Die umgebaute Solarleuchte mit Power-LEDs

©Norbert Meier 2015 und Reinhard Bähn 2016



Einführung und Veranlassung

In den Sommermonaten werden in den Baumärkten verschiedene Solarleuchten für den Garten
oder den Balkon angeboten. Auch farbige Solarleuchten sind im Angebot, z.B. von den Bau-
märkten Bauhaus oder OBI oder Hela. Eine Solarleuchte wird tagsüber vom Sonnenlicht von
einer Solarzelle aufgeladen. Ein Akku (1,3 Volt) speichert die elektrische Ladung. Auto-
matisch, bei einbrechender Dunkelheit, schaltet ein Helligkeits-Sensor die mehrfarbige
Leuchtdiode ein. Die gesamte Elektronikschaltung befindet sich im Fuß der Kugelleuchte,
die man einfach in den Boden steckt. Wir haben an den Sommerabenden sehr viel Freude mit
dieser abwechselnd rot, blau und grün leuchtenden Solarleuchte, die bis zu acht Stunden
leuchten kann. Dann ist der Akku entladen und am nächsten Tag lädt die Sonne ihn wieder auf.

Im Oktober bemerkte Ute, dass die Leuchtkraft der Solarleuchte nachläßt, da die Sonnenschein-
dauer deutlich weniger wird. Nun dachte ich über eine Abhilfe nach. Wenn es mehrfarbige Power-
LEDs gibt und eine Elektronikschaltung die Ansteuerung übernimmt, kann ich die Solarleuchte
umbauen und auch in den Wintermonaten abends zum Leuchten bringen.

Mehrfarbige Power-LED

Im Internet wurde ich sofort fündig. Die Firma World Trading Net bietet einzelne Power-LEDs an,
die in den Farben rot, grün und blau extrem hell leuchten können.

Bild 1

Wie aus dem Bild ersichtlich, sind drei LED-Kristalle in einem Grundkörper mit sechs Millimeter
Durchmesser zu erkennen. Bei einem Durchlaßstrom von 100 mA leuchtet jedes LED-Kristall
extrem hell. Für die Kugelleuchte reichen zwei hintereinander geschaltete Power-LEDs aus.
Auf einer doppelreihigen Lötleiste habe ich die LEDs eingelötet. Im Fuß der Leuchte sieht
diese Anordnung wie folgt aus:

Bild 2

Unter den LEDs befindet sich jeweils ein Aluminiumstück zur Wärmeableitung. Die Widerstände be-
grenzen den Strom auf die 100 mA je LED. Das Ersatzschaltbild der farbigen LEDs mit Vorwider-
ständen zeigt die folgende Abbildung:

Bild 3


Elektronikschaltung für die LED-Ansteuerung

Als 72-jähriger Rentner habe ich immer noch viel Spaß am Entwerfen und Bauen von Elektronik-
schaltungen. Wir benötigen ein Schaltung, die etwa im 5-Sekundentakt den Farbwechsel an den
Power-LEDs durchführt. Ein Griff in mein Bücherregal und ich finde im Buch "Modelleisenbahn -
- vorbildgetreu durch Elektronik" die geeignete Schaltung: Verwendet werden kann eine Schaltung
für eine Lichtorgel. Weitere Informationen dazu finde ich im Internet. Der Zeitgeber mit einem
einstellbaren 5-Sekundentakt wird mit dem IC-Timer NE555 realisiert. Für den Zähler wird ein
Dekadenzähler CD4017 mit 10 Ausgängen verwendet.

Bild 4

Es werden aber nur drei Ausgänge gebraucht. Mit der im Bild braun gefärbten Verbindung (O3 nach
Reset MR) erfolgt ein Rücksetzen, wenn der 4017 auf O3 schaltet. Diesen wertvollen Hinweis bekam
ich aus dem Internet, der besondere Zähler. Die Pin-Belegung der beiden ICs ist folgende:

Bild 5


Spannungversorgung für die LEDs und die Elektronikschaltungen

Auf unserer Terrasse befinden sich in den Pflanztrögen schon seit Jahren vier Kugelleuchten mit
12 Volt Halogenlampen, die sich bei Dunkelheit über einen Sensor automatisch einschalten und
dann ca. zwei Stunden brennen. Diese 12V-Wechselspannung verwende ich mit folgender Gleichrichter-
schaltung für die Erzeugung der 9 Volt-Spannung sowohl für die LEDs als auch für die Elektronik-
schaltungen mit den ICs.

Bild 6


Montage der Elektronikschaltungen

Für den Einbau der Gleichrichterschaltung und den beiden IC-Schaltungen kommt eine quadratische
Verteilerdose zum Einsatz.

Bild 7


Die farbige Power-LED-Leuchte bei Nacht

Mit unserer Digitalkamera Canon IXUS 105, mit die wir im Urlaub hervorragende Aufnahmen gemacht
haben, wagen wir eine Nachtaufnahme im Automatikmodus von der gerade rot leutenden Kugelleuchte.
Das Bild ist enttäuschend, die Leuchte ist im Bild schneeweiß. Monate vergingen. Im Mai 2016 waren
Rita und Reinhard zu Besuch und bestaunten am Abend meine farbigen Power-LED-Leuchte. Mit seiner
Digitalkamera versuchte er die Farb-Leuchten aufzunehmen. Nach 25 Versuchen mit allen möglichen
Kameraeinstellungen gab es die Erfolgsmeldung: Doch mit Blitzlicht fotografieren.
Das sind nun die drei Farbaufnahmen von Reinhard.

Bild 8

Bild 9

Bild 10

Das waren die manuellen Kameraeinstellungen:
Kameramodell: ROLLEI Compactline 424, Blendenzahl: F/6.3,
Belichtungszeit: 1/60 Sek., Filmempfindlichkeit: ISO-400,
Blitzlichtmodus: automatisch, rote Augen




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