Es ist an der Zeit: Licht V1.3 is ready

Nachdem seit Erscheinen der neuen CREE-LEDs, die uns von Lumitronix bereitgestellt worden sind, von dem Power-Licht nichts mehr zu lesen war, geht es nun auch schriftlich weiter.


Schon vor Rad am Ring gab es einige Probleme, die es zu lösen galt. Die Konstantstromquellen von unserem Partner pcb-components, sind lustiger Weise nach dem 1. Test ausgestiegen. Dabei war „nur“ die Dimmfunktion betroffen. Da Herr Kraus (Chef von PCB-Components) zum einen ein sehr sehr hilfsbereiter und fähiger Mensch ist, war dieses Problem jedoch schnell behoben; denn es gab bereits den Nachfolger der dimmbaren Konstantstromquelle, welche nun von einem kleinen externen Modul via PWM gedimmt wurde. Neben einer kleinen Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades durch die neue KSQ gab es somit auch gleich 2 neue Features, die quasi ohne Einsatz von Kapital eingeführt wurden – ein Dank an w

Der Dimmer lässt sich via USB konfigurieren und verfügt über eine 3-Stufen Akkuzustandsanzeige. Somit konnten wir eigene Dimmstufen festlegen, und waren nicht mehr gezwungen die voreingestellten Werte zu nutzen. Als weiteren Vorteil muss man nicht auf irgendwelche Vermutungen hinsichtlich des Akkuzustandes vertrauen, sondern konnte auch hier, durch vorangehende Messungen eigene Spannungsschwellen festlegen. Der Team-Chef hat für solche „Spielereien“ zwar eigentlich überhaupt KEINEN Sinn, aber eigenartigerweise erklärte er sich bereit die Messung der Spannungskennlinie unserer Akkupacks durchzuführen. Dazu musst er bei 3 Akkus über je ca. 2,5 Stunden bei 100% Lichtstufe alle 10 min die Spannung von einem Multimeter ablesen. Eine 2-Farb 5mm-LED im Gehäusedeckel ist nun für die Akkukapazitätsanzeige zuständig.

Nachdem die Dichtung der 1. Generation des Schwedenprototyps nicht zu 100% überzeugen konnte, wurde radikal vorgegangen, und alles versucht was es an Kleber und Dichtmitteln gibt. Das Ergebnis war ernüchternd. Weder Silikon noch Sekundenkleber haben funktioniert. Plexiglas und eloxiertes Alu zu verkleben ist nun eben nicht so trivial. Es musste ein schnell trocknender 2-Komponenten Epoxy Kleber her. Dieser verläuft nicht und nimmt (fachmännisch ausgedrückt) seine Klebekraft aus einer chemischen Reaktion und greift kein Plexiglas an und hält auf Eloxid. Die Scheibe geht so zwar nur noch mit einem Spezialwerkzeug (Hammer) zu demontieren, ist aber dafür 100% wasserdicht. Auch ein Wasserhahn war kein Thema 🙂

Neben einigen Detailverbesserung wie z. B. drei an Stelle von zwei Schrauben an der Halterungsplatte, um die Kräfte der Querbewegungen des Lichtes (besser) abzufangen, bin auch ich mit meinen Aufgaben gewachsen.

So sind die Kabelführungen deutlich verbessert, Zugentlastungen sind überall ausgeführt und auch das Gesamterscheinungsbild sieht deutlich professioneller aus.

Zudem sind nun auch die Öffnungen für LED und Kippschalter im Deckel mit Teflonschnur eingedichtet, sodass es nur noch eine kleine Möglichkeit für Wasser gibt durchzudringen. Fünf Minuten unter dem Wasserhahn lassen einige Tropfen durch die Teflondichtung am Deckel zum Alugehäuse. Bei strömendem Regen gibt es allerdings kein Problem. Aber auch das lässt sich begründen, aber noch nicht so einfach beseitigen. Teflon dichtet Gasleitungen oder Rohrflansche bis weiter über 10 Bar. Jedoch braucht es dazu einen konstanten Druck auf die „Dichtstelle“, welcher mit einem modifizierten Kunststoffrohrstopfen nicht zu erzeugen ist.

