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LED-Lichtumrüstung bei einer Fleischmann DB BR BR 110 / 140

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Bausätze für Modellbahn Spur N aus Metall

Benötigte Teile:

2 superhelle (2000 mCd) weiße 3 mm-LEDs von Reichelt
2 Widerstände in SMD-Bauform mit 1,0 kOhm oder 3,3 kOhm
2 Dioden 1N4148 in SMD-Bauform (nur für Analogbetrieb)

Benötigtes Werkzeug:

Trennschleifer, Schraubendreher, Bohrer, Lötkolben, Multimeter, oranger Textmarker...
Schwierigkeitsgrad: mittel

Anmerkung:

LEDs werden in modernen Loks sehr häufig anstatt der früher verwendeten Glühlämpchen benutzt, da sie günstiger sind und über eine längere Lebensdauer verfügen. Bei einer geplanten Digitalisierung empfiehlt sich diese Umrüstung besonders, da die Originallämpchen nur 12 Volt vertragen, die Booster aber 18 Volt und mehr bereitstellen. Zudem sind LEDs mit ca. 5 mA Strombedarf wesentlich genügsamer als die Originallämpchen mit 50 mA und sparen somit wertvollen Digitalstrom. Da liegt es nahe, auch betagtere Modelle umzurüsten.
Diese Anleitung behandelt die digitale Implementierung, gibt aber auch Hinweise auf den Umbau von analogen Loks. Sie orientiert sich am Beispiel der Fleischmann Einheits-E-Loks der Baureihen 110 und 140, ist aber grundsätzlich auch für weitere Drehgestellloks der Baureihen 103, 111, 120, 141, 150, 210 und 218 verwendbar.

Arbeitsschritte:

Standard-LEDs mit 3 mm Durchmesser passen - wie nachstehende Abbildung zeigt - bei Fleischmann-Drehgestelloks problemlos in die Aussparung für die Originallämpchen. Bei anderen Baureihen (z.B. 103) müssen entweder die LEDs angefeilt oder die Aussparungen aufgefräst werden.

gfn lichtumbau

Um die LEDs einzubauen sind zunächst die rot umrandeten Kontaktbleche für die Lämpchen sowie die darunter liegenden Selen-Scheibchen (Gleichrichter) zu entfernen.

gfn lichtumbau

Als nächstes werden die dadurch frei gelegten Kontakte in Längsrichtung gemäß den auf dem nächsten Bild grün eingezeichneten Markierungen durchtrennt. Dadurch entstehen jeweils zwei Kontaktflächen zum Anlöten der LEDs. Da LEDs nur wenig Leistung verkraften, müssen Widerstände zu deren Schutz eingebaut werden.

Digitaldekoder mit Anschluss an Radschleifer (ohne blaues Kabel):

Wenn die Lok mit einem Dekoder digitalisiert werden soll, kann der Oberleitungsbetrieb entfallen. Deshalb werden die Kontaktfedern (die sich an den mit rot umkreisten Stellen befanden) und der Umschalter am Gehäuse, der im Bereich des rot eingezeichneten Kreises die Leiterbahnen miteinander verbindet, entfernt. Dort können dann später Widerstände in SMD-Bauform eingelötet werden. Zudem wird die Leiterbahn rechts oben in Querrichtung aufgetrennt. (Weitere Durchtrennungen sind durch den Dekodereinbau bedingt.)

gfn lichtumbau

Die grün eingezeichneten Kreise markieren die Bohrlöcher (0,7 - 1,0 mm) für die Kontaktbeinchen der LEDs. Die LEDs werden dann in der angegebenen Polarität (die Kathode hat das kürzere Beinchen) eingelötet. Damit werden die weißen bzw. gelben Anschlüsse des Dekoders an die Kathoden der LEDs angeschlossen. Das folgende Bild zeigt den Stromverlauf für die LEDs. Die Anoden sind am rechten (vordere LED, roter Stromverlauf, rotes Dekoderkabel) bzw. linken (hintere LED, blauer Stromverlauf, schwarzer Dekoderkabel) Radschleifer angeschlossen.

gfn lichtumbau

Die eingezeichneten Widerstände betragen rund 3 kOhm, wobei der Widerstand des blauen Stromkreises auf zwei 1,5 kOhm-Bauelemente aufgeteilt wurde. Bei Verwendung nur eines Widerstands, muss der andere durch eine Drahtbrücke ersetzt werden. Es ist darauf zu achten, dass die Widerstände mechanisch passen und nicht mit den Schrauben der Panthografen kollidieren (darum wurde der rechte Widerstand etwas versetzt eingebaut).

Bei Vollansteuerung fließen nun 5 mA, die den vorgeschlagenen LED-Typen hinreichend hell leuchten lassen. Da die meisten Dekoder die Lichtausgänge dimmen können, kann auch ein niedrigerer Widerstandswert (jedoch nicht unter 1 kOhm) gewählt und die Helligkeit dann heruntergedimmt werden.

