Ralf s LED Schaltungen für die Eisenbahn

Auf dieser Seite habe ich einige kleine Grundschaltungen für die Zugbeleuchtung bei Analogbahnen aufgezeigt. Mit Digitalsystemen habe ich noch keine Erfahrungswerte. Offensichtlich müssen dann statt den gezeigten Eingangsgleichrichtern HF-Dioden vorgesehen werden.

Grundschaltung 1, LED mit Vorwiderstand:

Die Standardschaltung...

Die Spannung am Vorwiderstand R1 soll der Gesamtspannung abzüglich der Spannung an der LED sein.

An LED´s fallen ca. folgende Spannungen ab:

  • rot: 1,6 V
  • gelb: 2,1 V
  • grün: 2,7 V
  • weiß: 3-4 V

Bsp: Gesamtspannung 5V, Vorwiderstand für weiße LED?

5V Gesamtspannung abzüglich 3V an der LED = 2V am Widerstand. Nennstrom der Leuchtdiode = 0,02A

Ohmsches Gesetzt R=U/I > 2V / 0,02A = 100 Ohm.



Grundschaltung 2, LED mit FET

Sehr viel vornehmer ist die Schaltung mit einem FET Transistor!

Die angegebene Schaltung funktioniert tatsächlich so einfach. Es fließen soweit die Spannung ausreicht ca. 12 mA durch den BF256 und die LED. D.h. der Transistor hält den Strom konstant egal ob 5Volt oder 25 Volt anliegen!

Die Schaltung stammt übrigens von Vilems Seite mit LED Grundschaltungen, sehenswert! Auf dieser Seite ist auch gezeigt wie man den Strom noch weiter runterregeln kann. Ein Poti genügt.

Alternativ kann man an den Transistor auch zwei oder mehr gleiche (!) LEDs hängen, die sich den Strom teilen müssen.

Der Transistor kostet z.Zt. (2003-01) bei Conrad 0,68 Euro. Bei Reichelt 0,23 Euro.


Zugbeleuchtung 1

Für eine Zugbeleuchtung will man möglichst immer konstantes Licht haben und das auch bei langsamer Fahrt. Nach dem bei den Gleichstrombahnen die Polung je nach Fahrtrichtung ändert, wird an erster Stelle ein Gleichrichter montiert.

Zum Ausgleich für kleine Spannungsschwankungen kann man einen Elektrolytkondensator möglichst großer Kapazität vorsehen. Die Nennspannung des Kondensators muß bei der LGB ca. 40V sein.

Nachgeschaltet kommt dann unsere Grundschaltung 2 zum Einsatz, die die Beleuchtung schön konstant hält.



Der Wagen steht auf dem Teppich...

Zugbeleuchtung mit Goldcap

Die Schaltung oben funktioniert soweit, allerdings war mein Ziel die Beleuchtung länger nachleuchten zu lassen. Für eine längere Leuchtdauer muss mehr Energie gespeichert werden, hier in Form eines Goldcap Kondensators. Die Goldcap Kondensatoren werden umso teurer je höher die Nennspannung ist, also habe ich mich hier auf eine Systemspannung von 5,5V festgelegt.

Hinter dem Gleichrichter folgt ein 4,7u Tantalkondensatoren , danach ein Spannungsregler 78L06 (6V 100mA). Die nachgeschaltete Standarddiode z.B. 1N001 vermindert die Spannung um ca 0,6V, auf ca. 5,4-5,5V. Der C2 ist der (teure) Goldcap mit z.B. 5,5V 0,4Farad.

Nachschalten kann man entweder Grundschaltung 1 oder 2. Vor allem bei roten LED mit niedriger Spannung lohnt sich die FET-Schaltung. Man kann hier z.B. eine oder zwei weiße LED für die Innenbeleuchtung eines Wagens und eine rote LED für ein Schlusslicht betreiben... damit sich der Aufwand auch lohnt.



Zugbleuchtung mit Goldcap, Variante 2 Volt

In einer Variante der vorigen Schaltung kann man die Systemspannung auf 2V drücken und damit günstigere Goldcaps verwenden. Die 2 Volt Variante lässt sich sinnvollerweise nur für rote LED (Schlusslicht) einsetzen.



SMD und 5 mm LED + als Größenvergleich ein Stift von einer LGB Kupplung

Noch ein Wort zu LED´s

Glühlampe oder LED

Generell sind natürlich auch Glühlampen einsetzbar, jedoch ist der Goldcap Kondensator entsprechend schneller leer. Mit LEDs lässt sich die Energie besser ausnutzen. Alle Komponenten der Schaltung müssten für Glühlampen entsprechend verstärkt werden.

Lichtstark...

Leider eignen sich nur die teuren LEDs mit der hohen Lichtausbeute für die Beleuchtung! Insbesondere die weißen LED ´s sind geeignet. Leider kostet eine LED im Moment (2003-01) 3-4 Euro. Auch bei gelben oder roten LED muss man auf den richtigen Typ achten, d.h. Lichtausbeute ab 1cd, gute weiße LEDS können Stand 2003/09 schon 9 cd.

SMD

Ich war auf die "glorreiche" Idee gekommen ich könnte es auch mal mit SMD LED´s versuchen... Wenn mir klar gewesen wäre was für ein Zuckerkrümel das ist.... hätte ich es gleich gelassen. Es gibt zwar auch helle SMD LED, allerdings überlasse ich die den MiniTrix Bastlern. Für die Spur IIm ist man mit 3 oder 5 mm LED gut bedient.

Nachbau der Schaltungen auf eigene Gefahr!
(c) Ralf Wagner 2003