Kommen wir nun zu den wichtigen Sachen eines Fahrradlichtes – der Leuchtkraft 🙂 Der Schweden Prototyp, der während des Rennes vom EMS-Racing-Team im Einsatz war, hatte knapp unter 600 Lumen. Die beiden schwarz eloxierten Nachfolger mit Cree-LEDs und Akkuzustandsanzeige haben bei uns im Team mit 860 Lumen imponieren können. Die Ausleuchtung der Straße ist sensationell. Selbst eine 1000€ „Lupine-Betty“ leuchtet schlechter aus, ist jedoch deswegen punktuell als „heller“ wahrzunehmen. Eine Tendenz die wir auch bei Rad-am-Ring festgestellt haben – viele LED-Lichter hatten ein „helleres“ Lichtkegelchen, als unsere Lampe, was allerdings nicht zweckmäßig ist, denn ein ganz kleiner sehr heller Punkt führt nur dazu, dass die Pupille sich zuzieht, und man weniger sieht, als wenn man die „Leucht-Energie“ auf eine größere Fläche verteilt, und somit mehr sieht.

Um jedoch in solchen Situation auch dafür zu sorgen, dass der Gegner beim überholen lassen von uns, seinen Lichtkegel gar nicht mehr sieht, gab es in der 3. Ausbaustufe für den Team-Chef einen besonderen 4. Betriebsmodus: „Volle Power“ Die Cree-LEDs, die bis dahin aus Effizienzgründen nur mit 50% des maximalen Stromes betrieben wurden, können nun „kurzzeitig“ voll angesteuert werden. Das Ergebnis liegt bei ca. 1450 Lumen. Dass dieser Modus absolut unnötig ist, wissen wir, allerdings kann man ihn bei Abfahrten problemlos eine Stunde lang nutzen… Wieso ich das ausgerechnet hab, weiß ich auch nicht genau 🙂

Die neuste Version kommt außerdem im schicken „Alu-Natur-Eloxid“ daher. Auch DGD-Special-Edition genannt. Der 1. Schweden-Prototyp, der noch pulverbeschichtet und „schlecht“ gedichtet war wurde überarbeitet, und ist nun in einem schwarz eloxierten Gehäuse zu Hause. (bei Moritz 🙂 )

Ein großes Dankeschön geht wieder an OFT Oberflächentechnik in Eppertshausen. Die beiden neuen Gehäuse sind erneut in bestechender Qualität eloxiert. Somit ist das Team um Frau Fuchs schon am 4. Licht für das Gelingen dieser maßgebend gewesen.


In nur wenigen Stunden… Die Rundenzeit um bis zu 20 Minuten verbessern!

Was sich anhört wie ein schlechter Werbeslogan, kann sich besonders nachts in der „Grünen-Hölle“ bewahrheiten. Das Treten geht plötzlich schwerer als es muss. Dazu kommt ein schwammiges Fahrverhalten und das beruhigende Geräusch eines Reifenschadens. In Radlersprache eher „Platten“ genannt.

Was also tun? Wenn man sich vorher keine Gedanken macht spielt sich womöglich folgendes Szenario ab:

1. Ich such jemand, der einen Schlauch hat.

2. Ich habe einen auftreiben können, und stelle fest, dass das Hinterrad klemmt, weil ich den Ausbau in wilder Hektik durchziehen möchte.

3. Das Rad ist raus – nun stelle ich fest, dass dieser bescheuerte Reifen ohne Hebelwerkzeug nicht aus der Felge will.

4. Ich besorge mir auch dieses Teil – woher auch immer.

5. Ich mache den Schlauch rein, habe die Glasscherbe, die für die inzwischen 15-minütige Pause verantwortlich ist, angeschrien…

6. Ich stelle fest, das der neue Schlach kaum Reibwertreduzierung bringt, wenn er nicht mit mindestens 2,5 Bar Luftdruck gefüllt ist – es muss eine Pumpe her…

7. Diese ist auch gefunden – vor lauter Eile verletz ich mich noch an einer scharfen Kante – als Andenken…

8. Beim Einbau des Hinterrades, deinstallier ich am besten noch mein Schaltwerk, sodass der aktuelle Gang zur Überraschung wird.

_______________________________________________________________________________________________________

worsed case – ende – nach nur 23 Minuten und 8 Sekunden geht es weiter…


Aufruf in die gesamte Racing Runde:

Vorallem an die, die nich so oft selber schrauben, wie der Team-Chef, der ja zu jedem Wetter die passende Reifenmischung montiert und somit Routine hat.

