LED-Scheinwerfer
Moderator: Martin Ristau
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LED-Scheinwerfer
Hallo Forum-Freunde,
seit einiger Zeit überlege ich , wie man die Vorteile der modernen, ultrahellen LEDs als Lokscheinwerfer nutzen kann, ohne den Nachteil des Blaustichs ertragen zu müssen und auch bei ausgeschaltetem Licht den Eindruck eines Scheinwerfers (nicht einer dunklen, orangen LED) zu haben .
Ich entwicklete einen Lösungsansatz mit einer kombinierten Lichtleiter-Reflektor-Technik . Gestern habe ich Teile für einen Versuchsaufbau angefertigt. So habe ich mit der Drehmaschine in die Stirnfläche einer 5mm Alustange zunächst zentral mit 2,5 mm einige mm tief gebohrt, dann mit einem Kugelfräser in die Stirnfläche einen Kugelreflektor eingeschliffen. Dann das Teil abgestochen und in die Rückseite für die Aufnahme einer 5mm LED ebenfalls eine Kugelfläche eingefräst/geschliffen. Aus klarem Polistyrol habe ich dann einen 2,5mm Lichtleiter gedreht. Dieser Lichtleiter steckt in der Bohrung und ragt vorn etwas in den Reflektor hinein. In das vordere Ende des Lichtleiters habe ich eine Minusfläche gefräst (muß noch poliert werden). Diese sorgt dafür, daß das enge Lichtbündel der hinter dem Lichtleiter befindlichen LED (weiß, 9000mcd) etwas gestreut wird (so kann mann später in den Scheinwerfer sehen, ohne zu erblinden . Im Randbereich der Minusfläche entsteht aufgrund optischer Gesetzte im Lichtleiter Totalreflexion, was einen seitlichen Lichtaustritt in den Reflektor zur Folge hat. Dadurch wirkt der Kopf des Lichtleiters wie eine Glühlampe und leuchtet auch den Reflektor mit aus. Die der LED zugewandte Seite des Lichtleiters wird mit einer Schicht gelborangener Glasmalfarbe eingefärbt, um der weissen LED den Blaustich zu nehmen (Versuche in den USA, Kanada und meine eigenen haben ergeben, daß das möglich ist). Ich habe mal eine kleine Zeichnung gemacht, um den Sachverhalt zu verbildlichen:
Projekt LED-Scheinwerfer (lupilup)
schematische Schnittzeichnung des Versuchsaufbaus
Dieser Versuchsaufbau verlief sehr vielversprechend. Leider habe ich es versäumt Bilder zu machen. Die zweite Zeichnung zeigt nun Verbesserungsideen, bei der die LED so gekürzt wird, daß das Lichterregerfeld dichter am Lichtleiter sitzt. Die LED ist nun in das Aluminiumgehäuse eingeschoben (soll so später montiert werden). Weiterhin habe ich die Idee, mit einem zur LED hin konischen Lichtleiter eine noch höhere Leuchtdichte zu erzielen.
Projekt LED-Scheinwerfer 2.0 (lupilup)
schematische Schnittzeichnung der zweiten Entwicklungsstufe
Eine andere Überlegung geht dahin, anstatt der bisherigen 2,5mm Querschnitt des Lichtleiters auf 3mm zu gehen. Dies hat allerdings zur Folge, daß der schöne Scheinwerfereffekt des Reflektors bei ausgeschaltetem Licht abnimmt.
seit einiger Zeit überlege ich , wie man die Vorteile der modernen, ultrahellen LEDs als Lokscheinwerfer nutzen kann, ohne den Nachteil des Blaustichs ertragen zu müssen und auch bei ausgeschaltetem Licht den Eindruck eines Scheinwerfers (nicht einer dunklen, orangen LED) zu haben .
