Märklin/Trix - Umbau von gelben LED-Laternen

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Märklin/Trix - Umbau von gelben LED-Laternen

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		Märklin/Trix - Umbau von gelben LED-Laternen

In vielen Dampfloks (z.B. württm. C/K, peuss. S10, BR 18, BR59, etc.) werden von Märklin / Trix für die Stirn-/Tender-Beleuchtung kleine, steckbare Laternen verbaut. Mittlerweile werden diese zwar auch bei neuen Lokomotiven in warm-weisser Ausführung angeboten, wer aber seine "alten" Loks auch damit ausstatten möchte hat nur zwei Möglichkeiten - Neukauf oder Selbermachen.

Hintergrund

dsc06634j Die Laternen bestehen aus einen Kunststoffgehäuse und einem LED-Träger, der auch gleichzeitig zur Kontaktierung verwendet wird. Dabei handelt es sich im Prinzip um eine kleine, doppelseitige Leiterplatte die oben eine ausgeformte Stelle besitzt, wo das Substrat aufgebracht. Der Schaftbereich dient zur Steckung der Laterne in einem in der Lok eingebauten Laternenträger.

Der LED-Träger ist mit fast unsichtbar wirkenden LEDs versehen. Diese "Unsichtbarkeit" erreicht man mit dem sogn. Bonding-Verfahren. Dabei klebt man auf eine Trägerplatine das LED-Substrat auf und verbindet dessen Anschlüsse mit hauchdünnen Golddrähtchen zum Tragermaterial - somit hat man quasi eine LED ohne Gehäuse, das dann durch die Laterne selbst gebildet wird.

Voraussetzungen

Für den Umbau beachten sie bitte Folgendes:

SMD-LEDs

Diese bekommt man im Elektronik-Fachhandel oder meist einfacher und in kleinen Mangen bei eBay.

Es haben sich zwei SMD-Bauformen als geeignet erwiesen.

0603 [Länge: 1,6 * Breite: 0,8 mm]
Verarbeitbarkeit/Handhabbarkeit noch relativ gut, aber von der Größe her schon etwas grenzwertig und teils auch von Außen in der Laterne später noch erkennbar.
0402 [Länge: 1,0 * Breite: 0,5 mm]
Verarbeitbarkeit/Handhabbarkeit schon schwieriger, aber von der Größe her gut passend und von Außen in der Laterne kaum noch erkennbar.

Werkzeug(e)

Alle hier gezeigten Abbildungen sind nur beispielhaft.

Löt-/Entlötwerkzeuge

wie sie im Elektronik-Fachhandel erhältlich sind.
- Lötstation
  Diese sollte dafür ausgelegt sein, auch feine SMD-Bauteiule löten zu können. Es gibt eine Vielzahl von passenden Modellen. Für teils recht kleines Geld, bekommt man schon brauchbare Geräte, auch mit guter Qualität, aus FernOst. Wichtig ist, dass er
  
  - nicht zu klobig in den Hand liegt,
  - austauschbare Spitzen hat
  - die Spitzen bezahlbar sind
  - eine Temperatureinstellung und -regelung besitzt
  - Temperaturreduzierung in Arbeitspausen. Diese verbessert auch die Lebensdauer der Lötspitzen und spart Energie.
- Lötzinn
  Dieses sollte für SMD-Lötungen fein genug sein. Ich verwende welches mit 0,5 mm Stärke.
- Lötspitzen-Reiniger
  Beim Löten ist es kaum vermeidbar, dass die Lötspitze in Arbeitspausen verzundert und beim späteren Einsatz das Lötzinn nicht mehr schmiltzt bzw. auch die Wärmeübertragung zum Bauteil nicht mehr funktioniert. Als ideal hat sich eine Reinigungswolle in einer halbseitig geöffneten Dose herausgestellt
- Entlötgerät
  Dazu eignet sich eine Hand-Entlötpumpe.
- Pinzette
  Um SMD-Bauteile zu setzen, ist es unabdingbar, eine Pinzette zu verwenden. Besonders geeignt sind welche, die eine gebogende Spitze aufweisen.
Bohrmaschine

Für viele kleine Bohrarbeiten ist es eigentlich unerlässig eine Kleinbohrmaschine (verschiedene Hersteller: z.B. Dremel, etc.) zur Verfügung zu haben. Der nebenstehend gezeigte "Dremel" sei hier nur beispielhaft gezeigt

Bohrkloben
Es ist oft unerlässlich auch von Hand bohren zu können.

