Beleuchtung von Modellloks und -wagen

Beleuchtung von Modellbahnloks und Modellbahnwagen

Inhaltsverzeichnis

Beleuchtung eines Personenwagens mit LED (H0,TT und N) - Grundkagen

Beleuchtung eines Personenwagens mit LED (H0,TT und N) - Einbau

Schaltungsskizzen zu LED-Beleuchtungen (H0,TT und N)

Beleuchtung eines Personenwagens mit LED (H0,TT und N) - Grundlagen

Eine solide und auch kostengünstige Lösung für die Beleuchtung von Personenwagen sind die im Handel erhältlichen LED-Bänder oder auch LED-Stripe genannt. Diese gibt es im Onlinehandel – wie z.B. bei Conrad – als Meterware. Natürlich können auch Einzel-LED genommen werden. Allerdings ist dann der Aufwand für den Einbau viel höher. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber einer Einzel-LED ist deren bessere Ausleuchtung der Wagen. Die Vorteile der LED-Bänder gegenüber einer Einzel-LED bzw. Glühbirnchen

gleichmäßige Ausleuchtung des Wagens
geringe Stromaufnahme
geringe Wärmeentwicklung
einfacher Einbau
Länge nach der Beleuchtung nach Bedarf anpassbar

Grundlage für den Einbau bilden LED-Bänder bis ca. 500 Lumen/m.
Bei diesen Bändern handelt es sich um selbstklebende, flexible LED-Leisten mit einer Spannung von > 12 Volt. Es gibt LED-Bänder bis 30 m am Stück und auch in unterschiedlichen Farben. Die Wagenbeleuchtung kann somit nach eigenen Wünschen gewählt werden. Die Stripes besitzen auf ihrer Rückseite ein doppelseitiges Klebeband. Das ist sehr vorteilhaft, um die fertige Beleuchtung im Dach des zu beleuchtenden Wagens zu fixieren. Die LED-Stripes sind in der Regel für eine Eingangsspannung von 12 V Gleichspannung ausgelegt.
Für LED-Bänder gilt das gleiche wie für Einzel-LED. Sie benötigen einen Vorwiderstand, sowie bei Wechselspannungseingang zusätzlich einen Brückengleichrichter.
Als Vorwiderstände (R) werden in der Regel Widerstände zwischen 1 und 2 kOhm benötigt. Es kann hier auch experimentiert werden. Je nach Widerstandsgröße ist die Beleuchtung heller oder dunkler. Keinesfalls darf aber auf Widerstände verzichtet werden, da sonst die LED zerstört werden. Wer den Widerstand genau berechnen will, stehen auf unserer Homepage LED Rechner zur Verfügung.

Der Brückengleichrichter sorgt dafür, dass die LED-Stripes mit Gleichspannung versorgt werden. Dadurch ist es egal, ob die Stromversorgung als Gleichstrom (DC), Wechselstrom (AC) oder als Digitalstrom erfolgt. Geeignet sind entweder SMD-Brückengleichrichter Typ S40 0,8A / 80V oder auch, wenn der Platz vorhanden ist, Gleichrichter in Normalgröße. Er muss aber auch eingebaut werden, wenn Gleichstrom vorhanden ist. Bei Zweileiter Bahnen ist je nach Fahrtrichtung der Lok eine Umpolung erforderlich. Dies würde ohne Brückengleichrichter dazu führen, dass bei der Vorwärtsfahrt zwar die Beleuchtung leuchtet, bei einer Rückwärtsfahrt aber nicht.

Als nächstes wird noch ein Pufferkondensator benötigt. Der Einsatz von Elkos ist wichtig, um die Wagenbeleuchtung bei kurzen Unterbrechungen der Versorgungsspannung einige Sekunden weiter leuchten zu lassen. Dadurch wird der Flackereffekt verhindert. Des Weiteren, kann durch den Einsatz von größeren Kondensatorkapazitäten der Zeitraum der aktiven Beleuchtung – besonders beim analogen Betrieb – insbesondere auch beim Stillstand der Lok (Trafo auf 0- Stellung) verlängert werden. Elkos ab der Größenordnung 470µF und > 25 Volt sollten zum Einsatz kommen. Ein großer Stützkondensator hilft auch – wie bereits oben erwähnt – die Beleuchtung bei analogen Anlagen – ohne Trafostrom für längere Zeit aufrecht zu erhalten. Da aber meistens der Platz für den Einbau von großen Elkos nicht ausreicht, kann man Doppelschichtkondensatoren, sogenannte Gold Cap-Kondensatoren verwenden. Diese besitzen hohe Kapazitäten. Der Nachteil – sie vertragen nur Spannungen von 2,5 oder 5,5V (je nach Typ). Eine Reihenschaltung zur Spannungserhöhung endet meist mit dem vorzeitigen Ableben der Gold Cap-Kondensatoren und ist nicht zu empfehlen. Eine Schutzschaltung mit parallel zu den Gold Cap-Kondensatoren geschalteten Widerständen funktioniert, verringert aber die verfügbare Kapazität.

