diese ganzen LED-threads sind ja teilweise ein graus zu lesen deswegen kommt jetzt hier mal eine kurze übersicht zu dem thema, die ich aber noch ausbauen werde
inhaltsverzeichnis:
- erstmal vorweg ein bischen was zu LEDs
- LEDs und der abstrahlwinkel
- sogenannte SMD-LEDs und der abstrahlwinkel
- strom in LEDs und glühlampen
- spannungen an einer LED
- LEDs und der vorwiderstand
- vorteile der LEDs
- nachteile der LEDs
- simson und LEDs
- die ungeregelte simson-lima
- die simson lima und die stromaufnahme von leds
- auswege aus dem dilemma: die batterie
- umbau der beleuchtung auf reinen LED betrieb (bis auf scheinwerfer vorne) bei 6V simmen
- umbau der beleuchtung auf reinen LED betrieb (bis auf scheinwerfer vorne) bei 12V simmen
- umbau der beleuchtung auf reinen LED betrieb (bis auf scheinwerfer vorne) bei 6V simmen mit elba (SR50)
- umbau der beleuchtung bei vape und pvl in s50, s51 und kr51
- umbau der beleuchtung bei vape und pvl im sr50
- ausbremsen des blinkgebers
- ungewollte "warnblink"-anlagen nach LED-umbau
- lösungen für die "warnblinker"
- rechtliches
- dank an folgende user
erstmal vorweg ein bischen was zu LEDs:
die dinger sind eigentlich nix weiter als dioden, die licht aussenden könne: (L(ight) E(mitting) D(iode). da sich im namen der LED das wort diode versteckt können LEDs genau das gleiche wie normale dioden: den strom nur in einer richtung durchlassen (andersrum bleibts dunkel), allerdings kann eine led wesentlich weniger strom ab als eine normale diode.
LEDs und der abstrahlwinkel
beim einbau von LEDs muss man einen wert ganz besonders beachten: den sogenannten abstrahlwinkel. dieser winkel gibt an unter welchen sichtwinkeln von einer LED die angebene lichtleistung zu sehen ist. heißt im klartext, daß man z.b. blinker mit LEDs von schräg seitlich kaum sieht, wenn der abstrahlwinkel zu klein ist. von daher ist dieser abstrahlwinkel für eine gute sichtbarkeit im straßenverkehr SEHR wichtig!
dieser winkel ist bauartbedingt: der (winzigkleine) teil der LED, der das licht erzeugt, sitzt in einem reflektor, der dafür sorgt daß das licht gebündelt nach oben abgestrahlt wird. dies liegt mit daran daß LEDs ursprünglich als reine anzeigeleuchtmittel konzipiert waren (auf anzeigen schaut man nunmal meist von oben drauf).
sogenannte SMD-LEDs und der abstrahlwinkel
seit einiger zeit gibt es sogenannte SMD-LEDs auf dem markt. man erkennt sie an einer meist sehr flachen bauweise. es sind dann nur wenige millimeter große weiße quadratische plastikplatten, mit einem, je nach LED, gelben, orangenen oder sonstwie gefärbtem kreis obendrauf. diese "farbklecks" enthält das leuchtende element der LED. zum einen wird durch das gefärbte gußmaterial die farbtemperatur "wärmer" (sprich herabgesetzt). zum anderen erhöht sich der abstrahlwinkel im vergleich zu normalen LEDs DEUTLICH (liegt meist im bereich von 100 bis 140° derzeit). normale LEDs haben soweit ich weiß meist zwischen 20 und 40°. diese art von LED eignet sich somit, zumindest vom abstrahlwinkel her, schon wesentlich eher für den straßenbereich (heißt aber nicht daß sie automatisch legal wären...)
