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LED-Halogenbirnen-Ersatz
LED Fahrradscheinwerfer u. Akkulampe Selbstbau/Umrüstung auf
Seoul P4/ Luxeon K2
Die Idee:
Die Idee ist natürlich geklaut:
Eigenbau LED-Scheinwerfer mit Hausmitteln von Olaf Schultz; er und ein paar Freunde haben perfekte Vorarbeit geleistet. Meine Anleitung ist nur eine bescheidene Modifikation ihrer Arbeit.
Aber zur Sache:
So sieht in etwa der Lichtkegel eines normalen Fahrradschweinwerfers aus:
Ein heller Balken für die Fernausleuchtung, der nach oben hin scharf begrenzt ist, um den Gegenverkehr nicht zu blenden.
Ein Keil, der nach unten langsam dunkler wird und so den Nahbereich gleichmäßig ausleuchtet.
Ein paar helle Linien, die in weiterem Winkel abstrahlen, um besser gesehen zu werden, aber ohne zu blenden!
Das bekommt auf keinen Fall irgend eine käufliche Linse für Power-LEDs hin!
Mit käuflichen Linsen baut Ihr auf jeden Fall ein Teil, dass vor allem andere Radfahrer blenden wird!!!
Also nimmt man einen normalen Fahrradscheinwerfer und ersetzt die Birne durch eine LED.
Das Problem: Die Halogenbirne strahlt gleichmäßig in alle Richtungen ab, die LED nur nach vorne mit einer zu diffusen Verteilung.
Bastelt man nun die LED frontal strahlend in einen Fahrradscheinwerfer, erreicht man eine perfekte Blendung des Gegenverkehrs. Und das ohne selber etwas zu sehen, da der Lichtkegel trotzdem zu diffus ist. Also noch schlimmer als die käuflichen Linsen für Power-LEDs.
Olaf Schultz setzt deswegen die LED zwar an den selben Punkt wie die Glühwendel der Halogenbirne. Aber er lässt sie nicht nach vorne strahlen, sondern seitlich in den Reflektor. Und obwohl die LED so nur Teile des Reflektors nutzt, ergibt sich netter weise trotzdem ein sehr guter Lichtkegel.
Olaf Schultz halbiert zu diesem Zweck einen herkömmlichen Scheinwerfer, um die LED in den Brennpunkt zu bekommen.
Ich bin faul und setze die LED nur auf einen Träger, der die Maße einer normalen Halogenbirne hat und schiebe diese Einheit einfach in den ansonsten ganz normalen intakten Scheinwerfer.Warum nicht 2 LEDs, um den ganzen Reflektor zu nutzen?!
Der Chip der LED muss ja sehr genau im Brennpunkt sitzen, wo ehemals die Wendel der Halogenbirne war. Die zweite LED kann man demnach nicht mehr in den Brennpunkt setzen, da dieser Platz schon vergeben ist.
Deswegen halbiert der Original-Autor ja auch 2 Scheinwerfer um dann beide Hälften wieder zu einer Einheit zusammen zu setzen. Aber das war mir zu viel Stress.
Der LED Halogenbirnen-Ersatz:
Die wohl zur Zeit (2-2007) hellste und angesagteste LED für diesen Zweck ist die Seoul 3.5W (P4 Version, Sel. U). Die Cree XR-E hat für diesen Einsatz einen zu kleinen Lichtkegel.
Alle Erwartungen an die Helligkeit und vertrauenswürdigen Versand meiner 3 LEDs hat folgender Versand erfüllt: www.Led-Tech.de
Mit einer Schieblehrer und nicht einmal Millimeterpapier nimmt man also Maß an einer Halogenbirne und an einem Fahrradscheinwerfer.
Daraus ergeben sich obige Maße für einen LED-Träger aus einem einfachen 2x15mm Alu-Profil. Mit einen einfach Feilensatz und und der Schieblehre feilt man sich in 15 Minuten ganz schnell solch einen Träger zurecht.
Bitte achtet darauf, dass der Träger in den Bereichen, mit denen er in der Lampenfassung liegt, abgerundet bzw. verjüngt sein muss. Im Bereich der Durchführung in den Reflektor müsst ihr die Dicke auch von 2 auf 1,5mm reduzieren und schön rund feilen. Man erkennt das hoffentlich gut auf dem Foto.