1. Einweghandschuhe zum Üben kaufen

2. CO² Kartuschen organisieren (Team Chef fragen) zumindest eine mal testen – sonst zum Üben Pumpe nehmen

3. Hinterrad in allen Lagen ausbauen, auch ruhig mal in ner dunklen Garage – die Abläufe sollten grob drinne sein.

4. Am Vorderrad kann man ab und zu auch einfach 2-3 Schläuche wechseln, und des Hebeln mit den Werkzeugen üben, die ihr in Schritt 1.5 gekauft habt, weil ihr ja mitdenkt 🙂

5. Einfach noch mehr üben…


Bei Beachtung dieser 5 Punkte – geht es im Falle eines Platten wie folgt vonstatten:

1. „SCHEIßE“ -> Absteigen -> Schlauch -> Werkzeug -> CO² aus der Satteltasche….

2. Punkte 1-5 ablaufen lassen (ohne Sachen kaufen – und OHNE HANDSCHUHE – sowas ist ja wohl das Allerletzte, wer jetzt Handschuhe suchen wollte… 😉 )

3. Weiterfahren


ENDE Zeit: 3 Minuten 8 Sekunden

neue LEDs von www.leds.de Lumitronix

Kurze News aus der Technik und Sponsoren Abteilung

Der Mensch ist ein Gewöhnungstier – man gewöhnt sich also auch an 600 Lumen Lichtleistung. Durch einen dummen Zufall, schickte der Team-Chef mir ein Link von einem China-Licht für ca. 100 € , was laut Datenblatt 900 Lumen bei 18 Watt fabriziert. Das konnte ich als Technik-Chef nicht so stehen lassen, und machte mich auf die Suche nach besseren LEDs. Auch sollten die neuen LEDs nicht länger mit maximal Strom betrieben werden, da der Wirkungsgrad dann stark sinkt.

Dank besser passender Ansteuerung (nur 50 % des max. Chip-Strom) und neuer 4-Chip Cree LEDs, erhöhen wir die Lichtleistung von 600 auf 860 Lumen – und das bei 10 Watt an Stelle der alten 12 Watt-LEDs. So haben wir den Wirkungsgrad bei maximal Leistung fast verdoppelt. Bei vollen 860 Lumen heißt das 2.5 Stunden Akkulaufzeit. Was Effizienz angeht – können nun auch sämtliche Kauf-Lampen einpacken.

Der größte Dank geht an den Shop „Lumitronix“ www.leds.de, die in letzter Zeit schon immer durch brillianten Service und großer Auswahl dem Lichtprojekt zum Erfolg verholfen haben. Die benötigten LEDs werden uns zur Verfügung gestellt.

Ich freue mich offizieller Partner von Lumitronix zu sein. Das Logo wird sich zuerst auf der Homepage, später auch auf den Trikots zusehen sein.

Luxeon HighPower LED – Licht

Alles begann mit meiner Idee, beim 24h Rennen auf der Nordschleife teilzunehmen. Christian war der erste, der vom Plan begeistert war. Wer ihn gut kennt weiß, seine Beweggründe kann man allgemein als sehr sehr vielfältig und differenziert beschreiben – nicht jedoch wenn das Vorhaben total bekloppt ist… Dann ist er sofort dabei. Ich kann mich noch gut an eine Tour am Gumpener Kreuz erinnern wo er sagte: “kA wos da hin geht oder ob’s überhaupt irgendwo hingeht -> es ist aber steil -> es liegt 10 cm loses Laub -> sieht unbefahren aus -> steht kein Schild” ergo LOS!

Zurück zur Sache aus Spaß sagte ich “Wenn wir da wirklich mitmachen, haben WIR das beste Licht.” Zudem Zeitpunkt war der Namensgeber (DGD) und Webmaster der tollen Seite noch nicht eingeweiht. Das geschah wenig später. Auch er zeigte sich voller Vorfreude.

