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Einbau einer SMD LED Beleuchtung in den Roco Silberling Steuerwagen
(Karlsruher Kopf aus dem Set 45927)
21.06.2011    

Die original eingebaute Glühlampenbeleuchtung in diesen Wagen leuchtet sehr
ungleichmäßig, recht dunkel und braucht relativ viel Strom.

Die Glühlampen werden so heiß, dass die Lichtraumabdeckung samt Lichtleitkörper schon
nach kurzer Betriebszeit anschmelzen! Das sollte deshalb mit SMD LED verbessert werden.
Beim Umbau ergaben sich zwei Lösungswege. Beim ersten Weg (Dem mit dem geringsten
Aufwand, den ich natürlich zuerst einmal versuchen wollte) wurde die Originalplatine im
Wagen modifiziert und die darauf sitzenden Glühlampen gegen LED getauscht. So kann im
Servicefalle das Gehäuse schnell abgenommen werden, ohne daran denken zu müssen die
Stromversorgung zur LED oben an der Stirnlinse abzureißen.
Beim zweiten Weg wurden die LED in der Lichtraumabdeckung im Wagenoberteil, dem Ge-
häuse angebracht. In diesem Falle sind Wagenboden und Gehäuse durch Kupferlackdrähte
miteinander verbunden. Jetzt muss man im Servicefalle natürlich aufpassen keine Drähte
abzureißen, wenn man die Haube abnimmt und entsprechend vorsichtig vorgehen... 

Auf den ersten Weg soll nur in Form von Bildern und einer kurzen Analyse eingegangen
werden, denn das Endergebnis ist absolut nicht optimal! Die LED müssen exakt ausgerichtet
werden und es kommt _dabei auf den Millimeter_ an!  
Und genau das ist viel zu zeitaufwendig und sehr, sehr umständlich. Man muss das Stück für
Stück austesten und nach jedem Ausrichten der LED auch die Wagenhaube zum Test wieder
aufsetzen und anschließend wieder abnehmen, wenn es immer noch nicht stimmt.
Wenn man das schon nur 10 Male vollzogen hat ist das Maß so ziemlich voll. Jeder kann sicher
gut nachvollziehen, wie "toll" das ewige Aufklippsen und gleichzeitige Spreizen aller  vier
Wagenaufgänge der Gehäusehaube zum Abnehmen ist. Wie auch immer, um zu diesem
Ergebnis zu kommen sind einige nervenaufreibende Stunden vergangen. Und ich war ganz
ehrlich schon froh es überhaupt so hinbekommen zu haben...
  

   
a) Schaut man genau in die Bilder sieht man, dass das rechte untere Licht in beiden Fahrtrichtun-
     gen heller wie das linke ist. Die Kamera übertreibt in den Bildern nicht, sie zeigt schonungslos
     die Schwächen...
b) Das Stirnbeleuchtung ist insgesamt zu hell ...
c) Die Zieltafel leuchtet auch zu hell ...
     Größere Widerstände oder ein ändern der Helligkeit mit den Decoder CV nutzten nichts. Dann
     leuchtete alles obendrein auch noch unterschiedlich hell ... 
Das daran auch die als gut ausgerichtet geglaubten LED mit Schuld waren stelle sich dann beim
zweiten Lösungsweg heraus. Das betraf auch die LED im Lichtleitkörperschacht für das obere Stirn-
licht und die Zieltafel, welche hierbei im 45° Winkel nach vorn ausgerichtet war (dazu unten mehr)

Folgend der zweite, deutlich bessere Lösungsansatz.
Hierbei werden die LED in der Lichtraumabdeckung angebracht, welche Teil der aufzusetzen-
den Wagenhaube ist. Beim Leuchttest muss die Wagenhaube nun nicht mehr immer wieder
aufgesteckt und abgenommen werden. Das ist sozusagen Gold wert und Garant zum Erfolg ...