strom in LEDs und glühlampen
eine stinknormale LED benötigt für optimalen betrieb etwa 20mA. diese stromaufnahme ist bei standard-LEDs immer gleich, nur schwankt je nach farbe (grün, blau und weiß brauch ein bischen mehr) die nennspannung. bei 12V entsprechen 20mA einer leistungsaufnahme von 240mW, also rund einem viertel watt. bei leistungs-LEDs fließen dann bis zu 350mA, die müssen dann aber auch gekühlt werden. im vergleich zu einer glühlampe fließt allerdings auch bei hochleistungs LEDs wenig strom, selbst wenn man mehrere nimmt. ein beispiel: eine 10W glülampe braucht bei 12V bischen über 0.8A. eine hochleistungs LED nimmt 0.35A, also weniger als die hälfte, leuchtet allerdings stärker als die 10W glühlampe. unter anderem wegen der stromaufnahme will man deshalb in der simson LEDs haben: sie brauchen weniger strom als glühlampen bei gleicher lichtleisung.
spannungen an einer LED
um die brauch man sich keine sorgen machen. solange man dafür sorgt, daß der nennstrom durch die LED fließt, stellt sich die benötigte nennsapannung von selbst an der LED ein. dies sind meist zwischen 2 und 3 volt. zum einstellen des nennstroms verwendet man einen vorwiderstand
LEDs und der vorwiderstand
zu jeder LED gehört ein vorwiderstand. dieser begrenzt den strom, der durch die LED fließen kann (widerstand und LED sind in reihe geschaltet, dadurch fließt durch beide derselbe strom). durch diese strombegrenzung wird dafür gesorgt daß ein großteil der spannung über dem wiederstand abfällt und die led damit nur ihre nennspannung erhält. desweiteren "puffert" der widerstand spannungsschwankungen. soll heißen, daß mit widerstand die stromschwankungen in der led auch bei größeren spannungsschwankungen vor dem widerstand nicht so groß ausfallen.
bei glühlampen braucht man so etwas nicht, da glühlampen im prinzip temperaturabhängige widerstände sind. je heißer (= heller) sie werden, desto höher wird ihr widerstand. deswegen kann man eine glühlampe direkt in einen stromkreis hängen, da kann nie zu viel strom fließen, sie regelt sich sozusagen selbst ein. bei LEDs ist das anders. deren widerstand verändert sich kaum bis gar nicht. da er sehr klein ist, brennt eine LED sofort durch wenn man sie in einen 12V stromkreis hängt, weil sie durch den kleinen widerstand viel zu viel strom abbekommt. deswegen der vorwiderstand davor. zum berechnen dieses widerstandes einfach mal google fragen
vorteile der LEDs
LEDs haben eine ganze menge vorteile:
- geringe stromaufnahme
- kaum wärmeentwicklung (achtung, dies gilt nur für normale LEDs. hochleistungs LEDs entwickeln sehr wohl wärme, und zwar genug daß sie per kühlblech abgeführt werden muss
- sind sofort an und wieder aus. (glühobst brauch erst eine gewisse zeit zum "vorheizen" bzw glüht nach. so brauchen zum beispiel normale autoblinker etwa 200ms, bevor sie volle leuchtstärke haben. LED blinker hingegen sind sofort an. beim ausgehen das gleiche: normale autoblinker leuchten etwa 200ms nach, LEDs sind sofort aus)
- kleine abmessungen
- in bestimmten richtungen hohe leuchtdichte
- robust gegen erschütterungen
nachteile der LEDs
allerdings haben LEDs auch einige wichtige nachteile, sonst würde es keine glühlampen mehr geben:
- eine einzelne (normale) LED ist wesentlich dunkler als eine glühbirne. um vergleichbare werte zu erhalten muss man sehr viele davon nehmen.
- sie haben eine sehr bescheidene abstrahlcharakteristik, heißt sind nur aus bestimmten richtungen erkennbar. nicht umsonst haben auch moderne autos mit led rücklciht meist glühbirnen blinker, weil man die einfach besser sieht.... nur die neueste entwicklung der superhellen leds mit abstrahlwinkeln von 180° (zie z.b. bei den audi tagfahrlichtern usw) sind brauchbar aber auch irre teuer (1-30€ pro stück)
- sie sind gegenüber spannungsspitzen wesentlich empfindlicher als glühbirnen
(danke an scrap für den hinweis auf die nachteile)
simson und LEDs
soweit zur theorie. man nimmt LEDs also dazu um bei gleicher oder stärkerer lichtleistung weniger strom zu verbrauchen. dies erscheint speziell bei simson mit der eh schon bescheidenen batterieladung (außer VAPE) dann auch sinnvoll und verlockend. wenn man jetzt allerdings die LEDs einfach anstelle der alten glühlampen einsetzt (es gibt ja fertige LED-packen, die direkt in die simson-sockelfassungen passen), hat man nicht lange freude an den dingern:
- im rücklicht, standlicht und im tacho gehen sie sehr fix kaputt, speziell bei höheren drehzahlen
- im blinker spielen sie verrückt (sehr hohe blinkfrequenz)
fazit: den elektronik-schrott entsorgen und wieder das gute alte glühobst rein? nein mit ein paar schnell zu erledigenden umbauten ist elektronisches "obst" in der simme absolut kein problem und sehr langlebig, selbst bei steinzeit-6V-anlagen ^^. aber erstmal zur ursache wieso die LEDs im rücklicht hopps gehen und im blinker verrückt spielen...