Ich entwicklete einen Lösungsansatz mit einer kombinierten Lichtleiter-Reflektor-Technik . Gestern habe ich Teile für einen Versuchsaufbau angefertigt. So habe ich mit der Drehmaschine in die Stirnfläche einer 5mm Alustange zunächst zentral mit 2,5 mm einige mm tief gebohrt, dann mit einem Kugelfräser in die Stirnfläche einen Kugelreflektor eingeschliffen. Dann das Teil abgestochen und in die Rückseite für die Aufnahme einer 5mm LED ebenfalls eine Kugelfläche eingefräst/geschliffen. Aus klarem Polistyrol habe ich dann einen 2,5mm Lichtleiter gedreht. Dieser Lichtleiter steckt in der Bohrung und ragt vorn etwas in den Reflektor hinein. In das vordere Ende des Lichtleiters habe ich eine Minusfläche gefräst (muß noch poliert werden). Diese sorgt dafür, daß das enge Lichtbündel der hinter dem Lichtleiter befindlichen LED (weiß, 9000mcd) etwas gestreut wird (so kann mann später in den Scheinwerfer sehen, ohne zu erblinden . Im Randbereich der Minusfläche entsteht aufgrund optischer Gesetzte im Lichtleiter Totalreflexion, was einen seitlichen Lichtaustritt in den Reflektor zur Folge hat. Dadurch wirkt der Kopf des Lichtleiters wie eine Glühlampe und leuchtet auch den Reflektor mit aus. Die der LED zugewandte Seite des Lichtleiters wird mit einer Schicht gelborangener Glasmalfarbe eingefärbt, um der weissen LED den Blaustich zu nehmen (Versuche in den USA, Kanada und meine eigenen haben ergeben, daß das möglich ist). Ich habe mal eine kleine Zeichnung gemacht, um den Sachverhalt zu verbildlichen:
Projekt LED-Scheinwerfer (lupilup)
schematische Schnittzeichnung des Versuchsaufbaus
Dieser Versuchsaufbau verlief sehr vielversprechend. Leider habe ich es versäumt Bilder zu machen. Die zweite Zeichnung zeigt nun Verbesserungsideen, bei der die LED so gekürzt wird, daß das Lichterregerfeld dichter am Lichtleiter sitzt. Die LED ist nun in das Aluminiumgehäuse eingeschoben (soll so später montiert werden). Weiterhin habe ich die Idee, mit einem zur LED hin konischen Lichtleiter eine noch höhere Leuchtdichte zu erzielen.
Projekt LED-Scheinwerfer 2.0 (lupilup)
schematische Schnittzeichnung der zweiten Entwicklungsstufe
Eine andere Überlegung geht dahin, anstatt der bisherigen 2,5mm Querschnitt des Lichtleiters auf 3mm zu gehen. Dies hat allerdings zur Folge, daß der schöne Scheinwerfereffekt des Reflektors bei ausgeschaltetem Licht abnimmt.
lupilup :usa:
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Re: LED-Scheinwerfer
Hallo Lupilup,
soweit ich informiert bin, gibt es auf dem amerikanischen Markt nun schon superhelle weiße LEDs, die keinen Blaustich mehr haben, Golden Light oder so ähnlich. In UK soll es die auch schon geben, nur in Deutschland hat sich noch kein Importeur gefunden.
Vielleicht kennt schon jemand eine Bezugsquelle ?
Viele Gruesse
Rainer
soweit ich informiert bin, gibt es auf dem amerikanischen Markt nun schon superhelle weiße LEDs, die keinen Blaustich mehr haben, Golden Light oder so ähnlich. In UK soll es die auch schon geben, nur in Deutschland hat sich noch kein Importeur gefunden.
Vielleicht kennt schon jemand eine Bezugsquelle ?
