3,5 V beträgt.

Zu Analogzeiten habe ich auch bei mehreren Zügen zwischen Baugruppe 3 und 4 sogenannte Charge-Pumps und Step-Up-Converter geschaltet, die aus Eingangsspannungen zwischen 2,7 und 5 V eine konstante Ausgangsspannung von 5 V liefern. Damit verlängerte sich die Nachleuchtdauer bei im Bahnhof stehenden Zügen erheblich. Diese Bauteile finden heute in den meisten batteriebetriebenen Geräten Verwendung (Mobiltelephone etc.) und bewirken, daß diese bis zu einer minimalen Quellenspannung optimal funktionieren, danach tut sich nichts mehr. Ohne diese Schaltungen wären die Betriebszeiten wesentlich kürzer.

zusatzschaltung
Bild 7: Zusatzschaltungen zum Verbessern der Innenbeleuchtung (Originalgröße des Plans gelinkt)

Im Digitalsystem sind diese Zusatzschaltungen eigentlich nicht notwendig, aber sie haben einen Steuereingang (SHDN), über den mittels eines Funktionsdecoder die Beleuchtung ein- und ausgeschaltet werden kann. Ein einfacher Transistor tut's aber auch (s.u.). Fazit: solche Käfer (6 Beine) und Spinnen (8 Beine) können im Analogsystem sinnvoll sein, um schon bei niedriger Gleisspannung helle Innenbeleuchtung zu erhalten.

6) Integration ins Digitalsystem

Wenn schon digital, dann auch konsequent: was macht das für einen realistischen Eindruck, wenn ein beleuchteter Zug ins Abstellgleis gefahren wird, die Lok abgekoppelt wird und zum Betriebswerk fährt, und die Beleuchtung weiter eingeschaltet bleibt? Zum Glück bieten hier die Hersteller von Digitalkomponenten einfache Funktionsdecoder an, mit deren Hilfe die Wageninnenbeleuchtung ein- und ausgeschaltet werden kann (ein Lokdecoder mit z.B. defektem Motorausgang tut es auch).

schaltplan innenbeleuchtung mit erweiterungen
Bild 8: Schaltung nach Bild 7 mit Erweiterung: Funktionsdecoder und Zugschlussbeleuchtung

Vom Gleichrichter des Decoders wird die Gleichspannung für die Innenbeleuchtung abgegriffen. Zwischen Baugruppe 3 und 4 wird ein NPN-Transistor eingefügt. Die Basis wird mit einem Schaltausgang des Decoder verbunden. Dieser hat im aktivierten Zustand "Masse"-Potential, d.h. zum Ausschalten der Beleuchtung muss der Ausgang aktiviert werden (inverse Funktion). Wenn mit beleuchtetem Zug gefahren wird, hat das den Vorteil, dass beim Überfahren von Weichen etc. nicht über den Decoder ein Flackern der Beleuchtung verursacht wird. Wenn die ganze Elektronik in den letzten Wagen eines Zuges eingebaut wird, lässt sich gleichzeitig auch noch eine Zugschlussbeleuchtung anschliessen. Wegen des modularen Aufbaus lässt sich ganze Elektronik auch gut in einen Packwagen verstecken. Das größte Problem ist und bleibt die Verkabelung von Wagen zu Wagen.

Das Löten von SMD-Bauteilen ist relativ einfach: die Bauteile werden mit einer Klemmpinzette auf den Leiterbahnen fixiert und dann mit feinsten Lötspitze verlötet - bitte kein Standard "Brateisen" verwenden.