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Beleuchtung eines Personenwagens mit LED (H0,TT und N) - Der Einbau

1. Schritt:

Zuschneiden des LED-Bandes in der gewünschten Länge.
2. Schritt:

Anlöten des Brückengleichrichters. Hierbei ist auf die richtige Polung des Gleichrichters achten..

3. Schritt:
Einlöten des Vorwiderstandes in die Zuleitung zum Gleichrichter. Zur Isolierung, um einen Kurzschluss zu vermeiden, mit einem Schrumpfschlauch überziehen (oder Isolierband).

4. Schritt:
Anlöten des Pufferkondensators. Durch Anordnung hinter dem Vorwiderstand, wird auch gleichzeitig der Ladestrom des Elkos begrenzt. Mit Blick auf eine höhere Betriebssicherheit, sollte ein Schrumpfschlauch oder ein Heißkleber zur Isolierung der freiliegenden Lötstellen verwendet werden.

5. Schritt:
Wenn vorhanden Inneneinrichtung des Wagens wieder einbauen und .Aufsetzen des Daches.

Wichtige Hinweise:
Die Stromaufnahme bei dieser Bauart liegt, je nach Länge der Beleuchtung mit 12 bis 15 LED, zwischen 4 mA und 6 mA. Die LED-Leisten beginnen bei einem analogen Gleichstrom Fahrregler oder analogen Wechselstromtrafo ab >. 10 Volt konstant zu leuchten. Bei Gleichstrom-Fahrtreglern mit PWM (Pulsweiten Modulation) beginnt die Beleuchtung bereits bei > 3,5 Volt zu leuchten.

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Schaltungsskizzen zu LED-Beleuchtungen (H0,TT und N)

Schaltskizze für einfache analoge LED-Beleuchtung für Personenwagen

Der Wert des Vorwiderstandes (R) kann sich zwischen 1,2 kOhm und 3,3 kOhm bewegen. Dieser Wert ist abhängig von der Anzahl der verwendeten LED’s und der gewünschten Helligkeit. Diese Schaltskizze kann auch für das Märklin Dreileitersystem verwendet werden. Hierzu ist dann lediglich das Kabel zum linken Radschleifer auf den Mittelleiter zu legen.
Auf analogen Märklinanlagen ist noch darauf zu achten, dass hier 25 Volt Kondensatoren ausreichend sind, wenn der Kondensator direkt an den LED-Strip gelötet wird und somit hinter dem Vorwiderstand liegt. Der Umschaltimpuls lässt die Spannung am Strip, bei Verwendung eines 1,3 kOhm Vorwiderstandes, auf knapp 11,6 Volt ansteigen. Der Umschaltimpuls kann bei älteren Märklin Trafos bis zu 40 Volt betragen, darum ist es sicherer den Widerstandswert, bei der Verwendung dieser Trafos, höher zu wählen. Die Spannung am Eingang der LED-Leiste sollte hierbei die 12 Volt nicht übersteigen. Es wären deshalb hier Widerstände "R" von < 2,5 kOhm einzusetzen. Durch den Vorwiderstand "R" wird dann diese Spannungshöhe am LED-Strip nicht erreicht und ein 25 Volt Elko ist ausreichend.

Schaltskizze: digitale LED-Beleuchtung im Zweileitersystem (H0, TT, N)

Bei einer digitalen LED-Beleuchtung benötigt man einen Decoder (Dauerbeleuchtung). Als Beispiel sei hier der Märklin k84 genannt. Um die Überlastung des Decoders bei den Schaltvorgängen (Lichtspannung) zu verhindern, ist in die Schaltung - aus Sicherheitsgründen - ein Relais zwischengeschaltet worden. Es kann hier jedes bipolares Relais - auch ein Microrelais - verwendet werden. Bei einigen Decodern kann es erforderlich werden, eine Freilaufdiode parallel zur Relaisspule einzubauen. Deshalb die Bedienungsanleitung des verwendeten Decoders lesen. Übrigens: Der Einbau einer Diode schadet dem Decoder übrigens nicht, egal ob diese nun erforderlich ist oder nicht. Der Wert des Vorwiderstandes (R) kann sich zwischen 1,2 kOhm und 3,3 kOhm bewegen. Dieses ist abhängig von der Anzahl der verwendeten LEDs und der gewünschten Helligkeit und kann experimentell ermittelt werden. Bei einem direkten Anschluss der Beleuchtung an einen Decoder an AUX und U+ kann der Brückengleichrichter entfallen.

Schaltskizze: digitale LED-Beleuchtung im Märklin Dreileitersystem (H0)

Schaltskizze: digitale LED-Beleuchtung im Märklin Dreileitersystem (H0) mit mehreren Wagen

Die Schaltung wurde im Dreileitersystem dargestellt. Wer im Zweileitersystem das Schaltbild anwenden will, der braucht die Verdrahtung anstatt an den Mittelleiter nur an den linken Radschleifer führen.

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