Tesla P7

Eine neuwertige Tesla mit Seoul P7 verirrt sich Ende 2009 auf den Labortisch.

Die Tesla wiegt ca. 101g. Davon entfallen ca. 6,2g auf die Überwurfmutter für die Frontscheibe (inkl. Gummiring), 3,65g auf das Frontglas, 3,1g auf den Reflektor, 10,9g auf den Halter inkl. Gummiring und die restlichen 77,3g auf den nicht so einfach weiter demontierbaren Teil des Scheinwerfers.

Die Frontscheibe ist unvergütet und hat eine Transmission von 91,4% im Licht einer weißen LED.

Der Reflektor hat eine Öffnung von ca. 32mm und eine Tiefe von ca. 18mm. Er sammelt damit den über ca. 2$\times$41$^{\circ} \:$ hinausgehenden den Lichtstrom ein. Die Seoul P7 ist mit $2\Phi_{1/2}=130\,$$^{\circ} \:$ angegeben. Laut Bild 3.36 werden etwa 60% des Lichtstromes einer Cree XR-E^3.180 in diesem Winkel direkt nach vorne abgestrahlt und die restlichen 40% durch den Reflektor erfaßt und dann noch von der Frontscheibe gedämpft. Der Faktor für die optischen Verluste beträgt damit

$$0,6 \cdot 0,9+(1-0,6)0,9 \cdot 0,9=0,81$$ (3.94)

Dabei ist der Reflektionsgrad des Reflektors mit 90% angenommenen.

Nun wird noch aufgrund der erhöhten Temperatur ein weiterer Abschlag zu berücksichtigen sein. Laut Datenblatt von Seoul ist bei einer Junction-Temperatur von 100$^{\circ}$C nur noch mit ca. 85% des Nennlichtstromes zu rechnen. Da die Temperatur am Kathoden-Beinchen der LED bei ca. 10km/h Fahrtwind und 18$^{\circ}$C Umgebungstempertur mit ca. 60$^{\circ}$C gemessen wird sind 100$^{\circ}$C an der Sperrschicht wohl realistisch.

Damit bleiben vom gesammten Lichtstrom $\Phi_{\mbox{\footnotesize Nenn}}$ der LED, von Lupine mit 700lm beworben,

$$\Phi=\Phi_{\mbox{\footnotesize Nenn}}0,81 \cdot 0,85=700\cdot 0,81\cdot 0,85=482\,\mbox{lm}$$ (3.95)

über. Das entspricht ziemlich genau den 522lm, die mit der Ulbrichtkugel im vorderen Halbraum gemessen werden. Nur acht Prozent Abweichung bei solch groben Annahmen und optischen Messungen sind schon eine gute Näherung.

Nicht, daß jetzt jemand behauptet, ich würde damit Lupine madig machen wollen. Mit diesen Rechnungen ist jeder Scheinwerfer(-hersteller) konfrontiert. Egal, ob Halogen (vgl. S. ) oder LED. Egal, ob Schmidt, Supernova, bumm oder halt Lupine. Nur ist das Werben mit Nennlichtströmen der LED halt genauso ,,irreführend`` wie das verbreitete Werben mit Aufnahmeleistungen von Staubsaugern, Küchenmaschinen oder Bohrmaschinen.

Die Helligkeit ist in drei Stufen einstellbar (vgl. Tabelle 3.39).

Tabelle 3.39: Helligkeitsstufen Tesla

Stufe	P	E
	[W]	[lx]
1	12,63	41,81
2	3,7	19,77
3	1,28	7,86

Gekühlt wird im Breich von 50$\times$40$^{\circ} \:$ ein Lichtstrom von 367lm gemessen. Mit der UK4 wird ein gesamt abgegebener Lichtstrom von 522lm gemessen. In einem Abstand von dem Port A^3.181, der ungefähr den 50$\times$40$^{\circ} \:$entspricht, werden 359lm gemessen. Die Werte stimmen untereinander und mit obigen Abschätzungen (siehe optische Verluste und Temperatureinfluß) hinreichend gut überein.

Die aufgenommene elektrische Leistung ist zwischen 6,5 und 9V relativ konstant. Die Elektronik ist anscheinend voll auf Akkus ausgerichtet:

• Von höheren Spannungen kommend geht die Tesla bei 6,0V nach ca. 15s aus. Ein Anschalten ist nicht mehr möglich. Damit werden LiIon-Akkupacks mit zwei Zellen effektiv vor Tiefentladung geschützt. (vgl. Seite .)

• Ist ersteinmal eine so niedrige Spannung erreicht, daß die Status-LED von blau nach rot/blau-blinkend wechselt und die LED-Leistung reduziert wird, so wird bei Erhöhen der Spannung nicht mehr LED-Leistung verfügbar.

• Erst durch das Trennen von der Versorgungsspannung (Akkuwechsel) ist nach dem Erhöhen der Versorgungsspannung wieder die volle Leistung einstellbar.

• Der Wechsel von blau nach rot/blau-blinkender Status-LED findet zwischen 6,4 und 6,3V statt.

Der Temperaturgang der Tesla wird bei Nennleistung, 19$^{\circ}$C Umgegungstemperatur und 7,8V Eingangsspannung aufgenommen. Die NiCrNi-Perle ist dabei unter das Kathodenbeinchen der LED geklemmt. Als thermischer Widerstand zur Sperrschicht-Montagefläche $R_{\Phi}$ werden 3K/W angegeben. Das Beinchen hat in erster Näherung den gleichen thermischen Widerstand. Anstatt der Glasscheibe ist die Front mit Tesafilm abgeklebt, die NiCrNi-Leitung muß ja nach außen geführt werden. Ebenso ist der Reflektor nicht montiert. Das sollte allerdings im Temperaturgang vernachlässigbar sein. Der Kühlluftstrom läuft von unten nach oben mit ca. 10km/h oberhalb der Tesla.

Bild 3.114: Einfluß der Temperatur auf die Tesla

Die Sperrschichttemperatur ( $\vartheta_{\mbox{\footnotesize J}}$) wird dabei mit $R_{\Phi}=3$K/W, der elektrischen Leistung sowie 90% Wandlerverluste berechnet.

$$\vartheta_{\mbox{\footnotesize J}}=\vartheta_{\mbox{\footnotesize S}}+R_{\Phi}\cdot U \cdot I\cdot 0,9$$ (3.96)

Im folgenden Bild 3.115 werden zwei Lichtstromsummenkurven verglichen. Die Tesla als relativ breit ( $2\Phi_{1/2}=14$$^{\circ} \:$) strahlende Lampe und der Edelux als relativ eng ( $2\Phi_{1/2}=8,8$$^{\circ} \:$) strahlender Scheinwerfer.

Bild 3.115: Lichtstrom Tesla und Edelux in Abhängigkeit vom Sammelwinkel

Die Skalen sind so skaliert, daß der Anteil der Lichtströme im abgestrahlten Winkel verglichen werden kann. Für einen absoluten Vergleich ist das Bild nicht primär gedacht.