Die LED selbst klebt man mit speziellem! Wärmeleitkleber auf den Träger.
Diesen bitte vorher plan und blank schleifen und den Kleber so dünn wie irgend möglich auftragen. Auch der beste Kleber leitet um Klassen schlechter als der Aluminium-Träger. Hier gilt: "Viel versaut viel"
Jetzt wird es leider knifflig. Die normalen Anschlussbeine der LED sind so breit, dass die LED so nicht mehr durch die Birnenöffnung passt. Ihr müsst sie also mit einem guten Mini-Elektronik-Seitenschneider extrem kürzen.
Zum Anschluss verwende ich Telefonkabel für die Festinstallation. Sieht zwar sehr dünn aus, hat aber erstaunliche 0,6mm².
Zum Anlöten braucht Ihr unbedingt einen SMD-Lötkolben, 0,5mm SMD-Lötzinn und Erfahrung im Löten.
Die Kabel müsst ihr unbedingt vor dem Anlöten auf dem Träger fixieren (für Faule wie mich reicht Heißkleber).
Übrigens: Der Boden der LED ist nicht vom Chip isoliert. Bei einem metallhaltigen Wärmeleitkleber liegt also im Zweifel auch einer der LED-Pole am Aluträger und so am Kühlkörper. Der darf also nicht an den Fahrradrahmen kommen (Masse).
Wie bekomme ich die LED dabei kaputt:
Die Beinchen der LEDs sind sehr empfindlich gegen Verdrehen. Mit einem normalen Seitenschneider oder Schere verdreht Ihr sie beim Kürzen so, dass im Gehäuse die Kontakte abbrechen, ohne dass man das von außen sehen würde.
Die Beinchen sind deswegen zur LED hin verjüngt, dass die Hitze beim Löten von den eigentlichen größeren Anschlüssen nicht in die LED gerät. Wir haben sie aber vorher auf's Minimum gekürzt. Ohne SMD-Lötkolben und SMD-Lötzinn und Erfahrung wird die LED beim Löten zerstört.
Im Betrieb vertragen die LEDs absolut keine Feuchtigkeit und sollen eigentlich unter 20% Luftfeuchtigkeit betrieben werden. Vor der Inbetriebnahme müssen sie (im vorgeheizten! Backofen) konditioniert werden (P4: 10 Stunden, 60°C).
Danach muss der Scheinwerfer bald und absolut dicht zusammen gebaut/geklebt werden.
Durch den regelmäßigen! Betriebt wird die LED danach regelmäßig erhitzt und bleibt so auch im Eigenbauscheinwerfer trocken genug.
Bei einer Luxeon kann man noch die Silikon-Linse entfernen ("naktisieren"). Mit einer Seoul P4 geht das auf keinen Fall. Hier sind die Bondingdrähte sehr dünn und fest in die Silikon-Linse eingegossen, so dass diese auf jeden Fall abreißen!Material des Trägers:
Wärmeleitfähigkeit:
Kupfer: 380, prima, aber schwer zu beschaffen und zu biegbar. Denn wenn die LED nicht exakt planar aufgeklebt werden kann, bringt der beste Kupferträger nichts.
Aluminium: 209, immer noch sehr gut, einfach zu beschaffen, einfach zu bearbeiten, stabil genug.
Messing: 120, enthält zwar über 50% Kupfer, leitet die Wärme aber schon zu schlecht.
Stahl: 50, Edelstahl: 21, sehr hübsch, aber völlig ungeeignet!
Kühlung:
Eine Halogenbirne hat an der Wendel fast 3000°C, an der Glasinnenwand müssen es noch 600°C sein, damit das Halogen-Prinzip überhaupt funktioniert.
Die LED dagegen stirbt schon bei 200°C, wird aber wie das Birnchen mit 3Watt betrieben. Die LED muss im Gegensatz zum Birnchen also unbedingt gekühlt werden.
Zudem gibt sie bei höchster zulässiger Temperatur nur 70% des Lichtes ab, das sie bei guter Kühlung bringen würde. Eine gute Kühlung muss also nicht nur sein, sie bringt sogar mehr Licht!
Der LED-Träger muss also so lang sein, dass er nach hinten aus dem Gehäuse ragt und mit einem Kühlkörper versehen werden kann.
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