die ungeregelte simson-lima
normalerweise hat man drei spulen auf der grundplatte. zündung, scheinwerfer vorne, bremslicht und batterie. uns interessiert speziell die bremslicht-und-batterie-spule (bei den anderen ist es aber analog). die dinger sind nicht nach spannung, sondern nach strom ausgelegt. bei nenndrehzahl liefern sie also einen nahezu konstanten strom. die angegebene spannung stellt sich erst dann in etwa ein, sobald die angebene leistung abgenommen wird. leistung berechnet sich aus strom mal spannung. als beispiel: 6V 21W birne benötigt für korrekten betrieb 3.5A. die rücklicht-spule liefert eben diese 3.5A (stehen ja 6V 21W drauf) klemmt man jetzt diese birne direkt auf die spule und mißt bei einer drehzahl von etwa 5000 touren die spannung wird man etwa 6V messen, meist bischen mehr.
wenn man jetzt an die spule nix anklemmt, nimmt ja keine leistung ab. die spule will aber trotzdem ihre 21W "rausschieben". da keine 3.5A abgenommen werden, passiert folgendes: die spannung, die die spule liefert steigt sprunghaft an. warum? leistung ist das produkt aus strom und spannung. nehmen wir mal an, durch das angeschlossene messgerät fließt ein strom von 0.1A. das sind 100mA. wenn man jetzt 21W durch 0.1A teilt, um die anliegende spannung zu ermitteln, kommt man auf theoretische 210V die die spule derzeit liefert! durch physikalische gegebenheiten wie spulen induktivität, widerstand der spule, etc... ist die real gemessene spannung wesentlich niedriger, erreicht aber nichtsdestotrotz problemlos 20V und mehr!
wer sich jetzt fragt wieso dann das 5W rücklicht und die tachofunzeln an der 21W rücklichtspule nicht durchbrennen (da müssten ja statt 6V spannung etwa 20V anliegen (es fließt ein etwa dreimal so kleiner strom wie bei nennbelastung, da die belastung der spule nur ein drittel beträgt. folglich steigt die spannung um etwa das dreifache!)): die antwort liegt in der schlußlichtdrossel der ladeanlage. diese verhindert das durchbrennen, da sie wie ein "vorwiderstand" wirkt, der den strom begrenzt
die simson lima und die stromaufnahme von leds
hängt man jetzt direkt auf die spule eine LED mit vorwiderstand, dann reicht es aus, wenn man einmal "am seil zieht" und die led ist hinüber. die led hat einfach zuviel spannung abbekommen, trotz vorwiderstand! der vorwiderstand ist nämlich nur für nennspannung von 6V ausgelegt gewesen und nicht für 20V und mehr wer jetzt denkt: hmm... dann häng ich die ladeanlage mit rein, die begrenzt den strom ja. vom prinzip her stimmt es, aber: die schlußlichtdrossel der ladeanlage ist für eine bestimmte strombegrenzung ausgelegt. dieser beträgt etwa ein ampere. wird dieser strom nicht abgenommen, dann passiert genau das gleiche wie bei der rücklichtspule: die spannung steigt rapide an! und eine LED nimmt nunmal kein ampere ab. erst ein größeres LED paket nimmt solch einen strom ab. damit kann man dann allerdings schon fast nen fußballplatz beleuchten
fazit: LEDs NIEMALS direkt auf simson (und andere moped) licht-spulen hängen!
