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BR 648.2 - LINT41 Innenbeleuchtung aufhellen


BR 648.2 - LINT41 Innenbeleuchtung aufhellen

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37730_cut-25021-mtcDie BR 648.2 - LINT41 von Märklin/Trix hat leider eine etwas schwach ausgelegte Innenbeleuchtung. Diese ist eigentlich nur bei wirklich dunkler Umgebung so gerade noch wahrnehmbar. Was vielleicht durchaus vorbildgerecht ist, stört auf der Modellbahn doch viele sehr. Es wäre ja auch seitens Märklin/Trix kein Problem gewesen, die Beleuchtung heller zu machen. Wen es dann stört, kann ja diese dann per Dimmung des Decoder-Ausgangs selbst anpassen.

Was Märklin versäumt hat, lässt sich aber mit etwas Bastelgeschick auch nachholen. Im Folgenden werden die Arbeiten beschrieben.

Werkzeugen & Materialbedarf

Werkzeuge

  • geregelter Lötkolben mit Feinlötspitze 
  • Kreuzschlitzschraubendreher PH1, PH2
  • Kreuzschlitzschraubendreher P0n-Kopf (n=1 .. 3)
  • Lokunterlage (Lokliege, Handtuch, etc.)

Material

  • 13 Stk. SMD-Widerstand 15  kΩ/kOhm ⇔ SMD-Code[153] 
  • 13 Stk. SMD-Widerstand 6,8 kΩ/kOhm ⇔ SMD-Code[682]  (nur wenn es besonders hell werden soll - siehe Text)
  • SMD-Lötzinn

Hintergrund

Die Innenbeleuchtung ist in beiden Wagenhälften mittels warm-weißer LEDs der SMD-Baugröße 0603 realisiert. Alle LEDs haben einen eigenen Vorwiderstand von 27kΩ  [273]. Dieser ist reichlich bemessen und könnte durchaus kleiner sein, was dann der LED-Helligkeit zu Gute kommt. Zwar erhöht sich dadurch der Strom pro LED, wie sich in den Berechnungsbeispielen ergibt, was aber nicht wirklich dramatisch ist, da immer noch recht hohe Widerstände im Spiel sind. 

Etwas Theorie

Mit etwas mathematischem Hintergrund möchte ich mal kurz die elektrotechnischen Gegenheiten Darstellen.

Voraussetzungen

Annahme: U+      [Spannung hinter dem Decodergleichrichter zur allg. Versorgung] = 22V 
  LED  ww: ULED  [Durchlassspannung] 3,3V

Strom/LED (original)

Strom/LED (tuned)

RvLED: Vorwiderstand  27kΩ = [273] = 27000 Ohm

Strom durch die LED
ILED = (U+-ULED) / Rv  = (22-3,3) / 27000  ∼ 0,7 mA/LED

Gesamtstrom für die Beleuchtung:
13ILED =  14 * 0,7    ~ 9 mA
RvLED: Vorwiderstand  10kΩ = [103] =10000 Ohm

Strom durch die LED
ILED = (U+-ULED) / Rv  = (22-3,3) / 10000  ∼ 1,9 mA/LED

Gesamtstrom für die Beleuchtung:
13ILED =  14 * 1,9    ~ 25 mA

Im realen Betrieb sind die Ströme noch etwas geringer, weil die Spannung [U+] oft nicht den hier angenomenen Wert entspricht, da sie durchverschiedene im Stromklreis leigende Bauteile (z.B. Dioden des Gleichrichters) doch kleiner ist.  

Zusammenfassung

37730_cut-250Wie wir sehen steigt zwar der Stromverbrauch bei einem kleineren LED-Vorwiderstand (hier 10kΩ) von 9 auf 25 mA etwas, aber das ist immer noch sehr moderat. Die Beleuchtung wird allerdings schon deutlich heller, wie hier im Bild mit geänderter Beleuchtung im linken Wagenkasten zu sehen ist.

Arbeiten

37730_cut-250Die durchzuführende Änderung ist eigentlich trivial. Um den LED-Vorwiderstand zu verkleinern, verzichten wir auf das Auslöten der vorhanden Widerstände und löten einfach einen weiteren Widerstande parallel, was deutlich einfacher ist. Doch wie groß sollte der jetzt sein? Dazu zunächst ...

Etwas Theorie

Wir erinnern uns an den Physik-Unterricht und die Gesetze zur Parallelschaltung von Widerständen.

  1. Der Gesamtwiderstand einer Parallelschatung von Widerständen, ist immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.
  2. Der Gesamtwiderstand zweier parallelgeschalteter Widerstände errechnet sich aus der Formel
    (Produkt der Einzelwiderstände) / (Summe der Einzelwiderstände)   Rg = R1 * R2 / (R1 + R2) 
  3. oder der Gesamtleitwert zweier parallelgeschalteter Widerstände errechnet sich aus Summe der Einzel-Leitwerte Gg = G1 + G2     mit G1/R   ergibt sich    1/Rg = 1/R1 + 1/R

Aus beiden Formeln kann man den zweiten Widerstand berechnen wenn man den Gesamtwiderstand und einen weiteren Widerstand kennt. Dazu muss die Formel umgestellt werden. Am einfachsten geht das mit der zweiten Formel, da dort bereits die Widerstände nur einmal enthalten sind.

