Seoul P7 LED als Fahrradlampe
Auf dieser Seite möchte ich euch meine selbstgebauten Fahrradlampen vorstellen. Mein Ziel war es,
die maximale Helligkeit, die mit der aktuellen LED Technik möglich ist, zu erreichen. Hierzu bietet sich
die Seoul Semiconductor P7 an, welche mit 900 Lumen bei nur 10 Watt Leistungsaufnahme die wohl hellste derzeit
erhältliche Leuchtdiode ist.
(Vergleichbare Lampen kosten im Fachhandel teilweise über 500 Euro)
(Vergleichbare Lampen kosten im Fachhandel teilweise über 500 Euro)
Folgende Bauteile werden benötigt:
Als Konstantstromquelle habe ich mich für den Buck Schaltregler Black Power mit Dimmer entschieden.
Dieser hat folgende Vorteile:
- Seoul P7 LED
- Reflektor/Linse
- Konstantstromquelle 2800mA
- Ausreichend dimensionierter Kühlkörper für die LED
- Wärmeleitkleber
- Akku (z.B. Modellbau Racing Pack 9,6V)
- Halterung für den Fahrradlenker (z.B. Cateye)
- Kabel, Stecker, Schalter
Als Konstantstromquelle habe ich mich für den Buck Schaltregler Black Power mit Dimmer entschieden.
Dieser hat folgende Vorteile:
- Regelbare Helligkeit der Lampe
- Geringe Wärmeentwicklung
- Hohe Effizienz (ca. 90%)
- Großer Eingangsspannungsbereich (8V - 29V)
Hier die Betriebsanleitung
Durch das Schaltreglerprinzip könnte diese Schaltung auch eine einzige LED an 29 Volt betreiben. Bei höherer Eingangsspannung
sinkt die Stromaufnahme.
Ein Akku mit höherer Spannung hält also bei gleicher Kapazität länger als ein Akku mit geringerer Zellenzahl.
Bei einem dreizelligen LiPo Akku (11,1V) liegt die Stromaufnahme bereits unter 1,2A, wenn damit eine einzelne P7 angesteuert wird.
Gleichzeitig hat man aber die Möglichkeit eine zweite LED am gleichen Akku zu betreiben.
Ich habe drei Lampen gebaut und dafür unterschiedliche Kühlkörper für die LED verwendet. Ein Sternkühlkörper mit einem Durchmesser von 7cm, einen Chipsatzkühler (37 x 37 x 35mm) und für meine kompakte Helmlampe einen Stabkühlkörper (20 x 50mm).
Ich habe drei Lampen gebaut und dafür unterschiedliche Kühlkörper für die LED verwendet. Ein Sternkühlkörper mit einem Durchmesser von 7cm, einen Chipsatzkühler (37 x 37 x 35mm) und für meine kompakte Helmlampe einen Stabkühlkörper (20 x 50mm).
Als Reflektor für die beiden Fahrradlampen dient die Ledil Optik 15°. Mit einer passenden Aufsatzscheibe wird ein Lichtkegel mit 20° Öffnung und eine gleichmäßige Ausleuchtung erreicht.
(Beides bei led-tech erhältlich)
Für die Helmlampe verwende ich einen kleinen Reflektor der ca. 22mm Durchmesser hat. Diesen habe ich mit Schleifpapier so abgerundet, dass ich ihn in ein Alurohr mit 2cm Innendurchmesser kleben konnte.
Danach wurde das Alurohr einfach auf den Stabkühlkörper aufgesteckt.
Die LED wird mit Wärmeleitkleber auf den Kühlkörpern befestigt.
Falls die LED bereits auf einer Sternplatine vormontiert ist könnte man diese auch festschrauben.
Man muss halt die passenden Löcher dazu bohren (und Wärmeleitpaste nicht vergessen!)...
Ein Kunststoffrohr eignet sich gut um die Optik darunter zu verbergen. Aus dem grauen Rohr habe ich noch
ein Stück herausgeschnitten, um das Streulicht der Linse zu nutzen. Wird die Lampe dann am Lenker montiert,
wird auch der Bereich direkt vor dem Fahrrad gut ausgeleuchtet.
Der Black Power Schaltregler kann unterschiedlich betrieben werden:
Den Dreh Encoder sowie alle Kleinteile und das Gehäuse bekommt man bei Reichelt. Die Schaltung lässt sich gut in einem kleinen Kunststoffgehäuse (50 x 70 x 21mm) unterbringen.