auswege aus dem dilemma: die batterie
tja... was nun? LED direkt auf lima geht nun nicht. komplizierte vorschaltelektronik die spannung und strom begrenzt ist teuer und erfordert ahnung. die lösung des problems hat fast jede simson an bord: die gute alte bakterie auch bleisammler genannt. die batterie gibt im gegensatz zur lichtmaschine eine konstante spannung ab, die erst einbricht sobald man zuviel strom aus der batterie zieht. schönes beispiel ist hier das auto: macht mal vorne licht an, bevor ihr das auto startet. wenn ihr jetzt startet, flackern die scheinwerfer. der anlasser im auto brauch richtig tüchtig strom, da fließen bei größeren motoren kurzzeitig bis zu 400A drüber weg! da bricht die spannung der batterie dann auch auf bis zu 6 - 7V ein. deswegen flackern die scheinwerfer.
aber im normalfall kommen aus ner batterie immer 6/12V raus, egal ob eine glühlampe oder eine LED mit vorwiderstand dranhängt. genau diese konstante spannung brauch eine LED. deswegen gilt: JEGLICHES LED licht in einer simson gehört IMMER auf die batterie geklemmt. also die blinker (sind sowieso auf batterie), rücklicht, standlicht vorne, tacho beleuchtung, sonstige LED beleuchtung. da LEDs sehr wenig strom ziehen, schafft es die rücklichtspule problemlos die batterieladung zu gewährleisten, selbst bei "festbeleuchtung" (stadtfahrten mit viel geblinke und gebremse). bei glühlampen hingegen wäre die batterie bei stadtfahrten sehr schnell leer.
wer jetzt denkt: hmm. die batterie liefert zwar im stand ihre konstanste spannung. aber was ist wenn der motor läuft? die rücklichtspule liefert ja einen sehr unregelmäßigen ladestrom. das ist aber kein problem, da hier die batterie als puffer funktioniert. überspannungen werden von der ladeanlage aufgefangen und gegebenenfalls abgeblockt. wobei die elektronisch geregelte elba dies wesentlich sauberer hinbekommt als die analoge ladeanlage. bei der alten ladeanlage können im bordnetz bei vollgas durchaus mal 8 - 9V anliegen. für LED bestückung lohnt sich daher der einsatz der elba, wenn man an langer lebensdauer der LEDs interessiert ist
umbau der beleuchtung auf reinen LED betrieb (bis auf scheinwerfer vorne) bei 6V simmen
is eigentlich recht schnell und simpel gemacht. ich geh jetzt erstmal von einer stinknormalen s51 b1-4, bzw s51 b2-4 aus (sind beide elektrisch baugleich, bis auf die elektronik-zündung und die blinkerkontrolleuchte)
- als erstes zieht ihr die schlußlichtdrossel der ladeanlage vom zündschloß ab. das sind die beiden grau/schwarzen kabel die aus der ladeanlage kommen. die könnt ihr isolieren und irgendwo in der simme vergraben
- dann zieht ihr das grau/rote kabel, welches von der grundplatte kommt, vom dreierkontakt am zündschloß ab und isoliert es
- dann verbindet ihr die 59b am zündschloß mit dem dreierkontakt
- als nächstes verbindet ihr dann den dreierkontakt mit klemme 15/51.
jetzt habt ihr bremslicht, rücklicht und tachobeleuchtung auf batterie laufen. jetzt könnt ihr alle 6v birnen mit LEDs ersetzen.
umbau der beleuchtung auf reinen LED betrieb (bis auf scheinwerfer vorne) bei 12V simmen
auch bei 12V simmen ists recht schnell und simpel gemacht. geht sogar einfacher als bei 6V.bei den 12V modellen sind die relevanten stromkreise dieselben, deswegen unterscheid ich da jetzt nicht näher.
