Darum geht es:

Anlässlich des Geburtstages eines guten Kumpels im Dezember 2011 ist dieses Eigenbau-Projekt entstanden. Ziel war ein Blaulicht zu entwickeln, welches man an einem Fahrrad montieren kann. Es sollte natürlich ordentlich Power machen, damit man seine "Wegerechte" auch mit Nachdruck durchsetzen kann.

Eine Stromversorgung über die Fahrradlichtmaschine kam nicht in Betracht, denn es war klar, dass die Leistung des Dynamos für die geplanten high-power LED's nicht ausreicht. Außerdem sollte das Blaulicht auch funktionieren, wenn nicht gerade kräftig in die Pedalen getreten wird. Es musste also eine unabhängige Stromversorgung her, am besten eine direkt im Blaulichtgehäuse integrierte.

Nach kurzer Überlegung kamen dann Gehäuse aus der Automobilindustrie ins Spiel. In einem Nebelscheinwerfer oder Rückfahrscheinwerfer sollte alles unterzubringen sein. Das Rennen machte ein Gehäuse bei EBAY. Für 6 Euro orderte ich einen Rückfahrscheinwerfer mit der Artikelnummer D0051 von JMI Internethandel.

Der Zusammenbau:

Der Rückfahrscheinwerfer bietet reichlich Platz. Er besteht im Wesentlichen aus 3 Teilen. Der Rückschale, der transparenten und leicht geriffelten Frontschale und dem integrierten Reflektor, welcher im Projekt keine weitere Verwendung findet. Statt des Reflektors nimmt eine Aluminiumplatte als Träger für die LED's, Akkus und Elektronik den freigewordenen Platz ein.

Meine nächste Anschaffung ist hoffentlich eine Standbohrmaschine oder besser eine Bohr-/Fräskombination. Die Löscher sind alle in echter Handarbeit gebohrt und ausgefeilt. Auf dem Bild ist das entsprechende Bohrwerkzeug zu sehen. Ja, auf dem Bild ist ein Fußabdruck auf dem Metall zu finden. Ich gebe es ja zu: Ich stehe auf Aluminium.

Der Batteriehalter und die Steuerplatine bilden die Rückseite der Aluminiumplatte. Die Vorderseite ist die Basis für die LED's und die dazugehörigen Optiken. Die angesprochene Platine ist eine Auskopplung aus einem andren Projekt. Auf ihr ist die gesamte Elektronik für eine Zweikanal-Steuerung und Tongenerierung untergebracht.

Insgesamt kommen 8 LED's zum Einsatz. Vier für Links und Vier für Rechts. Damit ist der Platz auf der Trägerplatte gut ausgeschöpft. Das Bild mit den Optikhaltern zeigt die perfekte Anordnung. Die Trägerplatte ist elektrisch leitend. Um Kurzschlüsse zu vermeiden sind die sonst plan aufliegenden Kontakte der LED's etwas nach oben gebogen. Zur notwendigen Fixierung der LED's kommt Wärmeleitkleber zur Anwendung.

Die LED's sind in Parallelschaltung verdrahtet. Der Draht ist oben auf den Kontakten der LED's aufliegend verlegt und verlötet. An den entsprechenden Stellen wurde zuvor natürlich die Drahtisolierung entfernt. Aufgrund dieser einfachen Verdrahtung passen die Optikhalter nicht mehr. Mittels Heißkleber sind die Optiken dennoch fest mit den LED's und der Trägerplatte vergossen. Außerdem sind die verlöteten Kontakte damit schön isoliert.

OK, LED's können sehr heiß werden. Und was mit Heißkleber passiert, wenn er erwärmt wird ist auch klar. Um diesen Sachverhalt unter Kontrolle zu bringen werden die LED's per PWM angesteuert. Mehr dazu weiter unten im Text.

Auf der Rückseite sind der Batteriehalter und die Steuerplatine untergebracht. Beide Elemente sind Mittels Schrauben an der Trägerplatine fixiert. Die "Endstufe" für den in der Rückschale zusätzlich verbauten Piezo-Signalgeber, ein einfacher Transistor mit Vorwiderstand, ist in einem Schrumpfschlauch ausgelagert.

In der Rückschale sind ein Hauptschalter, drei Taster, ein Piezo-Signalgeber sowie eine Klinkenbuchse zur externen Stromversorgung untergebracht. Alle Elemente sind auch hier schön mit Heißkleber vergossen. Ein Kabelstrang verbindet Trägerplatte und Rückschale.

Als Anschlussmöglichkeit für die externe Stromversorgung ist eine 3,5mm Klinkenbuchse vorgesehen. Das externe Netzteil sollte eine 5V-Gleichspannung mit einer Leistung von mindestens 25W bzw. 5A bereitstellen können. Die Interne sowie die externe Stromversorgung sind Mittels Dioden gegeneinander entkoppelt. Die Akkus können also nicht durch externe Beschaltung geladen, aber auch nicht entladen werden.