7) Bilder sagen mehr als tausend Worte


einbau eines leuchtstabes
Bild 9: Einbau eines Leuchtstabes in das Dach eines Fleischmann-Großraumwagens

detailaufnahmen leuchtstab
Bild 10: Detailaufnahmen der Leuchtstabkonstruktion

innenbeleuchtung spannungsquelle
Bild 11: Spannungsquelle - der Ladewiderstand besteht aus zwei parallelgeschalteten 100 Ω Widerständen ("huckepack" verlötet)

schaltstufe innenbeleuchtung
Bild 12: Schaltstufe - die Platine sieht etwas verhunzt aus, da ich auf dieser noch was ausprobiert habe

funktionsdecoder
Bild 13: Funktionsdecoder SLX802 (baugleich: FD2), Länge 22 mm, ein Lokdecoder ist kürzer, der Abstand der LED's ist angepasst. Alle drei Zusatzschaltungen (Decoder, Spannungsquelle und Schalttransistor) lassen sich unter Umständen auch unter dem Wagenboden verstecken oder, noch günstiger, in einen Packwagen einbauen.

test der innenbeleuchtung
Bild 14: Erste Tests mit Decoder: es funktioniert

fertiger wagen mit innenbeleuchtung
Bild 15: Der Wagen ist fertig zum Zumachen. An den Enden sind die parallelgeschalteten 0,1 F GC zu erkennen. In der Mitte, wo der Decoder sitzt, wird der Wagen inhomogen beleuchtet sein. Rechts ist die Schlußbeleuchtung untergebracht.

schlussbeleuchtung
Bild 16: Detailansicht der Schlussbeleuchtung: Auf eine rote 2 mm LED mit Lötfahnen ist ein Lichtleiter (1 mm) geklebt und dann mit Schrumpfschlauch lichtdicht verschlossen. Mit einem heißen Lötkolben lässt sich der Lichtleiter so biegen, dass er durch die Schlusslichtöffnungen passt.

innenbeleuchteter wagen
Bild 17: Der Wagen ist fertig. Die Teilaufnahmen zeigen die Beleuchtungszustände, die mit dem Decoder möglich sind. Den Lichtdurchlass zwischen Dach und Wagenaufbau habe ich erst auf den Photos (aufgenommen mit maximaler Restlichtverstärkung) gesehen - hier muss noch etwas nachgearbeitet werden.

leuchtstab lux2 von xr1
Bild 18: Kommerziell erhältliche Wageninnenbeleuchtung ohne Schaltfunktion.
Innenansicht eines Wagens mit dem Leuchtstab LUX2 der Firma XR1. Nach dem Ablängen des Leuchtstabes verbleiben nur 6 LED's zum Beleuchten übrig. Für die Unterbringung des GC musste ein Teil der stilisierten Inneneinrichtung ausgefräst werden. Bedingt durch die großen Anstände der LED's, die Inneneinrichtung und nur 6 LED's ist die Lichtverteilung etwas inhomogen. Bei Wagen ohne Inneneinrichtung ist das in Ordnung.

leuchtstäbe ib800 und is800 von rautenhaus
Bild 19: Kommerziell erhältliche Wageninnenbeleuchtung:
Hierbei handelt es sich um die Leuchstäbe IB800 (oben) und IS800 (Mitte) der Fa. Rautenhaus für das SX-System. (Etwas analoges ist auch für das DCC-System z.B. von der Fa. XR1-Software erhältlich). Auf den Platinen sind jeweils 12 LED's montiert, wobei es sich elektrisch um die Parallelschaltung von jeweils 6 LED's mit Vorwiderstand in Reihe handelt. Da hierbei über die LED's eine Spannung von etwa 11 V abfällt, ist eine Einsatz von GC's nicht möglich (außer zwei Stück in Reihe). Beim Einzeleinsatz dieser Leuchtstäbe flackern diese bei schlechtem Gleiskontakt, daher sollte zwischen mindestens zwei Wagen die Gleisstromabnahme parallelgeschaltet werden (= Vergrößerung der Stromabnahmebasis). Auf dem IS800 ist ein Funktionsdecoder integriert und ein Schaltausgang SA vorhanden. Verbindet man diesen mit dem Schalteingang SE auf dem IB800 lassen sich beide Leuchstäbe von der Zentrale aus steuern. Will man einen kompletten Zug mit diesen Elementen ausstatten (1 x IS800 + n x IB800), müssen jeweils drei Kabel durchgeschliffen werden. Bei Zügen wie ET30, VT11, ICE usw. kann das noch gut funktionieren, aber nicht bei "normalen" Personenwagen. Die Leuchtstäbe lassen sich nicht in der Länge (15 cm) anpassen, das heißt,. der Einsatz ist begrenzt auf längere Drehgestellwagen.
Eine schöne Besonderheit haben die Leuchtstäbe aber: bei dem IS800 lässt sich die Helligkeit in drei Stufen bei der Programmierung ändern, bei dem IB800 mittels eines Potentiometers.
Eine Zugschlußbeleuchtung lässt sich auch anschließen, ist aber nicht schaltbar.