So ergibt sich die Formel für R2  = 1/(1/Rg - 1/R1) = 1/ (R- Rg) /  R1 * Rg  =  R1Rg / (R- Rg)

Wenn sie den weißen Bereich oben markieren, sehen sie die Umstellung der Formel.

Jetzt mit realen Werten (für Rg = 10kΩ)

R2 = 27 *10 / 27-10 = 270/17  ~ 16    (alle Werte in kΩ)  also 16

Der Wert ist allerdings etwas ungewöhnlich und es dürfte schwer sein, solche Widerstände in SMD-Bauform zu bekommen. Ich hatte noch welche, würde aber vorschlagen, den Wert von 15kΩ aus der E12er Reihe zu nehmen. Der ist z.B. bei Reichelt leicht zu bekommen.

Wie wird's gemacht?

Die Vorgehensweise ist etwas unterschiedlich und hängt von der Wagenseite ab.

Seite ohne Decoder

Hier befinden sich 7 LED/Widerstandskombinationen. Die Widerstände der LEDs sind auf der Oberseite und zwischen ihnen ist auch ausreichend Platz. Wir können also hier unsere zusätzlichen Widerstände einfach neben die vorhandenen legen und dann beide an den Enden verlöten.

Seite mit Decoder

Hier befinden sich 6 LED/Widerstandskombinationen. Die Widerstände und die LEDs sind - wie andere Bauteile auch - auf der Unterseite. Der Platz ist auch ausreichend. Auch hier können wir also unsere zusätzlichen Widerstände einfach neben die vorhandenen legen und dann beide an den Enden verlöten.

Jetzt wirds ernst

Vorbereitungen

Wir lösen die Verschraubung der Trägerplatine und drehen sie vorsichtig um. Dabei ist ggf. die Abdeckung über dem Motor zu entfernen, damit die Kabel genügend Spiel bekommen.

Leider hat man dort Schrauben mit speziellem Kopf verwendet, bei denen die üblichen Schraubendreher leider versagen. Es wird ein Schraubendreher mit P0n-Kopf (n=1 .. 3) benötigt.

Die Montage

37730_cut-250Zunächst tragen wir an einer Seite des vorhandenen 27kΩ-Widerstandes etwas Lötzinn auf. Das gleiche machen wir mit dem zusätzlichen Widerstand auch - am besten auf einem Stück Papier. Dann platzieren wir den zusätzlichen Widerstand mittels einer Pinzette genau neben den vorhanden Widerstand und halten ihn fest. Mit der Lötkolbenspitze wird nun das vorher aufgebrachte Lötzinn zunächt nur einseitig erwärmt und miteinander verschmolzen. Danach ist der Widerstand fixiert und bewegt sich nicht mehr. So machen wir es an allen anderen Widerständen einer Seite auch. 

Danach verlöten wir nacheinander alle noch freien Widerstandsenden. Das war es dann eigentlich schon.37730_cut-250

Insgesamt muss man aber aufpassen, dass man nicht zu viel Wärme an den vorhanden Widerstand bringt, da sich dieser sonst lösen kann. Die im Bild ganz rechte Lötstelle ist so ein Beispiel. Das kann man zwar wieder korrigieren, macht aber eben unötige, zusätzliche Arbeit.

Test

Mit einem Durchgangsprüfer können wir nun die Lötstellen überprüfen. Dazu werden die Messspitzen jeweils an den beiden benachbarten Widerstandsseiten angelegt. Ist die Lötung ok, sollte ein Piepton erfolgen - über das Lötzinn sind ja beide Enden verbunden. Auch die zweite Seite nicht vergessen!

Abschlussarbeiten

Bevor wir wieder das Gehäuse aufsetzen empfiehlt es sich, die neue Innenbeleuchtung zu testen. Dazu wird der Zug aufgegleist und die Innenbeleuchtung eingeschaltet. Nun sollte sich die Intensität der Beleuchtung deutlich verbessert haben.

Zusatztips

Noch mehr Helligkeit gefällig?

Wer es ganz besonders hell mag, kann auch den Gesamtwiderstandes von 10 kOhm auf 5,4 kOhm - dieser krumme Wert führt dann zu einen leicht erhältlichen Widerstandswert - weiter verringern. Dann wird die Beleuchtungsintensität noch heller sein. Dazu wird dann ein Parallelwiderstand von:

R2  = R1Rg / (R- Rg)   =   27*5,4 / (27-5,4)   =   145,8/21,6  =   6,75 kOhm benötigt.

Gewählt wird dann ein Wert von 6,8 kOhm aus der E12er Reihe. 

Selbst nachjustieren

Wenn das dann doch zu hell ist, kann man ja - ganz nach persönlichem Geschmack - die Helligkeit durch Dimmung des Ausgangs (Aux2) im Decoder anpassen. Dazu benötigt man allerdings ein geeignetes Programmierwerkzeug.

Fazit

Mit dieser Nachjustierung bekommt die Innenbeleuchtung deutlich mehr Helligkeit. Sie ist somit auch bei etwas mehr Umgebungshelligkeit (Tageslicht) zusehen und der Zug erhöht damit seine mehr Attraktivität.


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Zuletzt aktualisiert: Sonntag, 01. März 2020 10:41

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