Also hatte ich nun eine Aufgabe. Licht bauen. Die LED Lichter, die auf dem freien Markt zu haben sind waren meiner Auffassung nach alles außer eines… Hell! Ich begann meiner Projektunterstützung www.google.de fragen zustellen. Welche LEDs gibt es denn überhaupt? Die LEDs, die jeder aus allen möglichen Anwendungen kennen sollte, machen hierbei keinen Sinn. Sie sind uneffizient, streuen das Licht zu sehr und leiden an einem schweren Leuchtkraftmangel. Bei dem Shop www.leds.de bin ich dann auf die Luxeon Lumileds von Philips gestoßen. Selbige gehören zur Familie der “HighPower” LEDs. Die Farbe sollte hellweiß sein (wie xenon). Doch auch hier gibt es Unterschiede. Die Luxeons reichen von 1 Watt bis zu 5,8 Watt (pro Chip). Damit dürfte die Frage nach dem LED Typ geklärt sein. Laut Hersteller bringt eine LED eine Lichtleistung von 300 Lumen. Sie benötigt 3.9 Volt und 1.4 A. Somit war der erste Test sehr einfach. LED auf den AluStar löten (zum Kühlen bzw Anbinden) dieser dann auf einen alten CPU Kühler mittels Wärmeleitpad. 6 Watt auf 0,16 cm² sind eben nicht mehr mit Luftstrom zu kühlen. Dazu brauch man schon eine größere Fläche.

luxeon_test2

Als Stromquelle diente ein alter Handyakku (Nennspannung 3.7 Volt). Somit konnte die LED ohne Vorwiderstand oder ähnliches betrieben werden.

Der erste Test war beeindruckend. Mit einer 15 Grad Optik ließ eine LED neue Batterien einer 4D Maglite leer/alt aussehen.

luxeon_test

Die Maglite wirkt nur wegen des Weißabgleiches so gelb.

Die Ausleuchtung von 15 Grad ist mir etwas zu wenig gewesen. Deshalb hab ich mich für 25 Grad entschieden. Problem: Dank der Helligkeit von 300 Lumen pro LED, musste eine möglichst große Optik her, damit man ohne Sehschaden auch mal direkt ins Licht schauen kann. (bei 1cm Durchmesser wird’s gefährlich).

Wir verwenden im Prototyp (DGD testet in Schweden) im Moment 2x 36mm Optiken mit 25 Grad. Die Ausleuchtung ist gigantisch. Sie kann problemlos auf das Niveau eines etwas älteren Autoscheinwerfer gestellt werden.

Gehäuse bzw. Stromversorgung war der nächste Punkt dem ich mich annehmen wollte. Ich wollte schon 2 LEDs verbauen – der Helligkeit wegen. Die o.g. Optiken gaben die ungefähren Maße vor ->80x40mm. Die Länge der Gehäuses wurde auf ca 120mm festgesetzt, da ein Akku rein sollte, der ca 3 Stunden Betrieb mit voller Leistung ermöglicht. Wärmeleitung und Gewicht schrien förmlich nach Alu. Stärke 2 mm! 3 mm wär unnötig – 1 mm gibt’s nicht 😉

Bei der Stromversorgung gab es das größte Problem. 2×5,9 Watt – wo nehme ich die Watts 3 Stunden lang her? Ein modifiziertes Nabendynamo gibt besten Falls 4 Watt her. (wer jetzt lachen musste.. -)> Dynamos empfehlen sich prinzipiell sehr sehr gut für das Befeuern von LEDs da sie einen konstanten Strom liefern. LightEmittingDiodes verhalten sich wie der Name Diode schon vermuten lässt nicht ohmisch. Ein ohmisches Lämpchen hat einen festen Widerstand. R = U/I. Strom und Spannung verhalten sich also linear. Wenn ich eine 6 Volt Lampe mit 5.5 oder 6.2 Volt betreibe, stelle ich nur geringfügige Helligkeitsunterschiede fest. Wenn die Lampe 12 Ohm hat heißt das @5.5 Volt 2,5 Watt / @ 6.2 Volt 3,2 Watt. Eine LED hingegen ändert seinen Widerstand je nach Strom. Bei 85% der empfohlenen Spannung ist nur sehr wenig von der LED zu sehen, da sie kaum noch Ionen springen lassen kann (Chemie/Physik). Der Strom sinkt also extrem und damit auch die Leistung. Nun ist also die Frage wo ich konstante Spannung von 3.8-3.9 Volt oder Strom von 1.4-1.5 Ampere her beziehe. Ein Lithium Handy Akku wäre gut geeignet. Diese liefern genau diese Spannung und dank ihres kleinen Innenwiderstandes können sie auch problemlos die nötige Leistung abgeben. Lithium-Akkus sind dazu leicht und oftmals relativ günstig. Da ich jedoch einzelne Zellen brauche (eine Zelle hat immer 3.7 Volt Nennspannung), welche ich parallel schalte, fällt die Lithiumbatterie damit leider unter den Tisch. Der Grund – fertige Akkupacks und Lader sind nur für 2-6 Zellen in Reihe zu haben. Modellbauer haben eben gerne viel Volt, weil dann die kalten Lötstellen nicht so auffallen ;-). 5 oder mehr Einzel-Lader lassen selbst bei Eigenbauschaltungen die Kosten explodieren. Dazu sei gesagt, dass man nie mehr als 2 Zellen in Reihe laden sollte, da Lithium sonst irgendwann in Flammen aufgeht. (Überladung bei ungleichem Ladezustand der Zellen).