vergleich innenbeleuchteter wagen
Bild 20: Vergleich eines Wagens mit provisorisch eingebauter IS800 (Leuchtstufe 1) und meinem eigenen Leuchstab bei 5 V Betriebsspannung. Bei Leuchtstufe 3 ist der Wagen mit der IS800 gleich hell. Leider lässt sich die programmierbare Helligkeit nicht auf die IB800 übertragen, hier muss mit dem Potentiometer die optimale Enstellung gefunden werden. Das Photo ist wieder mit maximaler Restlichtverstärkung aufgenommen.


Bild 21: Früherer Umbau eines Arnoldwagens (Einheits-Eilzugwagen E30) mit nur einer LED und "fliegender" Verdrahtung. Trotzdem wird der Wagen homogen ausgeleuchtet.

visualisiserung der leuchtfläche
Bild 22: Alternative Leuchtfläche: von der Firma Lumitex (www.lumitex.com) gibt es Fiberoptikflächen für die Hintergrundbeleuchtung von Displays. Hiermit könnten Wageninnenbeleuchtungen konstruiert werden. Eine leuchtstarke LED würde dann reichen. Zu Demonstrationszwecken habe ich eine 3 mm LED (2800 mcd) genommen - die Fiberoptik filtert den Blauanteil weitgehenst aus. Mit einer noch leuchtstärkeren 5 mm LED (9200 mcd) müsste sich eigentlich eine gute Ausleuchtung eines Wagens erreichen lassen.

8) Ausblicke, Wünsche an Hersteller/Zubehörlieferanten

Das wichtigste für uns N-Bahner wäre, wenn ein Hersteller/ Zubehörlieferer eine einfach zu handhabende stromleitende Kupplung entwickeln würde - sowohl für den NEM-Schacht als auch für die alte Standardkupplungsaufnahme. Ich habe mit einem Microsteckersystem der Firma Yamaichi eine Kupplung gebastelt (Tests stehen noch aus). So ähnlich könnte ein kommerzielles Produkt aussehen - unter anderem auch für die elektrische Verbindung bei Schlepptenderloks.

micro stecker
Bild 23: Micro-Steckersystem der Firma Yamaichi (www.yamaichi.de). Mit diesen Steckern werde ich mal versuchen, eine stromleitende Kupplung zu konstruieren. Die Vorbereitungen sind getroffen, Tests müssen noch gemacht werden.

Während im Digitalsystem ja permanent eine Gleisspannung anliegt, variiert im Analogsystem die Versorgungsspannung mit der Reglerstellung. Den Fahrspannungsbereich zwischen 2 bis 5 V kann man mit den sogenannten Charge-Pumps oder Step-Up-Konvertern überbrücken, so dass auch in diesem Spannungsbreich optimale Lichtausbeute vorhanden ist. Diese Bauteile, wie auch die Microstecker, kosten bei Abnahme ab 1000 Stück nur etwa 2 EUR - sind aber in kleinen Mengen, wie wir sie benötigen, nicht zu bekommen.

Vielleicht erbarmt sich ja ein Zubehörlieferant und bietet mal fertige Systeme an. Feld- Wald- und Wiesenbauteile kann man fast an "jeder Ecke" kaufen - innnovative Produkte nur in nicht benötigten Stückzahlen.

Fazit

Jeder Personenwagen verlangt nach einer individuellen Lösung bezüglich der Konstruktion des Leuchtstabes. Diesen kann jeder geschickte Bastler selbst zusammenlöten. Wichtig ist die vorgeschaltete Elektronik, für die eigentlich nur Basiskenntnisse notwendig sind. Allerdings bedarf es hier schon eines gewissen bastlerischen Geschickes, um die Baugruppen so klein zu machen, dass sie auch in Spur-N Fahrzeuge passen.
Nach wie vor bleibt aber das Problem der elektrischen Kopplung von Wagen, damit auch Züge mit mehr als 3 Wagen noch von der Lok eine Rampe/ Gleiswendel hochgezogen werden können.