- der erste punkt gilt nur für simmen mit EWR drinne! ihr zieht vom dreierkontakt das rot/weiße, das weiße und das weiß/schwarze kabel ab und verbindet sie miteinander. gut isolieren das graue kabel vom rücklicht drauf lassen
- bei simmen ohne EWR zieht ihr das graue rücklichtkabel von klemme 56 ab und steckt es auf den leeren dreierkontakt
- an der elba (oder dem ewr) klemmen 2 grüne kabel. eins davon geht zum bremslicht-verteiler (ao auch die ganzens bremslichtschalter drinklemmen). dieses kabel zieht ihr ab und verbindet es mit dem dreierkontakt
- als nächstes verbindet ihr dann den dreierkontakt mit klemme 15/51.
jetzt habt ihr bremslicht, rücklicht und tachobeleuchtung auf batterie laufen. nun könnt ihr alle 12v birnen mit LEDs ersetzen. als netter nebeneffekt habt ihr jetzt vorne am scheinwerfer ein paar watt mehr zur verfügung.
umbau der beleuchtung auf reinen LED betrieb (bis auf scheinwerfer vorne) bei 6V simmen mit elba (SR50)
is auch hier schnell und simpel gemacht. ausgangspunkt ist der sr50 b4.
- weiß/schwarze kabel vom lichtverteiler ab machen (2mal klemme 56) und separat verbinden. in dem 4er verteiler sollte jetzt nur noch ein graues kabel vom rücklicht stecken
- schwarz/rotes kabel von 54 abziehen und auf eine der freien 56er klemmen stecken.
- die andere freie klemme 56 mit der freien klemme im verteiler für 15/51 verbinden
jetzt habt ihr bremslicht, rücklicht und tachobeleuchtung auf batterie laufen. nun könnt ihr alle 6v birnen mit LEDs ersetzen. als netter nebeneffekt habt ihr jetzt vorne am scheinwerfer ein paar watt mehr zur verfügung.
umbau der beleuchtung bei vape und pvl in s50, s51 und kr51
ich hab jetzt keinen pvl-schaltplan da. aufgrund von dem was mir bisher so erzählt wurde geh ich mal von einer ähnlichen verschaltung bei vape und pvl aus
- am dreierkontakt stecken bei der vape alle leuchten, bis auf die blinker. ihr zieht hier als erstes das kabel ab, welches mit dem gelben kabel am steckverbinder verbunden ist (meist schwarz/weiß, manchmal auch grau/schwarz) und verbindet dieses kabel direkt mit dem weiß/schwarzen kabel, welches zum scheinwerfer vorne geht
- jetzt nehmt ihr euch ein kabel und verbindet den dreierkontakt mit klemme 15/51 vom zündschloß
das wars. jetzt habt ihr alles licht bis auf den scheinwerfer auf batterie.
umbau der beleuchtung bei vape und pvl im sr50
ich hab hier auch keinen pvl-schaltplan da. aufgrund von dem was mir bisher so erzählt wurde geh ich mal von einer ähnlichen verschaltung bei vape und pvl aus
- weiß/schwarze kabel vom lichtverteiler ab machen (2mal klemme 56) und separat verbinden. in dem 4er verteiler sollte jetzt nur noch ein graues kabel vom rücklicht stecken
- schwarz/rotes kabel von 54 abziehen und auf eine der freien 56er klemmen stecken.
- die andere freie klemme 56 mit der freien klemme im verteiler für 15/51 verbinden
das wars. jetzt habt ihr alles licht bis auf den scheinwerfer auf batterie.
ausbremsen des blinkgebers
wenn ihr jetzt alles glühobst mit LEDs ersetzt habt und blinken wollt, werdet ihr merken daß es nicht blinkt, sondern entweder nur flimmert oder gleihc gar nicht geht. dies liegt daran daß weder der analoge blinkgeber (der brauch die glühlampenlast zwingend) noch die elba (hier schlägt die lastüberwachung zu) mit LEDs zurechtkommen. hier hilft nur sich bei louis und consorten oder den diversen simson-shops einen LED-tauglichen blinkgeber zu besorgen. kostenpunkt: zwischen 10 und 30 euro. (man kann auch die lastüberwachung in der elba deaktivieren, aber da muss man in der elba herumlöten ^^)
bei der elba dürft ihr aber nicht einfach alles abziehen, weil in der elba ja auch noch die batterie-ladeschaltung mit integriert ist:
- 49a von der elba abziehen und mit der 49a am led blinkgeber verbinden
- led-blinker mit masse verbinden, falls er diese benötigt.