- Bedienung mit einem Taster (Fünf Stufen (Aus / 350mA / 1000mA / 2000mA / 2800mA, lassen sich durchschalten und blenden weich ineinander über.
- Bedienung mit zwei Tastern (Hell/Dunkel 0-100% stufenlos)
- Bedienung mit einem Dreh-Encoder (Endlosdrehregler) (Hell/Dunkel 0-100% Stufenlos)
Den Dreh Encoder sowie alle Kleinteile und das Gehäuse bekommt man bei Reichelt. Die Schaltung lässt sich gut in einem kleinen Kunststoffgehäuse (50 x 70 x 21mm) unterbringen.
Am Kabel mit dem grünen MPX Stecker wird der Akku angeschlossen. Am anderen Kabel wird eine der Lampen angeschlossen.
Der zweite Stecker im Gehäuse ist für eine zweite Lampe. Dieser ist in Reihe zur ersten Lampe geschaltet und kann mit
dem abgebildeten Stecker überbrückt werden, falls keine zweite Lampe benötigt wird.
Und hier die zweite Variante:
über den roten und den schwarzen Taster kann die Helligkeit stufenlos eingestellt werden. Über den Kippschalter kann zwischen den fest vorgegebenen Helligkeitstufen gewählt werden.
Und hier die zweite Variante:
über den roten und den schwarzen Taster kann die Helligkeit stufenlos eingestellt werden. Über den Kippschalter kann zwischen den fest vorgegebenen Helligkeitstufen gewählt werden.
Hier zwei Lampen im Betrieb an einem 9,2V Akku:
Die beiden Lampen haben ein Gewicht von 77g bzw. 87g, die Helmlampe mit dem Stabkühlkörper wiegt nur 45g.
Für die Befestigung am Lenker kann eine Cateye Halterung direkt an den Kühlkörper geschraubt werden.
Die Halterung gibt es übrigens auch einzeln zu kaufen. Einfacher kann man die Lampe wirklich nicht befestigen.
Für die Befestigung am Lenker kann eine Cateye Halterung direkt an den Kühlkörper geschraubt werden.
Die Halterung gibt es übrigens auch einzeln zu kaufen. Einfacher kann man die Lampe wirklich nicht befestigen.
Ausgaben:
Jetzt ein Vergleich der Leuchtkraft zwischen
- LED ca 25 Euro
- Schaltregler mit Dimmer: 50 Euro (Einfache Konstantstromquellen bekommt man schon ab ca. 10 Euro!)
- Optik und Aufsatzscheibe ca 6 Euro
- Als Akku habe ich bereits einen 9.6V NiMh Modellbauakku (ca 30 Euro). Ich würde jedoch einen LiPo mit 11,1 Volt empfehlen. Ein passendes Ladegerät ist dann allerdings erforderlich.
- Kühlkörper ca 5 Euro.
- Halterung für die Befestigung am Fahrrad (z.B. Cateye) ca 6 Euro
- Kleinteile (Kabel, Stecker, Schalter, PVC Rohr, Gehäuse) ca 10 Euro
Jetzt ein Vergleich der Leuchtkraft zwischen
- Maglite mit 3 Watt LED (ca 180 Lumen)
- Crane (Aldi) LED Stirnleuchte mit 1 Watt LED (ca 75 Lumen)
- Selbstgebaute P7 Lampe
Die folgenden Bilder wurden mit Stativ, identischer Blende und gleicher Belichtungszeit aufgenommen:
Maglite: Der scharf gebündelte Lichtstrahl trifft weit hinten auf und ist kaum zu sehen
Die Crane Stirnlampe leuchtet die nahe Umgebung besser aus.
Die P7 übertrifft alles :)
Praxistest
Inzwischen hatte ich die Lampe schon mehrmals bei Nachtfahrten im Einsatz. Bei Fahrten auf Asphalt, oder bei gemäßigter Geschwindigkeit (z.B. Waldwege bergauf), reicht die minimale Lichtstärke völlig aus. Nur bei schnellen Abfahrten, auf Trails und Waldwegen, macht die volle Lichtleistung wirklich Sinn. Die Möglichkeit die Lampe nur bei Bedarf hochzuregeln wirkt sich natürlich sehr positiv auf die Akkulaufzeit aus.
Als Akku dient mir derzeit ein 9,6V NiMh Akku mit 3600mAh Kapazität.
Ist der Akku voll geladen, dann hat dieser eine Spannung von über 10V.