Begonnen wurde der Umbau mit dem oberen Teil der Stirnbeleuchtung und der Zieltafel.
Dazu ist in den ersten beiden Bildern der obere Lichtleitkörperschacht zu sehen, worin die Zieltafel
auch integriert ist. Das Ganze sitzt in der Wagenhaube unter dem Dach und ist dort leicht heraus zu
klippsen. Um aber vernünftig an die Zieltafel selber zu kommen, muss die darunter sitzende Licht-
raumabdeckung erst entfernt werden. Der Lichtraumschacht ist ein klarsichtiges Spritzgussteil, wel-
ches rundherum grau lackiert ist. Hieran kann man also nichts ändern, ohne das Risiko einzugehen
es zu zerstören.
Vom Aufbau her ist es für Glühlampen konstruiert. Im Innern verläuft ein Teil "hohl" nach vorne
und mündet als Zieltafel (hohl, um die Lampe aufnehmen zu können) und ein weiterer Teil per
Lichtleitkörper nach oben zum Stirnlicht. So können gleichzeitig beide Teile ausleuchtet werden,
da Glühlampen nach vorn und nach oben strahlen.
SMD LED leuchten dagegen hauptsächlich nach vorne und nur wenig nach oben.
Es galt also eine Lösung zu finden, wie man das trotzdem und vor allem mit nur einer einzigen SMD
LED hinbekommt. Verwendet wurde eine 0603er warmweiße oder anderes gesagt reinweiße LED
von Hufing Tronic (KEINE Goldenwhite, die ist zu gelb im Licht, zu warm) Als Vorwiderstand dient
ein SMD Bauteil in der Bauform 1206 und 820 Ohm.
In einer ganzen Reihe von Testversuchen wurde dann die optimale Stelle und Ausrichtung für die
LED ermittelt. Die Einbautiefe orientiert sich an der Schräge im Inneren für den oberen Lichtleit-
körper. Die LED muss dazu ungefähr einen Zentimeter tief (Auf Höhe der innen befindlichen Schräge)
in den Schacht so eingesetzt werden, dass sie dabei leicht nach hinten oben strahlt. Das ist kein Witz!
Nur so gelingt es, dass das Helligkeitsverhältnis zwischen Stirnlicht und Zieltafel stimmig wirkt und
das vor allem die Zieltafel nicht zu hell ausgeleuchtet ist. Der Test mit dem Netzteil zeigte bereits da
schon, dass beide Lichtbereiche (Stirnlicht unten und Zieltafel) auch obendrein absolut  gleichmäßig
zu dimmen sind. Und genau da wollte ich hin!
Den richtigen Punkt zu finden um alles in Ruhe auszurichten gelingt mit Kupferlackdraht und Autoknet-
masse problemlos...
 
(Gelber Pfeil Bild 1)
Zeigt die in den Lichtschacht eingesetzte und erst einmal vorsichtig mit Autoknetmasse fixierte LED.
(Gelber Pfeil Bild 2)
Zeigt wie die Kupferlackdrähte unten am Lichtschacht ausgeführt und mit UHU HART verklebt wurden.
    

Dann ging es mit dem unteren Bereich weiter:

In Bild 3 sieht man die entkernte Platine, auf der vorher die Glühlampen für die untere
Stirnbeleuchtung saßen. Sie dient jetzt nur noch dazu die Vorwiderstände für die SMD
LED aufzunehmen. Dabei wurden 3,3 KOhm für die PLCC2 von Jorns und 1 KOhm für die
superhelle rote #0603-360 RT von Reichelt verwendet. Die schwarzen Pfeile im Bild
zeigen auf zwei Kunststoffhalterungen die entfernt wurden, weil sie den Sitz der LED
beim Aufsetzen des Gehäuses verändern könnten. Sie dienen eigentlich zum Rückhalt
des schwarzen Abschirmrahmens um den Lichtleitkörper.
Dieser sitzt jetzt durch Autoknetmasse mit UHU Hart überzogen fest genug (siehe auch Bild 5)                                                            
  
Bild 4 zeigt den Versuchsaufbau in dem gerade versucht wurde die richtige Stelle für die
weiße LED zu finden. Die LED werden dabei lediglich mit Autoknetmasse gehalten, sind
mit Kupferlackdrähten versehen und an einem regelbaren Netzteil angeschlossen.
Damit das nicht so eine Pfriemelei mit den Klemmen des Netzteiles gibt, wurden die
Kupferlackdrähte auf eine kleine Hilfsplatine gelötet und die Klemmen am anderen Ende
angebracht. Im angeschlossen Zustand wurde jetzt stückweise die richtige Stelle gesucht
und gefunden.

Um die richtige Stelle und Ausrichtung für die rote und weiße LED zu finden wurden beide
in der Lichtraumabdeckung zunächst probeweise vorsichtig mit Autoknetmasse fixiert.
Dann wurden sie wie zu Bild 4 beschrieben ausgerichtet. Dabei wurde jeweils die rote LED
mit 1,8 bzw. die weiße mit 2,8 Volt versorgt und so lange hin- und herbewegt, bis das Stirn-
licht stimmig und gleichmäßig aus allen Blickwinkeln leuchtete ...
In Bild 5 hat dabei die weiße LED schon ihren Platz gefunden und ist mit UHU Hart fixiert.
Die rote muss ihre endgültige Position noch finden und ist erst vorfixiert. Das die Kupfer-
lackdrähte zur Stromversorgung für die Testphase lang genug sein müssen versteht sich
von selbst. Passend kürzen kann man sie immer noch.
Abschließend wurde der Raum noch mit Isolierband abgedeckt um austretendes Streulicht
zu vermeiden.
  
Die Kupferlackdrähte wurden dann auch noch gekürzt und auf der Platine aus Bild 3 verlötet ...

Bild 07 + 08 zeigen das Ergebnis! (Noch auf einem Testgleis)
Je nach Geschmack kann man jetzt über den Decoder weiter dimmen oder heller einstellen!

  

Bild 09 + 10) Lediglich beim weißen Stirnlicht wurde noch etwas gedimmt. 
  

 

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