Innenbeleuchtung für Personenwagen mit Spezial LED

Allgemeine Infos

Die Verwendung von LED war bis vor kurzem noch umstritten, weil der Farbton etwas mehr ins Gelb geht. Im jetzigen Digitalzeitalter gibt es aber wegen des geringeren Stromverbrauchs keine andere Alternative mehr zur LED.

Da LED nur ein eingeschränktes Farbspektrum besitzen, erscheinen Inneneinrichtung und Figuren bei gelben LED in Grautönen. Dieser Effekt ist im vollkommen abgedunkelten Raum recht deutlich; kommt aber ein wenig Tages- oder Raumlicht hinzu, verwischt er schon wieder. Weisse LED sind übrigens eher blau, sehr grell und wesentlich teurer.

Die Modellbahnindustrie verwendet heute fast nur noch LED. Die Gründe:

Wesentlich billiger
Extrem lange Lebensdauer
Geringer Stromverbrauch
Keine Verlustwärme (keine Deformierungsgefahr bei Kunststoffteilen)
Keine extra Fassung notwendig
Geringe Baugrösse
Duo LED für integrierte Schlusslichter
Weitgehend konstante Helligkeit

Verwendung in Spur 1

Die Innenbeleuchtung mit hyperhellen LED, wie sie z.B. auch Hübner verwendet, bringt sehr gute optische Ergebnisse. Dies liegt neben der besonderen Helligkeit dieser LED (weit über 1.000 mcd) auch an dem grossen Abstrahlwinkel von etwa 35 Grad. Hübner bietet fertige Beleuchtungen für die Donnerbüchsen und die Umbauwagen an (leider verzichtet Hübner aber auf die Reihenschaltung und vergeudet unseren Erachtens dadurch unnütz viel Strom).

Da wir auf unserer Modulanlage ausschließlich digital fahren, kamen wegen des hohen Stromverbrauchs Glühbirnchen generell nicht in Frage. Nachdem wir auch vergleichbare Spezial LED am freien Markt auftreiben konnten, haben wir nun alle Reisezugwagen auf LED Beleuchtung umgerüstet. Da übrigens solche LED nicht überall erhältlich sind und wir grössere Mengen abnehmen mussten, können wir Restbestände noch günstig abgeben.

Ein mit LED beleuchteter 26,4 m D-Zugwagen zieht jetzt nur noch einen Strom von 50 mA gegenüber bisher 300 mA (6 Birnchen) und ist dabei heller und gleichmäßiger ausgeleuchtet. Ein Märklin Umbauwagen kommt sogar mit 35 mA aus.

Beschaltung der LED

LED benötigen – je nach Typ - etwa 2 Volt und ziehen dabei einen Strom von ca. 20 mA. Unsere LED betreiben wir mit 15 bis 17 mA. Höhere Ströme bringen keine entscheidende Steigerung der Helligkeit mehr.

Im Digitalbetrieb liegt je nach System und verwendeten Boostern eine effektive Spannung zwischen 18 und 21 Volt am Gleis. An den im Fahrzeug bzw. im Decoder enthaltenen Gleichrichterdioden fallen zwischen 1,5 und 2,0 Volt ab. Mit der verbleibenden Spannung kann man problemlos bis zu 7 LED in Reihe schalten. Der Vorwiderstand hat dann 390 Ohm; braucht man weniger LED, erhöht sich der Wert für den Vorwiderstand entsprechend: pro weggelassener LED sind etwa 130 Ohm hinzuzurechnen.

Am Gleis treten lastabhängige Spannungsschwankungen z.B. durch anfahrende Loks sowie Störeinflüsse durch die ungleichmäßige Übertragung des Digitalsignals auf, die sich unschön auf die Helligkeit der Innenbeleuchtung auswirken. Um dies zu vermeiden, haben wir einen Elko und einen Festspannungsregler von 9 Volt (78L09) zwischengeschaltet (s. Skizze). Es werden dann allerdings nur noch maximal 4 LED in Reihe geschaltet; der Vorwiderstand hat nun 100 Ohm. Diese Schaltung schützt – in gewissen Grenzen – auch vor dem Flackern bei schlechter Stromaufnahme.

Bau der Innenbeleuchtung

Die LED werden auf etwa 10 mm breiten Leiterplattenstreifen montiert, die so lang sind, wie der Innenraum des Wagens. Wir haben uns solche Streifen bei einem örtlichen Betrieb zuschneiden lassen (von diesen 80 cm lange Streifen sind noch welche vorrätig). Man kann aber auch Streifen aus normalen Europakarten durch Löten aneinander setzen.

Als Faustregel gilt: eine LED pro Fenster. Den Streifen aussen auf den Wagenkasten legen und die Fenstermitte mit Filzstift markieren. An diesen Stellen die Kupferschicht mit Bohrzwerg und Trennscheibe oder mit Messer bzw. Feile durchtrennen. Ein weiterer Trennschnitt ist für den Widerstand vorzusehen. Das Einlöten der LED ergibt sich aus den Fotos. Bei den LED ist übrigens immer das „lange Bein“ plus.

Der Schaltplan zeigt das Beispiel für einen Wagen mit 10 Fenstern (2 LED-Dreiergruppen, 1 Vierergruppe). Nach der Gleichrichterbrücke kann noch ein Elko mit 220 bis 500 µF zur Stabilisierung vorgesehen werden.

Den Bau von Stromabnahmeschleifern haben wir in einem extra Beitrag beschrieben.

Die Beleuchtungsplatine sollte man möglichst nicht im Dach, sondern besser an der Inneneinrichtung befestigen. Das erleichtert die Verdrahtung erheblich!

Der Selbstbau einer solchen Beleuchtung ist sehr preiswert. Pro Wagen entstehen in etwa folgende Kosten:

Platinenstreifen	1,00	EUR
10 Spezial LED	5,00	EUR
4 Dioden 1 N 4001	0,20	EUR
Festspannungsregler 78L09	0,50	EUR
3 Widerstände	0,10	EUR
Elko 500 µF, 25 Volt	0,50	EUR
	= 7,30	EUR

Sonstiges

Wer den Drahtverhau im Wagen reduzieren möchte, kann den Leiterplattenstreifen vor Anbringung der LED-Schlitze noch der Länge nach auftrennen, um zusätzliche freie Leiterbahnen zu erhalten. Hat man zweiseitig beschichtete Leiterplatten, kann man auch die Rückseite dafür verwenden. Die zusätzlichen Leiterbahnen sind besonders dann hilfreich, wenn die Wagen bzw. der ganze Zug mit durchgehenden Kabelsträngen versehen werden, um Schaltdecoder zu sparen oder die Stromaufnahme über mehrere Wagen zu verteilen.

Zu diesen Thema werden wir einen eigenen Beitrag veröffentlichen, der auch auf die Problematik „Überbrückung von Trennstellen“ eingehen wird. Wir zeigen dann ebenfalls, wie wir die Steckverbindungen gebaut haben und welche preiswerten Schaltdecoder zum Einsatz kommen.