Viele Gruesse
Rainer
- lupilup
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Re: LED-Scheinwerfer
Hallo Rainer,
eben diese LEDs (Golden white LED) aus England ( http://www.led-lights.co.uk/ )habe ich mir imporiert. Ich war sehr entäuscht. Sie (3mm Type) sind bei weitem nicht so hell wie die 5mm 5000mcd oder 9000mcd Typen. Das Licht selbst ist zwar sehr weiß mit einem kleinen Gelbstich, aber das Gehäuse ist blutorange. Das sieht im ausgeschalteten Zustand einfach nur blöd aus. Ich hoffe, daß es eines Tages möglich sein wird, durch einen anderen Leuchtstoff auf dem Erregerfeld ein wärmeres/neutraleres weiss, daß farblich an das Spektrum einer Halogenlampe erinnert, herzustellen. Da einem dann aber immer noch der Scheinwerfereffekt bei ausgeschaltetem Licht fehlt, habe ich mich zu diesen Überlegungen/Versuchen mit dem Lichtleiter-Reflektor-Aufbau entschlossen.
eben diese LEDs (Golden white LED) aus England ( http://www.led-lights.co.uk/ )habe ich mir imporiert. Ich war sehr entäuscht. Sie (3mm Type) sind bei weitem nicht so hell wie die 5mm 5000mcd oder 9000mcd Typen. Das Licht selbst ist zwar sehr weiß mit einem kleinen Gelbstich, aber das Gehäuse ist blutorange. Das sieht im ausgeschalteten Zustand einfach nur blöd aus. Ich hoffe, daß es eines Tages möglich sein wird, durch einen anderen Leuchtstoff auf dem Erregerfeld ein wärmeres/neutraleres weiss, daß farblich an das Spektrum einer Halogenlampe erinnert, herzustellen. Da einem dann aber immer noch der Scheinwerfereffekt bei ausgeschaltetem Licht fehlt, habe ich mich zu diesen Überlegungen/Versuchen mit dem Lichtleiter-Reflektor-Aufbau entschlossen.
lupilup :usa:
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Re: LED-Scheinwerfer
Hallo Buntbahner,
am vergangenen Sonntag Morgen um 4.00 UHR konnte ich mein Scheinwerferprojekt abschließen . Zwischenzeitlich hatte sich mein "Problem" mit dem Farbton der weissen LED gelöst , da es ja jetzt seit ein paar Monaten superhelle 5mm LED mit klarem Gehäuse auch in einem wärmeren weiss gibt. Diese LEDs haben die Bezeichnung "sunnywhite". Sie sind zwar immer noch ziemlich kaltweiss aber zur Zeit die beste Wahl.
Der Grund, weshalb ich überhaupt meine Scheinwerferprojekt begonnen habe, war aber eher die Tasache, daß 5mm LEDs als Scheinwerfer im ausgeschalteten Zustand nicht überzeugend wirken . Mit fehlte da der "Reflektoreffekt", den man bei einem ausgeschalteten Scheinwerfer sieht. In meinem Eröffnungsbeitrag war ja folgende Zeichnung zu sehen:
Projekt LED-Scheinwerfer (lupilup)
schematische Schnittzeichnung des Versuchsaufbaus
Davon baute ich einen Prototyp mit einem Lichtleiterdurchmesser von 2,5mm. Dieser Scheinwerfer sah zwar im ausgeschalteten Zustand fantastisch aus (siehe nachfolgendes Bild, oberer Scheinwerfer),
