Wagenbeleuchtung mit LED-Streifen

Eigentlich ist alles überflüssig, was ich über LED auf meinen Seiten schreibe, seit es in Baumärkten günstige LED-Streifen zu kaufen gibt. Inzwischen lohnt es sich einfach nicht mehr, aufwendig eigene Platinen zu ätzen und mit einzelnen LED zu bestücken.

Natürlich habe auch ich inzwischen diverse Wagen mit Baumarktware beleuchtet – darum hier ein paar Tipps und Erfahrungen.

Farbtemperatur

Als Farbtemperatur bezeichnet man die „Farbe“ der LED – also irgendwas zwischen einem Blaustich (hohe Farbtemperatur = kaltweiß) und einem Rotstich (niedrige Farbtemperatur = warmweiß). Die Temperatur wird in der Regel bei Leuchtmitteln in Kelvin angegeben: 6000 K entspricht Tageslicht, 2700 K einer herkömmlichen Glühlampe.

Das Thema ist noch deutlich komplexer und keineswegs auf „weißes“ Licht beschränkt – aber als kleiner Einstieg soll es an dieser Stelle reichen.

Herkömmliche Beleuchtung (links), „weiße“ Original-LED und nachgefärbte LED (rechts) im Vergleich

Das Problem bei LED-Leuchtmitteln jeder Art ist, dass die angegebene Farbtemperatur nicht immer dem Farbeindruck entspricht. Was mit „warmweiß“ und 2700 K beworben wird, sieht im Modell oftmals eher nach Disco als nach Petroleum-Funzel aus. 2700 K (was so aussehen soll wie Glühlampenlicht) passt oftmals hervorragend in Nahverkehrszüge aus den 80ern, die im Original mit Leuchtstoffröhren bestückt waren. Ältere Modelle jedoch brauchen unter Umständen noch wärmeres Licht.

Das wichtigste Hilfsmittel bei der LED-Beleuchtung ist darum transparente Glasmalfarbe von Marabu. Mit dem Farbton „Orange“ kann man jeden beliebigen Eindruck erzeugen, indem man mit einem feinen Pinsel die LED einfach anmalt.

Helligkeit und Stromverbrauch

Ein großer Vorteil von LED-Streifen ist die unglaubliche Helligkeit, mit der die Dinger strahlen. Das spart sehr viel teuren Digitalstrom und schon ein kleiner Kondensator reicht aus, um flackerfreie Beleuchtung zu erzeugen.

Die Streifen sind auf 12 V ausgelegt, so dass ohnehin ein Vorwiderstand erforderlich ist. Dieser Widerstand kann in der Regel durchaus so bemessen sein, dass die Spannung am Streifen auf 8-10V festgelegt wird. Einfach ausprobieren, was am Besten aussieht.

Bei hochwertigen Produkten gibt es manchmal Konstantstromquellen direkt auf dem Streifen. Das braucht man für die Modellbeleuchtung gar nicht: Die Spannung muss man eh selbst einstellen. Am besten sind ganz einfache Streifen, bei denen pro Segment nur ein einfacher Widerstand eingesetzt ist.

Direkt angelöteter 10-kOhm-Widerstand

Diesen Widerstand kann man ersetzen. Wie man sieht, notfalls auch mit bedrahteten Bauteilen, aber ein SMD-Widerstand ist natürlich eleganter.

Ebenfalls relativ neu ist der Trend, dass die Hersteller ihre LED-Streifen an der Oberseite komplett in transparentes Material eingießen. Das ist gut, damit man nicht mit den Fingern an die Elektrik kommt – aber schlecht, wenn man mit dem Lötkolben an die Elektrik will.

Für den Modellbahn-Bastler sind daher LED-Streifen besser, die wie hier nicht vergossen sind.

10-kOhm-Widerstand und Glättungskondensator auf LED-Streifen

In diesem Fall habe ich den vorhandenen 150-Ohm-Widerstand durch einen mit 10 kOhm ersetzt. Damit verbraucht der beleuchtete Wagen tatsächlich fast nichts mehr. Zusätzlich ist hier der obligatorische Glättungskondensator direkt auf den Streifen gelötet.

Anschluss

Zur Stromabnahme benötigt man natürlich einen Schleifer. Für die Masse kann man einfach ein Stück abisolierte Litze locker um die Achse wickeln. Ich habe mit solchen Masseschlaufen sehr gute Erfahrungen gemacht und sie sind wirklich kinderleicht anzubringen.

Masseschlaufe um die Achse und Kabelführung bei stromführenden Kupplungen

Wenn es für einen Wagen nachrüstbare Federbleche zur Massenstrom-Abnahme gibt, kann man natürlich auch diese verwenden.

