Waggon-Beleuchtung

Da Innenbeleuchtungen für Waggons extrem teuer sind wenn man sie fertig kauft, habe ich beschlossen, mir die Technik mal etwas genauer anzusehen. Im Vergleich zum Preis einer Innenbeleuchtung vom Fachhandel (ca. EUR 25,- pro Waggon) ist der Materialwert der benötigten Bauteile beim Selbstbau extrem niedrig (ca. EUR 4,- pro Waggon). Bei rund 30 Waggons summiert sich das enorm (Einsparungspotential von ca. 570 Euro)! Also habe ich beschlossen, die Beleuchtung selbst zu bauen.

Nach einigen Recherchen hatte ich die Schaltung in etwa fertig. Sie besteht in Großen und Ganzen aus 3 Teilen:
1. Ein Brückengleichrichter BR, der die Wechselspannung vom Gleis in Gleichspannung verwandelt.
2. Ein Kondensator, der das Flackern der Beleuchtung verringern soll, das bei Kontaktstörungen während der Fahrt auftreten kann.
3. Gelbe und rote Leuchtdioden, die für die Innenbeleuchtung bzw. die Zugschlussbeleuchtung verwendet werden.

Die ganze Sache ist nicht sonderlich kompliziert:
Ein Brückengleichrichter besteht ja praktisch aus 4 Dioden, die zu einer Gleichrichterschaltung zusammengebaut sind (siehe Schaltplan). Als Brückengleichrichter kann man den BC40C800 verwenden (geht bis 40 V), der relativ bauklein ist.
Der Elektrolytkondensator sollte eine möglichst hohe Kapazität haben (Vorsicht: Nicht zu hoch, sonst kann die Einschaltspannung die LEDs beschädigen!), damit die LEDs möglichst lange nachleuchten. Ein sinnvoller Wert wäre ca. 1000 Microfarad. Dabei ist auch auf die Baugröße des Kondensators zu achten, er soll ja duch die Fenster des Waggons nicht sichtbar sein. Die stehende Ausführung scheint immer etwas kleiner zu sein, als die liegende. Beim Zusammenbau ist darauf zu achten, dass die Seite des Elkos, die mit einem Ring oder einem "+" gekennzeichnet ist, zum Pluspol des Gleichrichters führt.
LEDs haben einen Spannungsabfall von ca. 1,6-2 V. Es empfiehlt sich, die LEDs in Reihe zu schalten, um den Strombedarf möglichst gering zu halten. (Bei Reihenschaltung addiert sich die Spannung, bei Parallelschaltung der Strom.) So spart man sich auch einen Vorwiderstand, wenn man die richtige Anzahl von LEDs nimmt. Bei 14 V Gleichspannung benötigt man also ca. 7 LEDs. Beim Einbau müssen die Anoden der LEDs (langes Beinchen der LED) zum Pluspol des Gleichrichters gerichtet sein. Eine Standard-LED braucht etwa 20 mA Strom. Hat man viele Waggons, ist die Verwendung von Low-Current-LEDs angebracht, da sie nur ein zehntel des Strombedarfs haben, nämlich 2 mA. Dafür leuchten sie nicht ganz so hell, aber die Helligkeit ist immer noch ausreichend.

Ich habe Brückengleichrichter und Elko auf ein kleines Stück Lochrasterplatine gelötet, und die LEDs einfach in Reihe aneinander gelötet (langes Beinchen an kurzes Beinchen), die ganze Geschichte mit Kabeln verbunden und dann in den Waggon eingebaut. Man kann die Platine und die Zuschlussbeleuchtung noch mit schwarzer Pappe abdecken, damit man sie durch die Fenster nicht sehen kann. Die Decke des Waggons kann mit Alufolie ausgekleidet werden, damit mehr Licht reflektiert wird (darauf habe ich allerdings verzichtet).

Noch ein paar Worte zum Nachleuchten der LEDs:

Durch den Einbau des Kondensators soll verhindert werden, dass die LEDs bei kurzen Unterbrechungen während der Fahrt zu sehr flackern. Der Kondensator lädt sich auf, sobald man eine Spannung anlegt (d.h. sobald der Waggon auf dem Gleis steht und Strom fließt). Wenn man den Kondensator parallel zum Verbraucher schaltet (in dem Fall die LEDs), dann gibt er seine Ladung an den Verbraucher ab, sobald die Stromzufuhr unterbrochen ist. Das bedeutet, die LEDs werden vom Kondensator noch für eine kurze Zeit mit Strom versorgt, bis dieser entladen ist. Die LEDs leuchten also nach.

Wie lange die LEDs nachleuchten hängt in erster Linie von der Kapazität des Kondensators ab. Allgemein kann man sagen, dass man enorme Kapazitäten bräuchte, um die LEDs länger als ein paar Sekunden nachleuchten zu lassen. Da die Größe des Kondensators von der Kapazität abhängt, ist man hier stark eingeschränkt. Ein Kondensator mit zu großer Kapazität hat außerdem eine hohe Einschaltspannung, was die LEDs gefährden kann. Die Nachleuchtdauer ist relativ zu bewerten; denn nur in den ersten Sekunden leuchten die LEDs fast genauso hell wie im Normalbetrieb, dann aber immer dunkler, so dass man das Nachleuchten kaum mehr sieht. Mit dem von mir verwendet Material leuchten die LEDs etwa eine halbe Sekunde sichtbar nach. Das reicht aus, um den Flackereffekt bei fahrenden Waggons stark zu minimieren.

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