Loc-verlichting projecten

Nadat ik recent een rood-creme BR218 op de kop had getikt, begon het te kriebelen om ook deze aan een kant van sluitlichten te voorzien. En met de ervaringen van de BR218 Citybahn en BR212 (beiden hieronder beschreven) in m’n achterhoofd, wilde ik het net weer een slagje beter doen.
Deze verbeteringen zitten vooral in het elektrische schema, waarvoor ik dat van de BR212 als uitgangspunt heb genomen. Omdat de rode leds met nog minder stroom genoegen nemen dan de witte, heb ik: - serieweerstand R1 iets verkleind, zodat de witte leds iets meer stroom krijgen; - in serie met de diode een extra weerstand R2 toegevoegd, zodat de rode leds iets minder stroom krijgen. Verder heb ik de waarde van de condensater vergroot tot 1uF, om de bufferende werking te vergroten.
	Na het verwijderen van de kap heb ik eerst de openingen gemaakt voor de sluitlichten: Met een naald in het midden van de rode stippen een ‘centreerpunt’ geprikt en vervolgens met een 0,8mm printboortje met de hand voorzichtig de gaten in de kap geboord.
Nu kon ik mooi de afstanden tussen de lampen opmeten. Vervolgens een stukje maskeertape op z’n kop op het werkblad geplakt en hierop de vier ‘lampen’ op de juiste afstand geplakt: twee witte met daartussen twee rode 0603 smd leds.
	Hierna een stukje koperdraad op maat geknipt en tegen een zijde van de vier leds gesoldeerd. Wel opletten dat de leds goed georienteerd liggen en het solderen snel gebeurt.
Daarna aan beide kanten een stukje decoderlitze aangesloten op zowel de rode als de witte led. Tegen het geheel vervolgens een stukje op maat gesneden kunststof geplakt, waarmee de verlichting straks tegen de kap gelijmd gaat worden. Tegen de lichtlekkage tussen de rode en witte leds nog een dun strookje dubbel gevouwen zwart papier gelijmd. Daarmee zijn de eerste vier ‘lampen’ klaar voor montage.
	Voor het ‘topsein’ gebruik ik de aanwezige lichtgeleider. Hier haal ik het onderste deel af, zodat alleen het gedeelte naar het topsein overblijft. Aan de onderkant, precies onder de plek waar de lichtgeleider naar boven gaat, lijm ik de derde witte led. Parallel hieraan soldeer ik de diode en serieweerstand R2, en lijm deze ook tegen de onderkant van de lichtgeleider. De resterende draadeinden kunnen straks gebruikt worden om de rest op aan te sluiten.
De lichtgeleider wordt nu in de kap op z’n plek geschoven en blijft daar mooi vastgeklemd zitten. Over de witte led lijm ik nog een stukje zwart papier tegen lichtlekkage.
	De openingen van de 4 onderste lampen worden aan de onderkant van ‘maskara’ voorzien (gewoon met een zwarte merkstift), ook weer tegen lichtlekkage. Nu is ook dit gedeelte klaar.
Standaard is in het frame ruimte gemaakt voor één lampje. Om voor de leds wat ruimte te maken wordt het frame aan de juiste kant wat ingezaagd (zodat een soort trapvorm ontstaat).
	Ook voor de condensator (een compacte keramische) moet ruimte worden gemaakt. Met een dremel en oude tandartsboor wordt plek gefreesd onder de printplaat, boven de wormoverbrenging naar het draaistel. In de printplaat worden twee gaatjes geboord, zodat de condensator strak tegen de onderkant van de printplaat kan worden gemonteerd.
In de kap zijn alle ‘lampen’ gelijmd en elektrisch verbonden. Voordat de boel verder wordt vastgezet, opnieuw even testen of alles werkt.
	Dat blijkt gelukkig zo te zijn. (Bij deze foto lijkt het alsof het ‘topsein’ ook brandt, maar dat is niet zo: het is het licht boven m’n werktafel dat hierdoor ook naar buiten kan schijnen.)
Bovenin de kap (middenin, aan de rode draad, en bovenlangs het raam, aan de zwarte draad) worden twee stukjes koperdraad geplakt. Als de kap wordt geplaatst maken deze contact met de twee extra koperdraadjes die op de printplaat zijn gesoldeerd en daarvandaan wat naar boven zijn gevouwen. Op de printplaat is de standaard aanwezige (ronde) diode met houder weggehaald en het printspoor hier naartoe doorgefreesd. Hier overheen wordt serieweerstand R1 gesoldeerd. De andere pen van de condensator wordt men een kleine draadbrug verbonden met het andere printspoor.