Soll der gesamte Zug mit nur einem Schleifer auskommen, verwendet man am einfachsten stromführende Kupplungen. Ich verwende meist Tams SK2, mit denen eine zweipolige Leitung durch den gesamten Zug gelegt werden kann.

Problematische Kabelführung bei stromführender Kupplung

Zu beachten ist jedoch, dass die Kabel nicht zu viel Spiel haben. Bei einem Aufbau wie auf obigem Bild passiert es leicht, dass die Kabel Richtung Gleis rutschen und irgendwann an Weichen hängenbleiben.

„Affenschaukeln“ sollten daher nach oben irgendwie fixiert werden. Bei Drehgestellen bietet es sich an, sie unter die Achsen zu klemmen. Ist der Abstand zur Achse zu groß, kann man Kupferlackdraht durch zwei winzige Bohrungen führen und die Kabel in der entstehenden Schlaufe beweglich fixieren.

Kabelverlegung im Innenraum

Ansonsten kann man Kabel mit einem Klecks Heißkleber überall ordentlich befestigen. Mit etwas Gefühl kann man sie anschließend sogar wieder lösen, ohne das Modellteil dabei zu beschädigen.

Kabelführung mit Schrumpfschlauch und Montageband

Auch Montageband kann verwendet werden, um Kabel zu befestigen. Für umfangreichere Kabelbäume bietet sich Schrumpfschlauch zur Kabelführung an.

Stromversorgung

LED-Streifen brauchen Gleichstrom, im Digitalsystem liegt jedoch modulierte Wechselspannung an. Man benötigt also mindestens einen Gleichrichter.

Eine simple Schaltung, bestehend aus Gleichrichter, Vorwiderstand und Glättungskondensator, sieht so aus:

Drahtigel zur Stromversorgung

Die Schaltung kann direkt als „Drahtigel“ zusammengelötet werden und zum Beispiel im WC-Abteil verschwinden. Vorsicht bei Metallteilen am Wagen – im Zweifelsfall das ganze Gebilde im Schrumpfschlauch verpacken oder mit Montageband fixieren.

Direkt angelöteter Brückengleichrichter

Wenn der Vorwiderstand angepasst und der Glättungskondensator direkt an den LED-Streifen gelötet wird wie eingangs beschrieben, kann man auch gleich konsequent den Brückengleichrichter direkt auf den Streifen löten. Die gesamte Elektronik verschwindet dann im Dach – dank dessen Wölbung praktisch unsichtbar. Es führen nur noch zwei Kabel direkt zum Schleifer.

Durch Verdrillen bleiben die Kabel ordentlich weitgehend in der Wagenmitte. Beim Blick von außen fallen sie nicht so auf, als wenn einzelne Kabel wild durch den Innenraum laufen.

Ein Schaltregler lohnt sich angesichts des geringen Stromverbrauchs nur, wenn der gesamte Zug über stromführende Kupplungen versorgt wird. Der Schaltregler verschwindet z. B. im Gepäckwagen. Im Rest des Zuges werden die LED-Streifen direkt an die stromführenden Kupplungen angeschlossen.

Beim Zusammenbau aber unbedingt auf die Polung der Kupplungen achten, damit beim Zusammenstellen des Zuges die Reihung und Fahrtrichtung der einzelnen Wagen egal ist.

Vorsicht ist auch geboten, wenn verschiedene Spannungen kombiniert werden: Meine preußischen Abteilwagen werden direkt aus dem Decoder in der Lok mit voller Digitalspannung versorgt, andere Wagen benötigen dagegen maximal 12 Volt für LED-Streifen. Bei falscher Kombination gibt es bestenfalls kein Licht – schlimmstenfalls brennen die LED durch.

Schaltbare Beleuchtung

Angesichts des geringen Stromverbrauchs kann man sich schaltbare Beleuchtung eigentlich sparen: Ein Decoder verbraucht selbst schon fast so viel wie ein LED-beleuchteter Zug. Aber schaltbare Beleuchtung ist einfach eleganter. Auch dieser Aufwand lohnt sich nur, wenn der gesamte Zug über stromführende Kupplungen versorgt wird.

Kompletter Aufbau mit Decoder, Schaltregler, LED-Streifen und Verkabelung zur stromführenden Kupplung

Man kann eigentlich beliebige Decoder verwenden. Hier habe ich zum Beispiel einen alten fx-Decoder aus einem 60760-Umbausatz zweckentfremdet. Die Motoranschlüsse, sofern vorhanden, lässt man einfach frei.

Setzt man z. B. einen alten c80 von Märklin ein, kann man die Funktionsausgänge für vordere und hintere Beleuchtung zusammenschalten, damit die Innenbeleuchtung bei Vor- und Rückwärtsfahrt brennt. Mit irgendwelchen Resten aus der Bastelkiste bekommt man so eine schaltbare Beleuchtung praktisch zum Nulltarif.