Mit dessen Hilfe kann man Bohrungen von Hand, vornehmlich in Kunststoffen oder ähnl. weichen Werkstoffen anfertigen. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen (mit Spannzangen, Minibohrfutter, etc.) von ebenso verscheidenen Herstellern (Fohrmann Werkzeuge, eBay, etc.)
Ich persönlich setzte die abgebildete Ausführung ein..

Bohrer
Es sollten HSS-Bohrer von 0.3 - 2.5 mm und 3, 3.2, 4, 5, 6 mm verfügbar sein.

Oft gibt es diese als Sets bei verschiedenen Anbietern zu kaufen.

Trennscheibe
Für kleinere Trennarbeiten, ist es oft hilfreich mit einer kleinen Trennscheibe, die man in den Dremel spannen kann, zu arbeiten. In der Diamantausführung sind diese sogar sehr hilfreich.

Skalpell
Oft ist es hilfreich ein Skalpell zur Hand zu haben. Dieses besitzt i.d.R. extrem scharfe, auswechselbare Klingen. So köennn dann kleine "Schnitzarbeiten" gelingen.

Eine bis mehrere Packungen Ersatzklingen sind auch ganz hilfreich.

Pinsel
Für feine Malereien oder Farbausbesserungen sollten einige Pinsel vorhanden sein. Da gibt es unterschiedlichste Ausführungen und Qualitäten. In Baumärkten, Discounter-Laden etc. gibt es machmal preiswerte Sets die durchaus brauchbar sind.

Aber auch im Modellbahnfachhandel ist man gut bestückt.

Vielfach-Messinstrument
Zur Durchführung verschiedener Messaufgaben, sollte ein Multimeter vorhanden sein. Die meisten Geräte besitzen verschiedene Messbereiche für Strom(AC/DC), Spannung (AC/DC), Widerstand, Diodentest, etc. Die aufgeführten Bereiche sollten allerding schon vorhanden sein.

Das braucht sonst nichts großartigens zu sein. Ausreichende Geräte gibt es bereits für kleines Geld (~20 €) im Elektronik-Fachhandel.

Lupenlampe

Für filigranes Arbeiten kommt es neben geeigneter Fingerfertigkeit auch auf "Gutes Sehen" an. Dazu ist eine Lupenlampe sehr hilfreich. Dabei sollte aber eine gewählt werden, die einen "Einblick von Oben" gewährleistet und die beleuchtet ist. Durch den Durchlick von Oben hat man beim Arbeiten beide Hände frei, was manchmal von entscheidender Bedeutung ist.

Der Markt hält dazu eine fast unüberschaubare Vielfalt bereit..

Umbau

Durchlassrichtung der LED bestimmen

Da LEDs polaritätsrichtig betrieben werden, muss - beim späteren Auflöten die LED - diese natürlich auch "richtig herum" aufgesetzt werden. Mit einem Multimeter können wir die richtige Polarität vor dem Zerlegen bestimmen. Details dazu finden sie in diesem Beitrag.

Meine Messung ergab, das sich auf der im Bild gezeigten "langen" Seite" die Anode [+]-Pluspol und auf der kurzen Seiten die Kathode [-]-Pol befindet.

mechanische Arbeiten

dsc06635bq Man muss mit einer schmalen Klinge (Skalpell/Cutter-Messer) die hintere Kunststoffabdeckung abheben. Dann kann man die Platine herausnehmen.

Das Substrat wird dann mit der scharfen Skalpell-Klinge abgeschabt. Dann werden die Kontakte schön sauber und plan.

elektrische Arbeiten

Vor dem Auflöten, wird die Trägerplatte auf etwas doppelseitigem Klebeband fixiert. Dannach wird die Kathode (im Bild die kleine Lötfläche) mit etwas Lötzinn versehen.

