LED-Lichtumrüstung bei einer Arnold 111 / 141

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Benötigte Teile:

2 ultrahelle (3000 mCd) weiße 5 mm-LEDs von Reichelt
2 Widerstände in SMD-Bauform mit 1,0 kOhm bis 3,3 kOhm
2 Dioden 1N4148 in SMD-Bauform (nur für Analogbetrieb)

Benötigtes Werkzeug:

Trennschleifer, Fräser, Schraubendreher, Bohrer, Lötkolben, Multimeter, oranger Textmarker...
Schwierigkeitsgrad: mittel

Anmerkung:

LEDs werden in modernen Loks sehr häufig anstatt der früher verwendeten Glühlämpchen benutzt, da sie günstiger sind und über eine höhere Lebensdauer verfügen. Bei einer geplanten Digitalisierung empfiehlt sich diese Umrüstung besonders, da die Originallämpchen nur 12 Volt vertragen, die Booster aber 18 Volt und mehr bereitstellen. Zudem sind LEDs mit ca. 5 mA Strombedarf wesentlich genügsamer als die Originallämpchen mit 50 mA und sparen somit wertvollen Digitalstrom. Da liegt es nahe, auch betagtere Modelle umzurüsten.

Diese Anleitung behandelt die digitale Implementierungen, gibt aber auch Hinweise auf den Umbau von analogen Loks. Sie orientiert sich am Beispiel der Arnold Einheits-E-Loks der Baureihen 111 und 141, ist aber grundsätzlich auch für weitere Drehgestellloks der Baureihen 110, 118, 119, 140 und 150 verwendbar.

Arbeitsschritte:

Standard-LEDs mit 5 mm Durchmesser passen - wie nachstehende Abbildung zeigt - bei Arnold-Drehgestellloks in die Aussparung für die Originallämpchen.



Dazu sind aber die inneren Stege (rot eingekreist), die die Lämpchen arretieren, wegzufräsen.



Um die LEDs einzubauen, sind zunächst die Kontaktbleche für die Lämpchen sowie die darunter liegenden Selen-Scheibchen (Gleichrichter) zu entfernen. Dies wurde auf nachfolgendem Bild bereits an den rot markierten Stellen gemacht.



Danach werden die dadurch frei gelegten Kontakte mit Bohrlöchern versehen und in Längsrichtung gemäß den auf dem obigen Bild grün eingezeichneten Markierungen durchtrennt. Dadurch entstehen jeweils zwei Kontaktflächen zum Anlöten der LEDs. Da die Passgenauigkeit der Bohrungen entscheidend ist, habe ich die Bohrlöcher leicht oval aufgefräst und die LEDs (Anschlüsse der Anoden siehe Bilder weiter unten) auf die auf das Chassis aufgesetzte Platine angelötet.

Digitaldekoder mit gemeinsamen Anoden-Anschluss (blaues Kabel):

Da die Lok noch digitalisiert werden soll, wurden die Kontaktfedern für die Stromabnehmer (rot umkreist) und die Entstörelemente (Drosseln und Kondensator) auf der Platine bereits gemäß der Dekoder-Anleitung des Herstellers entfernt. Zudem wurden die Leiterbahnen an den grün markierten Stellen durchtrennt.



An den quadratisch eingezeichneten Durchtrennungen bei den Kathoden der LEDs werden dann 3,3 kOhm-Widerstände in SMD-Bauform zum Schutz der Dioden vor zu hohen Spannungen und Strömen eingesetzt. Die Beinchen mit den Anoden werden so umgebogen, dass sie die Verbindung zum gemeinsamen Pluspol (blau eingezeichnet) darstellen. Bei Vollansteuerung fließen nun 5 mA, die den vorgeschlagenen LED-Typen hinreichend hell leuchten lassen. Da die meisten Dekoder die Lichtausgänge dimmen können, kann auch ein niedrigerer Widerstandswert (nicht unter 1 kOhm) gewählt und die Helligkeit dann heruntergedimmt werden.

Der Dekoder kann nun gemäß der farblichen Markierungen angeschlossen werden.



Zur Sicherheit gegen Kurzschlüsse wird noch auf der Oberleitungs-Umschalter- Platine auf der Unterseite des Gehäuses eine Leiterbahn wie links im Bild gezeigt durchtrennt. Dabei muss die Polarität (anhand der Nase an der Platine erkennbar) beachtet werden.


Da weiße LEDs recht bläulich scheinen, werden die LEDs und die reflektierenden Teile des Chassis mit einem orangefarbenen Textmarker eingefärbt. Von der Verwendung gelber LEDs rate ich - zumindest bei modernen Loks - ab, da diese zu gelblich scheinen und auch nicht die Leuchtstärken der weißen LEDs erreichen.



Die eingefärbte LED scheint nun in einem wärmeren Weiß (rechtes Bild). Allerdings verfälscht auch die Kamera das Lichtspektrum der LEDs mit einem leichten Blaustich. In Wirklichkeit nimmt das menschliche Auge ein wärmeres, reines Weiß wahr.

Analogbetrieb:

Für den Analogbetrieb können die Leiterbahnen so genutzt werden wie bisher. Insbesondere bleiben die kleine Platine, die Kontaktfedern und Entstörelemente erhalten (im letzten Bild sind sie allerdings bereits für den Digitalumbau entfernt worden). Es sind dieselben Durchtrennungen wie beim Digitalbetrieb notwendig, um die Widerstände einzulöten. Die Widerstände sollten einen Wert von ca. 1 kOhm haben, damit sie schon bei niedrigerer Spannung (6 Volt) hell genug leuchten und selbst bei voll aufgedrehtem Tafo (12 Volt) nicht durch zu hohe Ströme zerstört werden.

LEDs vertragen keine hohe Sperrspannung (über 5 Volt), darum müssen noch Schutzdioden (Polarität beachten) eingebaut werden. Auch ist die Polarität einer LED gegenüber dem vorhergehenden Einbauvorschlag für Digitalbetrieb geändert und mit Anode bzw. Kathode gekennzeichnet. Mittels Litzen (schwarz eingezeichnet) erfolgt die Rückleitung zum gegenpoligen (roten) Radschleiferanschluss.

Anmerkungen:

Ich habe diese Anleitung nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Sie soll als Anregung dienen, erhebt aber nicht den Anspruch, alle unterschiedlichen Konfigurationen berücksichtigt und auf alle potenziellen Fehlerquellen hingewiesen zu haben. Die Verantwortung für Nachbauten liegt bei jedem selbst.

Jeder möge selbst prüfen, ob der Schaltungsvorschlag zu seiner Konfiguration (analog/digital, Dekodertyp, unterschiedliche Platine, etc.) passt und ob die Polarität und die Eigenschaften der Bauelemente richtig sind. Mehrfache Kontrolle sowohl der mechanischen Unterbringung zusätzlicher Bauteile als auch der elektrischen Werte mittels eines Multimeters ist zum Aufspüren von Kurzschlüssen und Überprüfung der korrekten Verdrahtung angeraten.

Danke an Burkhard für die Zusendung.

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