Die Unterseite der Platine mit den angelöteten LEDs sieht wie folgt aus:

gfn lichtumbau

Da weiße LEDs recht bläulich scheinen, werden die LEDs und die reflektierenden Teile des Chassis mit einem orangefarbenen Textmarker eingefärbt. Von der Verwendung gelber LEDs rate ich - zumindest bei modernen Loks - ab, da diese zu gelblich scheinen und auch nicht die Leuchtstärken der weißen LEDs erreichen.

gfn lichtumbau

Im nächsten Schritt werden die Kontaktbeinchen der LEDs mittels etwas Isolierband gegen eine mögliche Berührung mit dem Chassis geschützt (linkes Bild). Die eingefärbte LED scheint (aufgrund der Blitzlichtaufnahme übertrieben) gelblich, der Lichttest (rechtes Bild) zeigt eine Aufnahme ohne Blitzlicht. Allerdings verfälscht auch die Kamera das Lichspektrum der LEDs mit einem leichten Blaustich. In Wirklichkeit nimmt das menschliche Auge ein wärmeres, reines Weiß wahr.

gfn lichtumbau

Digitaldekoder mit gemeinsamen Anoden-Anschluss (blaues Kabel):

Auch bei Dekodern mit gemeinsamen Pluspol wird der Oberleitungsumschalter und die Kontaktfedern entfernt. Die Leiterbahnen werden an anderen Stellen aufgetrennt (grün eingezeichnet) und an den schwarz markierten Stellen die SMD-Widerstände eingelötet. Die Polarität der LEDs bleibt dieselbe, die Anoden werden über die Widerstände an den gemeinsamen Pluspol (blaues Dekoderkabel) angeschlossen. Das weiße und gelbe Dekoderkabel wird an die jeweiligen Kathoden angelötet.

gfn lichtumbau

Analogbetrieb:

Für den Analogbetrieb können die Leiterbahnen so genutzt werden wie bisher. Insbesondere bleiben Oberleitungsumschalter und die Kontaktfedern erhalten (im nächsten Bild sind sie allerdings bereits entfernt worden). Es sind Durchtrennungen notwendig, um die Widerstände ("schwarze Rechtecke") einzulöten. Die Widerstände sollten einen Wert von ca. 1 kOhm haben, damit sie schon bei niedrigerer Spannung (6 Volt) hell genug leuchten und selbst bei voll aufgedrehtem Tafo (12 Volt) nicht durch zu hohe Ströme zerstört werden.

Da LEDs keine hohe Sperrspannung (5 Volt) vertragen, müssen Schutzdioden eingebaut werden. Die Polarität ist gegenüber den vorhergehenden Beispielen geändert und mit A(node) bzw. K(athode) gekennzeichnet. Mittels Litzen (violett eingezeichnet) erfolgt die Rückleitung zum gegenpoligen Radschleiferanschluss.

gfn lichtumbau

Anmerkungen:

Ich habe diese Anleitung nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Sie soll als Anregung dienen, erhebt aber nicht den Anspruch, alle unterschiedlichen Konfigurationen berücksichtigt und auf alle potenziellen Fehlerquellen hingewiesen zu haben. Die Verantwortung für Nachbauten liegt bei jedem selbst.

Jeder möge selbst prüfen, ob der Schaltungsvorschlag zu seiner Konfiguration (analog/digital, Dekodertyp, unterschiedliche Platine, etc.) passt und ob die Polarität und die Eigenschaften der Bauelemente richtig sind. Mehrfache Kontrolle sowohl der mechanischen Unterbringung zusätzlicher Bauteile als auch der elektrischen Werte mittels eines Multimeters ist zum Aufspüren von Kurzschlüssen und Überprüfung der korrekten Verdrahtung angeraten.

Danke an Burkhard für die Zusendung.

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Das sagen User zu diesem Thema (2 Beiträge):

Von: Steffen
Am: 28.08.09 09:21

Hallo,
das müsste man eigentlich mit einem Kondensator beheben können. Denke mal das da 10microfarad reichen dürften als Puffer.
Am: 30.11.08 09:03

Hallo,
ich hab diesen Beitrag als Grundlage genutzt, meine analoge GFN-218 mit defektem Lichtwechsel auf LED-Beleuchtung (ich benutze die "Sunny-white"-Serie von Conrad) umzubauen. Ich hab die Kontaktstreifen und Dioden-Scheiben entfernt und die Leiterbahnfläche dann längs geteilt, um zwei Lötstützpunkte für die LED zu erhalten. Den jeweils freien Anschluß habe ich dann mit dem Vorwiderstand (1kOhm) mit einem entsprechenden Punkt auf der Platine verbunden. Um die 3mm-LED hereinzubekommen, mußte der Glühlampenschacht etwas verbreitert werden. Es funktioniert hervorragend, die Beleuchtung ist schon vor dem Anfahren gut sichtbar. Allerdings fiel mir folgendes auf: bei nicht hundertprozentigem Rundlauf des Motors aufgrund nicht perfekter Stromabnahme flackert die hintere Beleuchtung, offensichtlich aufgrund von Induktion aus dem Motor. Hat jemand eine Ahnung, wie ich hier Abhilfe schaffen kann? Beim Roco-601, den ich auch nach der hiesigen Anleitung umgebaut habe, fiel mir das nicht auf.
Andreas Müller

 


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