- led-blinker mit klemme 15 am zündschloß oder der klemme 49 an der elba verbinden
ungewollte "warnblink"-anlagen nach LED-umbau
dazu kommt es eigentlich IMMER durch die kontrolleuchte! (vorrausgesetzt sie war vor umbau funktionsfähig). die überbrückt nämlich links und rechts und holt sich ihre "masse" vom jeweils inaktiven kreis. bei 12V und 2W fließen durch die kontrolleuchte ca. 170mA. durch die dicken blinkleuchten müssen aber bei 12V schon 3.5A durch, damits da mitblinkt sprich die 170mA (= 0.17A) jucken die blinkerbirnen nicht im geringsten... bei LED ists wiederum was andres: die kleine kontrolleuchte hat im betrieb einen widerstand von etwa 70 O(hm). wenn das ding aber kalt ist, ist der widerstand nur ungefähr ein zehntel dessen, also um und bei 7 O(hm). und 7 O(hm) sind für halbleiter kein widerstand... was brauch sone LED? sagen wir mal 1W. sind zusammen dann 2W. somit ca. 170mA. bei den 7 ohm der kontrolleuchte bleiben da somit ca. 1,2V hängen. eventuell mehr, eventuell weniger... führt jedenfalls dazu daß die leds des inaktiven blinkerkreises immer noch 11V zum blinken haben und die kontrolleuchte eventuell grade eben anfängt mit zu glimmen und schon hat man den ungewollten warnblinker
lösungen für die "warnblinker"
der erste ansatz lautet: kontrolleuchte raus! will man die aber behalten, macht man folgendes: häng eine seite der leuchte auf masse. und an die andere seite hängste 2 standard gleichrichterdioden (1n400x). der balken muß in richtung lampe zeigen. eine diode kommt auf den rechten blinkerkreis, die andre auf den linken. sprich eine an das grün/schwarze kabel, die andre ans grün/weiße. dann die andren seiten der dioden (da wo der weiße balken hinzeigt) zusammnenlöten und an die eine seite der lampe. die andre seite der lampe dann wie gesagt auf masse. feddisch falls die kontrolleuchte ebenfalls auf LED umgebaut wurde/werden soll: masse der LED ganz normal auf rahmen-masse. die Plusseite (inklusive eventuell nötigem vorwiderstand) hängste auf das zusammengelötete ende der beiden gleichrichterdioden. leuchtet!
rechtliches
das häßliche zum schluß: diese ganzen LED-sockel-einsätze zum nachrüsten sind allesamt illegal im straßenverkehr, da sie keine straßenzulassung (stichwort e-prüfzeichen) besitzen. es gibt allerdings eine alternative: ihr latscht zu louis und kauft euch komplette LED miniblinker und LED rücklichter. diese haben e-prüfzeichen und sind somit legal im straßenverkehr zugelassen. aber NUR als ganzes! und achtet darauf daß das e-prüfzeichen auch wirklich auf der streuscheibe selbst eingeprägt ist und nicht auf irgendwelchen aufgesetzten "katzenaugen" (=rückstrahler)!
hierzu noch ein veriweis auf einen anderen thread: --> (runde) LED-Rückleuchten <--
dank an folgende user:
DUO78 (für rechtliche hinweise)
scrap (für den abstrahlwinkel und die korrektur mit dem vorwiderstand)
so... jetzt solltet ihr LED tauglich sein
cya v3g0
3d1t: ups... doch etwas umfangreicher geworden
3d1t2: erstmal danke für die vielen positiven rückmeldungen da ham sich die 2 std. ja doch gelohnt
hab jetzt mal die vape mit integriert (ich hoffe die pvl is exakt genau so verschaltet, sonst bitte mal schaltpläne schicken) und nochwas bei der batterieladung ergänzt.
die schaltpläne muss ich erst entsprechend bearbeiten, und muss dann den herrn moser erstmal fragen ob ich die geänderten versionen so hier reinstellen darf. ist der hier im forum angemeldet? hab mal was von net-harry gelesen
3d1t3: anregungen von scrap mit eingebaut
3d1t4 [17/10/13]: mal SMD-LEDs mit eingepflegt sowie die ungewollten warnblinkanlagen nach umbau der blinker auf LED mit abgehandelt