Jetzt kann die Ersatz-LED aufgelötet werden. Dazu wird diese mit einer Pinzette gegriffen und pol-richtig an die zuvor verzinnte Kathode herangeführt.

Wichtig ist, dass die LED dabei mit der grünen Marke nach rechts ausgerichtet wird.

Nun das Zinn erneut verflüssigen und die LED leicht in Richtung des flüssigen Zinns schieben - dabei gleichzeitig auch ausrichten. Das Zinnverläuft nun mit der Kontaktierung der LED. Die Lotkolbenspitze wegziehen und das Lot erkalten lassen. Nun sitzt die LED einseitig bereits fest.

Vor der Verlötung der andere Seite [Anode] nochmals die LED-Funktion überprüfen [Multimeter].

Ist alles ok - die LED ist beim Verlöten nicht den Hitzetod gestorben - muss noch die andere Seite verlötet werden und dann ist es auch schon erledigt.

Wurde nur eine Laterne repariert, weil ihre LED defekt war, sollte am am Besten die LEDs der anderen Laternen gleich auch mit ändern, um Farbabweichungen der LEDs entgegenzuwirken.

Zusammenbau

Jetzt nochmal eine Abschluß-Funktionsprüfung - ob die LED immer noch lebt - und kann es auch schon wieder an den Zusammenbau gehen.

dsc06638x Dazu werden nun die Einzelteile mit dem geänderten LED-Träger wieder zusammengesetzt. Die Bilder zeigen es im Detail.

dsc06639gi dsc06640x

weitere el. Anpassungen

Da LEDs nicht direkt, sondern immer mit einem Strombegrenzungs-/Vorwiderstand betrieben werden, ist es ggf.. noch notwendig, diesen etwas anzupassen.

Speziell bei der Verwendung von sehr hellen "Hyperbright-LEDs" kommt es sonst zu flutlichtartigem Lichtaustritt an den neuen Laternen. Werden modere Decoder verwendet, kann man auch durch das Dimmen der Lichtausgänge oft schon vieles erreichen. Schauen sie dazu bitte in der Decoder-Anleitung nach den Einstellung der CVs nach.

Sollten die LED-Widerstände doch angepasst werden müssen, bei mir hat sich da ein Wert von 10kOhm (SMD-Code: 103 / Bauform 1206) als ausweichend erwiesen, steht natürlich zunächst einmal deren Identifikation bevor. Dazu verfolgt man die LED-Verdrahtung bis hin zur ihrem Anschluß am Decoder oder am Decoderträger. Dort findet man meist leicht durch verfolgen der Leiterbahnen die entsprechenden Widerstände.

Für die Eingang erwähnten Lokomotiven finden sie hier einige Beispiele:

württm. C Decoder (C80x)

württm. C Decoder (mtc)

Oberseite

Hier befinden sich auf der Oberseite jeweils links oben und rechts mittig die Widerstände in MELF-Bauform und der Ring-Codierung: "br sw rt" (102) das entspricht 10*10² Ohm = 1 kOhm.

württm. K / BR59 Decoder (C90x)

württm. K / BR59 Decoder (mtc)


Oberseite		Unterseite
Hier befinden sich auf der Ober- und Unterseite jeweils rechts oben die Widerstände in MELF-Bauform und der Ring-Codierung: "br sw rt" (102) das entspricht 10*10² Ohm = 1 kOhm.

preuss. S10/BR17 (C90)

preuss. S10/BR17 (mtc)


Variante 1		Variante 2
Hier befinden sich rechts oben zwei Widerstände in Melf-Bauform und der Ring-Codierung: "br sw rt" (102) das entspricht 10*10² Ohm = 1 kOhm.		Hier befinden sich links oben und rechts mittig die Widerstände in Melf-Bauform und der Ring-Codierung: "br sw sw rt" (1002) das entspricht 100*10² Ohm = 10 kOhm.

Hier befinden sich auf der Unterseite zwei Widerstände (Aufruck: 104) das entspricht 10*10⁴ Ohm = 100 kOhm.

Diese Widerstände sollten ausreichend dimensioniert sein. GGf also nur den Decoder dimmen.

Fazit

Nach dem Umbau der LEDs können diese nun in der gewünschten LED-Farbe neu erstahlen.

dsc06643zx


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