Bei minimaler Leuchtkraft werden dem Akku weniger als 200mA entnommen, bei maximaler Helligkeit etwa 1,2 Amperé. Hier eine kleine Vergleichstabelle, welche die Stromaufnahme der Schaltung bei unterschiedlichen Akkuspannungen wiedergibt. Es wurde jeweils bei kleinster und größter Helligkeit gemessen.
Sinkt die Akkuspannung auf etwa 7V, dann schaltet der Regler ab. Eine Tiefentladung des Akkus wird so vermieden. Bei einem 9,6V Akku, der eine reale Kapazität von 3000mAh hat, würde die Lampe über 2 Stunden bei voller Leistung durchhalten. Bei minimaler Leuchtkraft ca. 12-15 Stunden. :)
P.S.
Als Akkuhalterung kann zum Beispiel eine Trinkflasche dienen, in die man den Akku hineinpackt, oder die Halterung von einem ABUS Faltschloss.
Inzwischen hatte ich die Lampe schon mehrmals bei Nachtfahrten im Einsatz. Bei Fahrten auf Asphalt, oder bei gemäßigter Geschwindigkeit (z.B. Waldwege bergauf), reicht die minimale Lichtstärke völlig aus. Nur bei schnellen Abfahrten, auf Trails und Waldwegen, macht die volle Lichtleistung wirklich Sinn. Die Möglichkeit die Lampe nur bei Bedarf hochzuregeln wirkt sich natürlich sehr positiv auf die Akkulaufzeit aus.
Als Akku dient mir derzeit ein 9,6V NiMh Akku mit 3600mAh Kapazität.
Ist der Akku voll geladen, dann hat dieser eine Spannung von über 10V.
Bei minimaler Leuchtkraft werden dem Akku weniger als 200mA entnommen, bei maximaler Helligkeit etwa 1,2 Amperé. Hier eine kleine Vergleichstabelle, welche die Stromaufnahme der Schaltung bei unterschiedlichen Akkuspannungen wiedergibt. Es wurde jeweils bei kleinster und größter Helligkeit gemessen.
| Akkuspannung | Stromaufnahme min | Stromaufnahme max |
|---|---|---|
| 11,0V | 160mA | 1,15A |
| 10,5V | 170mA | 1,20A |
| 10,0V | 190mA | 1,25A |
| 9,5V | 200mA | 1,32A |
| 9,0V | 220mA | 1,39A |
| 8,5V | 240mA | 1,48A |
| 8,0V | 270mA | 1,57A |
Sinkt die Akkuspannung auf etwa 7V, dann schaltet der Regler ab. Eine Tiefentladung des Akkus wird so vermieden. Bei einem 9,6V Akku, der eine reale Kapazität von 3000mAh hat, würde die Lampe über 2 Stunden bei voller Leistung durchhalten. Bei minimaler Leuchtkraft ca. 12-15 Stunden. :)
P.S.
Als Akkuhalterung kann zum Beispiel eine Trinkflasche dienen, in die man den Akku hineinpackt, oder die Halterung von einem ABUS Faltschloss.
Hier eine Nachtfahrt mit den Lampen. Nicht spektakulär, dafür aber hell :)
Aufgrund vieler Anfragen hier noch ein Nachtrag zur Verwendung der Schaltung mit Drehregler:
Verwendet habe ich den Drehimpulsgeber mit der Bestellnummer "STEC11B13" von REICHELT und so wird er angeschlossen:
Die zwei kleinen Kontakte (roter Pfeil) müssen im Drehencoderbetrieb überbrückt werden. Die blau eingezeichnenten Verbindungen sind nicht notwendig. Sie bewirken dass die Schaltung durch Tasten des Drehknopfes ausgeschaltet werden kann.
(Der Anschluss eines separaten Schalters wäre hier sinnvoller...)
Datenblatt Schaltregler
Drehimpulsgeber
Drehimpulsgeber Datenblatt
Verwendet habe ich den Drehimpulsgeber mit der Bestellnummer "STEC11B13" von REICHELT und so wird er angeschlossen:
Die zwei kleinen Kontakte (roter Pfeil) müssen im Drehencoderbetrieb überbrückt werden. Die blau eingezeichnenten Verbindungen sind nicht notwendig. Sie bewirken dass die Schaltung durch Tasten des Drehknopfes ausgeschaltet werden kann.
(Der Anschluss eines separaten Schalters wäre hier sinnvoller...)
Datenblatt Schaltregler
Drehimpulsgeber
Drehimpulsgeber Datenblatt