Danksagung

Ohne die zur Verfügung gestellten Leuchtstäbe IS800 und IB800 und des Decoders SLX802 wären wesentliche Teile dieses Beitrages nicht zustande gekommen. Daher geht an dieser Stelle mein Dank an Herrn Rautenhaus (Gerhard Rautenhaus Modellbahntechnik - www.rautenhaus.de) und Herrn Radtke (MDVR - www.mdvr.de).

Literatur

Michael Peters, Flackerfrei, MIBA 11/2001, S. 30ff
Michael Peters, Kleine LED-Kunde, MIBA 12/2003, S. 44ff
Diverse Datenblätter der Firmen Linear Technology, Osram und Yamaichi

Teileliste Wagenbeleuchtung

1. NPN-Transistoren Spannungsquelle:
bis 0,5W (Uc-Ue)*I ~10V*0,02A/Leuchtstab:
BC817 (Conrad: 140023) SMD-SOT23-Gehäuse
BC818 (Conrad: 140031) SMD-SOT23-Gehäuse
bis 2W:
BCX54 (Conrad: 153227) SMD-SOT223-Gehäuse

2. Schalttransistor zur Ankopplung Funktionsdecoder:
BC817 oder BC818, da hier keine Leistung "verbraten" wird (Uc-Ue)~1V

3. Gleichrichter:
1000V/0,8A (Conrad: 501344) SMD-Gehäuse

4. Siebkondensator:
10µF/25V (Conrad: 426984) SMD-Anschlüsse
oder
10µF/20/35V Tantal-SMD-Elko
(im Digitalsystem kann der Kondensator auch entfallen)

5. Z-Diode:
BZV55 6,2V (Conrad: 141810) Mini-Melf-Gehäuse
oder
BZW284 6,2V WY (Conrad: 148431) SOD110-Gehäuse

6.Widerstände:
alle Widerstände sind SMD-Chipwiderstände in 1206-Bauform

7.LED's (Osram):
LYT 676-QT (Conrad: 153446) PLCC-Gehäuse (587nm, "kaltes" Gelb, 63...500mcd@20mA)
LYE676-T1/T2/U1/U2 PLCC-Gehäuse (590nm, "warmes" Gelb, 250..800mcd@50mA)
(wer die LYE jetzt liefern kann, weiß ich nicht, Conrad hat sie nicht mehr im Programm)

8. Gold-Cap:
Pansonic 0,22F/5,5V (RS-Components: 377-372/388) SD-Serie

9.Entladediode:
LL4148=1N4148 (Conrad: 140902) Mini-Melf-Gehäuse (250mA)


Michael Peters (Kontakt ->), Juli 2004


Das sagen User zu diesem Thema (die letzten 5 Beiträge, 8 Beiträge insgesamt):

Am: 03.02.09 21:38

Hallo Andreas Kurze,
bei Analog ist die umgekehrte Polarität mit den Dioden direkt nutzbar. Wenn der Zug in die andere Richtung fährt, dann leuchtet die andere LED. Im Digitalbetrieb ist das nur mit einem Lok- oder Funktionsdecorder zu realisieren. Ich hatte in meinem Steuerkopfwagen einen Decoder eingebaut und den mit der selben Adresse wie die Lok programiert. So wurde immer passend die richtige Beleuchtung geschaltet.
Zu der Innenbeleuchtung wollte ich auch noch was mitteilen: Danke Peter für den Artikel.Wirklich gut.
Ich habe den genau so nachgebaut und leider ist dreimal was in die Hose gegangen: mein Transistor wurde bei nur 40mA Belastung so heiß, das er mir den Fußboden von meinem Steuerkopfwagen verschmolzen hat, ehe ich es bemerkt habe. Bei der Suche nach der Dimensionierung des Basiswiderstandes bin ich bei Conrad auf einen SMD Festspannungsregler (SMD TA 78L 05F, Best: 144711) gestoßen. Der ist nur so groß/klein wie der Transistor. Mehr wird nicht benötigt. Ich habe lediglich noch am Ausgang eine Diode LL4148 angebracht, damit die Speisespannung vom Gold-Cap nicht in den TA78 reinhaut. Zudem habe ich jetzt genau die Spannung am Ausgang um die LED's ohne Widerstand betreiben zu können. Weiteres findet Ihr auf meiner HP.
Gruß
Thorsten
Am: 21.01.09 09:27