Scheinwerferprototyp2_5LL (lupilup)
im eingeschalteten Zustand konnte er mich aber leider nicht überzeugen . So baute ich einen Prototyp mit 3mm Lichtleiter. Bei dieser Kombination überzeugt die Leuchtkraft des Lichtleiters im Zusammenhang mit dem Reflektierten Licht des Reflektors. Für den Reflektor bleibt bei diesem Typ zwar nur 1,25mm an Material, dies reicht aber um im ausgeschalteten Zustand noch den Eindruck eines Scheinwerfer zu erzeugen. Die Stirnfläche des Lichtleiters bildet eine Starke Minuslinse. Daher ist es jetzt möglich in den immer noch sehr grellen Scheinwerfer zu sehen, ohne zu erblinden . Leider ist es mir noch nicht gelungen ein dünnes, leicht gewölbtes Deckglas für die Perfektionierung der Konstruktion herzustellen . Meine Idee geht in Richtung eines Tiefziehteils aus etwas stärkerer Folie. Diesen Scheinwerfertyp möchte ich nun in weitere meiner USA Trains Loks einbauen. Die Aristoloks haben schöne Scheinwerfergläser, so daß ich für die Loks einen Typ zum Einbau hinter das Originalscheinwerferglas von Aristo entwicklen werde. Dieses Projekt hat hat aber keine Priorität. Im Anschluß nun Bilder der Scheinwerfer im Bau und eingebaut in meine GP9. Das gelbe Rundumlicht (beacon) wurde zur gleichen Zeit mit eingebaut und ist im entsprechenden Forum-Beitrag noch mal gezeigt. Nun hardere ich mit mir, ob ich die Numberboards auch mit LEDs beleuchten soll und ob ich die Lok etwas altern / verschmutzen soll . Auf den Fotos im eingebauten Zustand, leuchten die Scheinwerfer einmal schwächer und einmal richtig hell. Das schwache Leuchten kommt nicht von den LEDs sondern von den Numberboardlämpchen, die von hinten in die LEDs scheinen. So habe ich einen ungewünschten "Dimm-Effekt" erreicht. Um dieses Durchscheinen zu verhindern, werden die LEDs wohl von hinten mit elfenbeinfarbenem Lack (um vielleicht das in das Gehäuse reflektierte Licht mitzunutzen) und anschließen mit mattschwarz bepinselt werden.
Scheinwerfergehaeusemontiert02 (lupilup)
Scheinwerferaus (lupilup)
Scheinwerferan (lupilup)
Scheinwerfereingebaut (lupilup)
GP9scheinwvornan (lupilup)
GP9scheinwhintan (lupilup)
GP9scheinwhintan2 (lupilup)
GP9scheinwhintaus (lupilup)
GP9scheinwhintaus2 (lupilup)
GP9scheinwhint (lupilup)
GP9scheinwhintlichtaus (lupilup)
am vergangenen Sonntag Morgen um 4.00 UHR konnte ich mein Scheinwerferprojekt abschließen . Zwischenzeitlich hatte sich mein "Problem" mit dem Farbton der weissen LED gelöst , da es ja jetzt seit ein paar Monaten superhelle 5mm LED mit klarem Gehäuse auch in einem wärmeren weiss gibt. Diese LEDs haben die Bezeichnung "sunnywhite". Sie sind zwar immer noch ziemlich kaltweiss aber zur Zeit die beste Wahl.