Das Problem der Stromversorgung war wieder da. NiMh sollte des Aufgabenstellungs Lösung sein. Am besten Mignon-AA Zellen, weil die den meisten Wettbewerb im Internet erfahren(hohe Nachfrage) und somit nen sehr niedrigen Preis haben -> 2€ / Zelle. Gängige Lader können 10 Zellen laden. Das passt noch gut in Gehäuse. Schrumpfschlauch, Lader und Anschlüsse gibt es für zusammen 18€. Dazu 10*2 € sind 38 €. Für rechnerisch 32 Watt / Stunden günstig. Damit kommt man so ca. 2,5 Stunden (Theorie). Die Frage ist jetzt, wie aus den 14.4 Volt der 10 Sanyos (2700mAh) LED-verträgliche Werte erzeugen? Die Lösung – ein Vorwiderstand. Was bei einer lächerlichen 20 mA LED noch funktioniert, da man so 0,12 Watt vernichten muss um eine blaue etwa an einem 9V-Block zubetreiben [VorwiderstandR=(UVersorgung-Uled)/I], macht in unsrem Fall grandiose 10,2 Watt. Den 4,66 Ohm Widerstand müsste man womöglich noch mit Wasser kühlen. 😉

Anm. d. Red. (Umso kleiner der Widerstand umso höher die Stromaufnahme und somit auch die Hitze, alles andere ist ein Trugschluss. Erklärung gibt bei Bedarf bei E-m@il)

Also muss eine Konstantstromquelle (auch unter LED-Treiber bekannt) her. Eigenbau ist in den Dimensionen von 2.8 Ampere nur schwer realisierbar. SMD Bauweise außerdem effizienter und platzsparender. Da unser Protoyp sooo hell ist – wird die Final-Version dimmbar sein. Wirkungsgrad der KSQ ca. 85%. Prinzip PWM = Pulse Width Modulation. Strom nicht an einem Widerstand vernichten sondern per Schaltregler über eine gewisse Zeit getaktete Stromstöße abgeben, die integriert dann einen konstanten Strom darstellen. Dabei geht kaum Energie verloren. So dimmt auch euer iPod das Display aus. Ein Kondensator taugt da nicht. PWM schon. Die Beleuchtung wir nämlich garnicht dunkeler – sie wird nur GANZ oft in der Sekunde ab bzw. angeschaltet – Müsst ihr halt mal genau hinschauen. 😉

Kühlung? Spritzwasser?

Ich hab die LEDs einfach auf einen Aluwinkel geklebt (CPU 2-Comp Wärmeleitkleber), dieser ist mit WLP und Schrauben in das Vierkant-Alu-Rohr geschraubt -> Wärmebrücke. Nach ca 15min wird die gesamte fertige Lampe handwarm. (im freien in der Regel nicht). Gedichtet werden die Gewinde mit Teflon-Band (Gasleitungen dichtet man so auch), Plexiglas-Scheibe mit Teflon-Schnur (1mm) eingepasst und mit Winkelchen verschraubt. Am anderen Ende befindet sich ein Kunststoffstopfen, welcher fest sitzt und ebenfalls mit Teflon-Schnur eingepasst ist. In ihm sind 2 Kippschalter (OldSchool) und eine Edelstahl Öse zum Öffnen (mit etwas Kraftaufwand) untergebracht.

Lenkerhalterungen sind von Cateye – auf dem Schwerpunkt ausgerichtet, somit sind auch die 650g Gesamtmasse keine Problem mehr.

Veredelt wird das ganze dann später von der Firma

oft Oberflächentechnik GmbH
Am Neuen Graben 1
64859 Eppertshausen

Danke schön!

Bilder folgen noch.