Beitäge sind sehr interessant. ich möchte einen Doppelstock-Steuerwagen von Piko so umbauen, dass Front-und Rücklicht im Wechsel leuchten.
Bei der Br110 von Brawa habe ich schon die LED gewechselt, jetzt hat die Lok weißes Licht.
Hat jemand einen guten Vorschlag, wie die roten Lichter zu realisieren sind? Danke!!
Am: 25.04.07 12:11

Auf der Suche nach einer Alternative zu der von GFN angebotenen Beleuchtung für meine Umbauwagen bin ich auf diesen Link verwiesen worden und habe nach Michael's Vorgabe und den Angaben meine erste Innenbeleuchtung selbst zusammengebaut! Ein echtes Erfolgserlebnis!! Es hat riesigen Spaß gemacht!!
Meine mittlerweile zwei ausgesatteten Umbauwagen mit der Marke Eigenbau können sich sehen lassen! Das Flackern gehört der Vergangenheit an, der Beleuchtungsgrad ist hervorragend! Selbst bei stehenden Waggons leuchten (im Analogbetrieb) die LEDs noch für einige Minuten nach. Phantastisch!

Danke, Michael, für deine Kommentare und für deine Inputs während der Bauphase. An alle anderen, die sich mit dem Gedanken an einen Eigenbau tragen, sage ich: Einfach starten und ausprobieren! Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen! Und wirkliche Erfolgserlebnisse sind ein echter Traum! Nur zu!!
Von: Lutz
Am: 06.05.06 08:17

Warum Stecker??
Ich habe eine Lösung für die Stromübertragung an der Kupplung; realisiert in N:
Bei Conrad (www.conrad.de) gibt es unter der Bestell Nr. 502061-93 Magnete in den Außenmaßen 2x2x2 mm vernickelt. Diese sind unglaublich stark und lassen sich wunderbar an einen Draht (Litze) anlöten, der den Strom dann weiterleitet in den Wagen (oder umgekehrt zur Lok). Zur Unsichtbarmachung kann man diesen Magneten mit schwarzen Edding behandeln. Diese Konstruktion ermöglicht bei mir auf der Anlage den Schiebezugbetrieb eines Doppelstockzuges, indem vom Führerstands - Drehgestell der Strom der geschaltenen Schiene abgenommen wird, durch den Doppelstockzug hindurch zur Lok (E-Lok; umgeschaltet auf Oberleitung, die keinen Strom führt) geleitet wird. Der Zug verhält sich dann wie ein "normaler" Zug, der mit ziehender Lok fährt.
So läßt sich der Zug ohne Bastelei trennen; die Magnete ziehen sich beim Ankuppeln an wie Elefantenrüssel..... Sie haben so eine Kraft, daß sich eventuell sogar die Orgínalkupplung einsparen läßt.
Von: Gunther
Am: 20.02.06 18:59

Breitrag soweit OK. Fertige Bausteine bekommt man heute bereits ab 4 Euro. Hauptproblem ist bei allen Beleuchtungsarten die Stromafnahme Rad / Schiene. Hier suche ich auch eine Lösung welche ohne den hohen Reibungsverlust auskommt. Die heutige Technik der Stromaufnahme ist nicht mehr zeitgemäß und sollte von den Herstellern überarbeitet werden. Stelle mir ein Achslager aus Metall vor, von diesem Lager geht dann die Zuleitung in den Wg.
Habe aber die Befürchtung, dass sich die Hersteller dieses Problem nicht annehmen.
Gruß Gunther



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