Als LED's sind 3W Emitter von Huey Jann verbaut. Der Hersteller gibt 3,8V als Betriebsspannung an. Bei einer Stromaufnahme von 700mA erzeugt eine LED eine Lichtstärke von 52 Lumen. Acht LED's haben demzufolge eine Stromaufnahme von 5,6A und eine Lichtstärke von 416 Lumen.

Die LED's werden direkt von den Akkus bzw. von der externen Stromversorgung betrieben. Pro Zweig klemmt lediglich eine schnelle Diode dazwischen. Dementsprechend werden die sie, je nach Akkuzustand und externer Beschaltung, oberhalb ihrer Betriebsspannung angesteuert, was eine größere Stromaufnahme zur Folge hat. Um die LED's nicht gänzlichst zu überlasten und damit zu zerstören, findet eine sehr schnelle PWM (Pulsweitenmodulation) mit entsprechend geringem Tastverhältnis Anwendung.

Bei der beschriebenen Stromaufnahme wird klar, dass nur Akkus mit entsprechender Kapazität längere Betriebszeiten garantieren. Bestenfalls sind ca. 30 Minuten bis 2 Stunden Dauereinsatz drin.

Aufgrund der hohen Stromaufnahme und der ständigen Pulse kommt es, je nach Innenwiderstand der Akkus bzw. externen Stromversorgung, zu erheblichen Spannungseinbrüchen in der gesamten Schaltung. Drei Kondensatoren entsprechender Kapazitär sorgen dafür, dass der verwendete ATMEL-Mikrocontroller davon nichts mitbekommt. Lediglich der als Schmankerl eingebauten Piezo-Signalgeber gibt ab und zu zu Erkennen, was auf den Leitungen für Schwankungen herrschen.

Das nebenstehende Bild zeigt, wie die Trägerplatte mit samt Technik und Leuchtmittel sicher im Gehäuse integriert wird. Zwei abgeschnittene Schlauchstücke eines Endotrachealtubuses passen dazu perfekt auf die Verbindungszapfen von Front- und Rückschale und verhindern ein Verrutschen.

Bevor es an die Beschreibung der eingebauten Funktionen geht, an dieser Stelle noch der wichtige Hinweis: Das beschriebenen Blaulicht funktioniert nicht mit Batterien! Vier Stück in Reihe mit 1,5V ergeben 6V. Das ist trotz vorgeschalteter Diode zu viel für den Mikroprozessor. Der Innenwiederstand normaler Batterien ist für solche hochstromigen Anwendungen viel zu groß. Und da der Spannungsabfall an der Diode vom Stromfluss abhängig ist, dieser aber sehr stark schwankt, ist kein verlässlicher Betriebszustand möglich. Außerdem können durch die Pulse und die parasitären Induktivitäten innerhalb der Schaltung, ziemlich böse Spannungsspitzen entstehen, die den Mikroprozessor jegliche Lebensfreude nehmen.

Zur Bedienung:

Neben dem überdimensionierten Hauptschalter befinden sich 3 Taster. Im folgenden beschrieben mit Taster 1, 2 und 3. Taster 1 ist der Äußere und Taster 3 direkt neben dem Hauptschalter.

Im ausgeschalteten Zustand wird keinerlei Energie konsumiert. Also nichts mit Standy oder so. Aus ist aus. Und das gilt sowohl für die interne als auch für die externe Stromversorgung.

Mit dem Hauptschalter wird das "Blaulichtgebilde" in Betrieb genommen. Das Baulicht startet dann automatisch mit dem Automatikprogramm 1. Insgesamt gibt es zwei Automatikprogramme, acht Monotonprogramme und ein Freiprogramm. Die Blinkfolgen der Monotonprogramme und die Verkettung innerhalb der Automatikprogramme können am PC frei konfiguriert werden, siehe Projekt np201101. Mit dem Freiprogramm können innerhalb des Betriebs beliebige Blinkfolgen durch einfachen Tastendruck erzeugt werden.

*	Taster 1 kurz	Taster 1 lang	Taster 2 kurz	Taster 2 lang	Taster 3 kurz	Taster 3 lang
Automatik­programm (AP) 1	Nachtmodus ein/aus	Wechsel in FP	Wechsel in MP	Sirene ein/aus	Wechsel in MP	Wechsel in AP 2
Automatik­programm (AP) 2	Nachtmodus ein/aus	Wechsel in FP	Wechsel in MP	Wechsel in AP 1	Wechsel in MP	Sirene ein/aus
Monoton­programm (MP) 1 bis 8	Nachtmodus ein/aus	Wechsel in FP	vorherige Blink­folge im MP	Wechsel in AP 1	nächste Blink­folge im MP	Wechsel in AP 2
Frei­programm (FP)	Nachtmodus ein/aus	Wechsel in MP	linke LED's ein	linke LED's ein	rechte LED's ein	rechte LED's ein

Videos zum Blaulicht:

Alle Bilder im Überblick: