Ein neues Licht muss her

Seit ein paar Wochen bin ich mit dem Rad morgens im Dunkeln zur Arbeit unterwegs. Seit dem Winter 2006/07 leistet mir ein Eigenbau-LED-Scheinwerfer hier gute Dienste. In Betrieb sind 2 x Luxeon III mit Nahoptik. Die Leuchte ist schön hell (zumindest wenn man übliche Radbeleuchtung zum Vergleich nimmt) und leuchtet sehr breit aus. Doch wenn man sich erstmal daran gewöhnt hat, will man irgendwann mal mehr, ausserdem soll endlich ein richtig helles Rücklicht her.

Dazu erstmal ein paar Vorüberlegungen:

Dynamos (egal ob Nabendynamo oder Seitenläufer) sind in der Regel Stromquellen - das bedeutet sie liefern (ab einer bestimmten Drehzahl) einen konstanten (Wechsel-)Strom um die 500 bis 600mA. Die Spannung stellt sich dabei in Abhängigkeit von der Last ein. Beim Einsatz klassischer Fahrradlämpchen sind das irgendwas um die 6V. LEDs haben nun die Eigenheit, dass sie auf einen konstanten Stromfluss angewiesen sind, für den passenden Spannungsabfall sorgen sie selber (falls sie nicht gleich durchbrennen). Aktuelle "Hochleistungs-LEDs" können je nach Typ zwischen 350mA und 1500mA verarbeiten und sind damit eben grad hervorragend zum Anschluss an einen Fahrraddynamo geeignet. Je nach Schaltungsaufbau wird dazu ein Gleichrichter benötigt oder auch nicht. In der Schaltung im Bild sind beide Varianten zum Anschluss von LED-Leuchten an einen Dynamo vertreten.

Rücklicht: zwei antiparallel geschaltete rote LEDs mit jeweils einer vorgeschalteten Schottky-Diode und je einem parallel geschalteten Goldcap für das Standlicht (deswegen sind auch die Schottkys als Gleichrichter nötig)

Nahscheinwerfer mit Standlicht: weisse LEDs mit Streuoptik (ovales Abstrahlbild) parallel dazu je ein Goldcap für das Standlicht. Als Gleichrichter eine Graetz-Brücke aus Schottky-Dioden.

Fernlicht: weisse LEDs mit entsprechender Optik <10°

Nah- und Fernlicht bekommen jeweils einen eigenen Gleichrichter und sind dadurch einzeln austauschbar. Die Umschaltung zwischen den beiden Scheinwerfern erfolgt im Wechselstrom. Der Vorteil dabei ist, dass der Glätt-Elko (auch gerne Killko genannt) nie ohne Last alleine am Gleichrichter hängt - was der Fall ist, wenn auf der Gleichstromseite geschaltet wird. Der Umschalter hat 3 Positionen mit der einmal der Nahscheinwerfer und einmal der Fernscheinwerfer kurzgeschlossen wird oder eben in der Mittelstellung beide arbeiten.

Der Spannungsabfall und die Leistung stellt sich dabei in etwa so ein:

  • Rücklicht: 3,7+0,4 = 4,1V - bei 550mA ~ 2,2W
  • Fernlicht: 3,7+3,7+0,4+0,4 = 8,2V - bei 550mA ~ 2,2W
  • Nahlicht: 3,7+3,7+0,4+0,4 = 8,2V - bei 550mA ~ 2,2W
  • Rücklicht + ein Frontlich = 12,3V - bei 550mA ~ 6,8W
  • Rücklicht + zwei Frontlichter = 20,5V - bei 550mA ~ 11,3W

Etwa die doppelte Leistung muss dabei vom Treter aufgebracht werden.

Dazu noch ein paar Stellen im Netz zur tieferen Auseinandersetzung mit den Grundlagen:

die Gebetsmühle zur Fahrradbeleuchtung

einige Bastelanleitungen von Ulli Horlacher

die Vorlage für mein Rücklicht

noch mehr Grundlagen

Soweit zu den Vorüberlegungen, in die Details gehe ich später.

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