Prototyp LED-Scheinwerfer

Ein Prototyp (PT $\alpha_1$ ) besteht aus 43 NSPW, 6 NSPG, alle in das Sharp-Gehäuse eingegossen. Alle LEDs sind auf einer Lochstreifenrasterplatine parallel geschaltet und durch einen hinreichenden Leitungsquerschnitt wird für max. 1,2mV Differenzspannung in den Zuleitungen gesorgt.^3.104 Parallel zu den Nichias sind zwei orange Sharps (GL0ZS042BS) bei 21mA (je 47 Vorwiderstand) geschaltet. Die LEDs werden durch einen Brückengleichrichter aus 4 MBR2545 vom Dynamo versorgt.^3.105 Die Gleichstromseite wird mit 4 $\times$ 15mF/6,3V-Elkos (Typ SE-M-KT) gepuffert. Die LEDs sind alle einzeln ausgerichtet, so daß die Punkte hellster Helligkeit sich in einem Rechteck von ca. 3,2 $\times$ 8,8 $^{\circ} \:$ befinden. Die Strombegrenzung wird durch den Dynamo übernommen. Es ist keine Frontscheibe vorgesetzt.

Die Messungen werden bei Gleichspannung vorgenommen. Die Beleuchtungsstärke ist der gemittelte Wert der Schnitte auf der linken und der rechten Seite.

**Bild 3.66:** Beleuchtungsstärke PT $\alpha_1$ bei 2,4W (ohne Gleichrichter)
$\begin{figure}\centering \subfigure[Schnittebenen]{\includegraphics[width=7.5cm... ...cs[width=8.5cm]{Meszwerte/Schweinwerfer/PTalpha/PTalpha_Contour}} \end{figure}$

**Tabelle 3.30:** Beleuchtungsstärke PT $\alpha$ (Meßabstand auf 10m umgerechnet)
Typ		P	d	inkl.	Zone 1	HV	L1/R1	2	3	L4/R4	L5/R5
	[mA]	[W]	[m]	Gleichr.	[lx]
TA23	370	2,4	10	-	<2	>10	HV	HV	>1,5	>1	-
	400	5	10	-	<2	>20	HV	HV	>2	>2	>2
PT $\alpha_1$	722	2,4	1,9	nein	4,1	9,5		8,1	2,1
PT $\alpha _2$	650	2,49	2,02	ja	4,5	8,7		7,39	1,86	1,06/0,97

Bis auf die Überschreitung des Grenzwertes von 2lx in der Zone 1 werden die nach TA 23 geforderten Werte fast erreicht bzw. erfüllt. Ein Feinrichten der LEDs dürfte, bis auf die Zone 1, die restlichen Anforderungen erfüllen. Die NSPW und NSPG werden im PT $\alpha_1$ bei ca. 2,4W mit 14mA/LED betrieben. Zieht man die Erkenntnisse von Seite

heran, so ergibt sich:

Mit einer Investition von knapp 200DM alleine an LEDs kein ganz billiges Vergnügen und zwei FL mit aufeinander eingespielten Lampen bringen eine bedeutend bessere Ausleuchtung auf die Straße. Allerdings läßt sich mit diesem Aufbau relativ leicht ein adaptiver Scheinwerfer bauen: Man kann über eine Vorrichtung einfach die Platine durchbiegen und so von einem eng gebündelten auf einen aufgefächerten Strahl wechseln. Adaptive Optiken sind im Kfz-Sektor schon in der Entwicklung (ATZ 12/2000, S. 1042 ff.)

Eine Erweiterung (Platinenfläche auffüllen) führt zum PT $\alpha _2$ mit 50 NSPW500 und 12 NSPG500. Dem sind zwei orange Sharp GL0ZS042B0S bei je 21mA parallel geschaltet. Diese Einheit wird in einem Gehäuse mit einer Frontplatte aus 4mm dickem PC^3.106eingebaut und vermessen.

Ende Januar 2001 wird der PT $\alpha _2$ am ATB als Zweitscheinwerfer im Probebetrieb getestet. Auf Asphalt ist das Ergebnis ernüchternd. Gegen einen FL mit einer frischen 6V/3W-Lampe (in Serie zum PT $\alpha _2$ ) kann er auf Asphalt bei weitem nicht gegenanleuchten. Die Stromaufnahme am SON liegt bei ca. 0,65A.^3.107Ein Vorteil ist die sehr gute Lichterzeugung bei niedrigen Geschwindigkeiten, bzw. Strömen von ca. 120mA, wo Glühlampen keine verwertbare Lichtstrom aufweisen. Zudem ist die selektive Rückstrahlcharakteristik von Schnee bemerkenswert, da (er)scheint der PT $\alpha _2$ dann heller als ein FL in Serie mit gealterter Lampe bei gleichem Strom (0,75A@6V bzw. 2,4V@0,5A). Ein Nachteil hat sich schon herausgestellt: Das Gewicht von ca. 480g (inkl. Befestigung und Kabel) und die starken Beschleunigungen haben den bewährten stabilen Leuchtenhalter aus 10x0,5mm 25CrMo4 nach weniger als 100km zerbrochen.

Die folgenden Messungen der Lichtverteilung werden bei 0,65A Gleichstrom vorgenommen. Dabei fallen über PT $\alpha _2$ inkl. Gleichrichter ca. 3,84V bzw. 2,49W ab.^3.108 Damit wird bewußt von den Zulassungsbedingungen abgewichen: Der reale Einsatzfall interessiert, und nicht ein theoretischer Wert, der aufgrund der Systemcharakteristik selbst bei zugelassenen Systemen nicht eingehalten werden kann (siehe Lampenalterung).

**Bild 3.67:** Beleuchtungsstärke PT $\alpha _2$ bei 2,5W
$\begin{figure}\centering \includegraphics[width=10cm]{Meszwerte/Schweinwerfer/PTalpha/PTalpha2_Schnitte} \end{figure}$

Zieht man die gegenüber dem PT $\alpha_1$ vorgenommene Veränderungen (Frontscheibe, anderer Betriebspunkt der LEDs) in Betracht und vernachlässigt die Verlustleistung des Gleichrichters, so wird auch hier der höhere Wirkungsgrad der LEDs bei geringerem Strom bestätigt.

Eine, zunächst vereinfachte, Betrachtung ob Gleichrichter+Pufferung oder antiparallel Schaltung: Um einigermaßen flimmerfrei Licht zu haben ist bei den schnell ansprechenden LEDs eine Frequenz von ca. 50Hz (Ausnutzung nur einer Halbwelle) notwendig. Bei antiparalleler Schaltung reichen also 25Hz für eine flimmerfreie Beleuchtung. Selbst bei getriebelosen Nabendynamos wird dies ab ca. 10km/h erfüllt. Inwieweit sich die pulsförmige Belastung bei mehr als doppeltem Spitzenstrom der LEDs nun gegenüber der gleichmäßigeren bei kondensatorgepuffertem Gleichstrombetrieb auf den ,,Wirkungsgrad `` aüßert muß auch noch betrachtet werden. Aber vorerst wäre die Verlustleistung des Gleichrichters von ca. 0,3W einsparbar.