Der Grund, weshalb ich überhaupt meine Scheinwerferprojekt begonnen habe, war aber eher die Tasache, daß 5mm LEDs als Scheinwerfer im ausgeschalteten Zustand nicht überzeugend wirken . Mit fehlte da der "Reflektoreffekt", den man bei einem ausgeschalteten Scheinwerfer sieht. In meinem Eröffnungsbeitrag war ja folgende Zeichnung zu sehen:
Projekt LED-Scheinwerfer (lupilup)
schematische Schnittzeichnung des Versuchsaufbaus
Davon baute ich einen Prototyp mit einem Lichtleiterdurchmesser von 2,5mm. Dieser Scheinwerfer sah zwar im ausgeschalteten Zustand fantastisch aus (siehe nachfolgendes Bild, oberer Scheinwerfer),
Scheinwerferprototyp2_5LL (lupilup)
im eingeschalteten Zustand konnte er mich aber leider nicht überzeugen . So baute ich einen Prototyp mit 3mm Lichtleiter. Bei dieser Kombination überzeugt die Leuchtkraft des Lichtleiters im Zusammenhang mit dem Reflektierten Licht des Reflektors. Für den Reflektor bleibt bei diesem Typ zwar nur 1,25mm an Material, dies reicht aber um im ausgeschalteten Zustand noch den Eindruck eines Scheinwerfer zu erzeugen. Die Stirnfläche des Lichtleiters bildet eine Starke Minuslinse. Daher ist es jetzt möglich in den immer noch sehr grellen Scheinwerfer zu sehen, ohne zu erblinden . Leider ist es mir noch nicht gelungen ein dünnes, leicht gewölbtes Deckglas für die Perfektionierung der Konstruktion herzustellen . Meine Idee geht in Richtung eines Tiefziehteils aus etwas stärkerer Folie. Diesen Scheinwerfertyp möchte ich nun in weitere meiner USA Trains Loks einbauen. Die Aristoloks haben schöne Scheinwerfergläser, so daß ich für die Loks einen Typ zum Einbau hinter das Originalscheinwerferglas von Aristo entwicklen werde. Dieses Projekt hat hat aber keine Priorität. Im Anschluß nun Bilder der Scheinwerfer im Bau und eingebaut in meine GP9. Das gelbe Rundumlicht (beacon) wurde zur gleichen Zeit mit eingebaut und ist im entsprechenden Forum-Beitrag noch mal gezeigt. Nun hardere ich mit mir, ob ich die Numberboards auch mit LEDs beleuchten soll und ob ich die Lok etwas altern / verschmutzen soll . Auf den Fotos im eingebauten Zustand, leuchten die Scheinwerfer einmal schwächer und einmal richtig hell. Das schwache Leuchten kommt nicht von den LEDs sondern von den Numberboardlämpchen, die von hinten in die LEDs scheinen. So habe ich einen ungewünschten "Dimm-Effekt" erreicht. Um dieses Durchscheinen zu verhindern, werden die LEDs wohl von hinten mit elfenbeinfarbenem Lack (um vielleicht das in das Gehäuse reflektierte Licht mitzunutzen) und anschließen mit mattschwarz bepinselt werden.
Scheinwerfergehaeusemontiert02 (lupilup)
Scheinwerferaus (lupilup)
Scheinwerferan (lupilup)
Scheinwerfereingebaut (lupilup)
GP9scheinwvornan (lupilup)
GP9scheinwhintan (lupilup)
GP9scheinwhintan2 (lupilup)
GP9scheinwhintaus (lupilup)
GP9scheinwhintaus2 (lupilup)
GP9scheinwhint (lupilup)
GP9scheinwhintlichtaus (lupilup)
Zuletzt geändert von lupilup am Do 15. Apr 2004, 18:25, insgesamt 1-mal geändert.
lupilup :usa:
Re: LED-Scheinwerfer
Ja, die "golden white" LED gibts bei www.d-i-e-t-z.deGolden Light oder so ähnlich. In UK soll es die auch schon geben, nur in Deutschland hat sich noch kein Importeur gefunden.
Vielleicht kennt schon jemand eine Bezugsquelle ?
Guido
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- Registriert: Mo 31. Mär 2003, 00:09
- Wohnort: Filderstadt
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Re: LED-Scheinwerfer
Die LED´s gibts hier
http://www.led-shop24.de/
3mm sunnywhite 1,49 Euro
Versand geht recht flott
Ich habe dort Luxeon LED für Strassenlampen geordert. die sind aber fast zu hell....
Grüße
Solaris
http://www.led-shop24.de/
3mm sunnywhite 1,49 Euro
Versand geht recht flott
Ich habe dort Luxeon LED für Strassenlampen geordert. die sind aber fast zu hell....
Grüße
Solaris
Re: LED-Scheinwerfer
Das wär eine Super Idee für meine Licht-Suche fürn Leuchtturm.
Mag kein Drehlicht sondern starkes Blinklicht.
Mag kein Drehlicht sondern starkes Blinklicht.