Als de lok weer in elkaar is gezet, kan er worden proefgereden op de baan. En het werkt mooi! Als de lok los over de baan rijdt, of een stam Silberlingen duwt, is de achterzijde voorzien van helder brandende sluitseinen:

> Front- én sluitseinen BR212 (Fleischmann Piccolo)
Voor op m'n zijlijn heb ik o.a. een BR212 met een Silberling stuurstandrijtuig, die als een soort treinstel heen en weer pendelt. Het stuurstandrijtuig heeft standaard front- én sluitseinen, maar bij de loc is dat niet het geval. En juist bij een loc die ook duwt valt dat op. Dus heb ik het idee opgevat om hier eens wat aan te doen. DOel van dit project is dus: Aan een kant de BR212 van werkende front- én sluitseinen voorzien.
	Om de loc van sluitlichten te voorzien zit de standaard lichtgeleider voor de frontseinen in de weg. Dus deze wordt er als eerste uitgehaald. Volgende stap is natuurlijk om te zorgen dat het licht van de te realiseren sluitseinen de kap uit kan, dus worden de aanwezige 'beige sluitseinen' uitgeboord met een 1mm boortje.
Voor de seinen gebruik ik kleine smd-ledjes 0603, rood en wit. Direct in de kap monteren lukt niet (daarvoor heb ik te dikke vingers ;-) dus moeten deze eerst op een soort frame worden gezet. Dit biedt ook de mogelijkheid alles elektrisch te testen voor het in de kap wordt geplaatst. Voor dit frame gebruik ik een stukje kunststof van een kleine mm dik. Dit wordt op maat gesneden, zodat het precies past in de kap en de ledjes precies achter de lichtopeningen voor de seinen kunnen komen. Vervolgens maak ik op de plaatsen waar de smd-ledjes moeten komen een inkerving, zodat goed te zien is op welke hoogte de openingen in de kap zitten. Nu kunnen de ledjes met een drupje secondenlijm op hun plek tegen het frame worden gelijmd. Daarna natuurlijk checken: past het frame nog steeds in de kap, en zitten de ledjes recht achter de openingen.
Het elektrische schema voor het aansluiten van de ledjes zie je hierboven.	De stroom door de ledjes wordt gereduceerd middels weerstand R1, die op de rijspanning is aangesloten. Hierachter zit condensator C1. Deze is niet zozeer voor het bufferen van de spanning van de leds om eventuele contactonderbrekeningen op te vangen en zo knipperen van de leds tegen te gaan. Daarvoor is de waarde te klein. Deze condensator is nodig omdat bij het HCCM blokgestuurde systeem dat ik gebruik (pulsbreedte modulatie) er kennelijk naast de rijspanning met de ene polariteit ook nog kleine pulsjes met de tegengestelde polariteit optreden. Met een gewoon lampje als verlichting valt dit nooit op, maar de leds reageren hier wel op. Zonder deze condensator zou bij vooruitrijden naast de frontseinen ook de sluitseinen nog een beetje oplichten. En da's natuurlijk niet fraai. Door de condensator vallen deze piekjes met 'verkeerde polariteit' gewoon weg. De ledjes zitten vervolgens aangesloten over deze condensator: alle witte (L1, L3 en L5) in serie, en de rode (L2 en L4) in serie met diode D1. Zowel weerstand als condensator zitten op de (iets gemodificeerde) printplaat in de loc gemonteerd, de ledjes en diode zitten op het frame gemonteerd.
Als de ledjes zijn gemonteerd, wordt op de achterkant van het frame met 2-componentenlijm de diode en wat 'draadbruggen' gelijmd. Vervolgens worden deze aan de leds en diode vastgesoldeerd. De rode en zwarte 'opstaande' draden worden aan een kant vastgesoldeerd. De andere kant komt straks op de print te rusten en maakt zo contact. De print wordt iets aangepast: allereerst wordt de diode die er standaard zit voor het frontsein aan de ene kant verwijderd. Het resterende contactvlak kan weer mooi worden gebruikt (daar komt straks het uiteinde van de rode draad op te rusten). Op de foto's (erop klikken voor vergroting) is ook te zien dat het printspoortje hier naartoe is doorgehaald, en dat weerstand R1 op de print is gesoldeerd. Om ook de condensator kwijt te kunnen moet er een stukje uit het frame worden gezaagd. In het contactvlak wordt een gaatje geboord, en hierdoor wordt een pootje van de condensator vastgesoldeerd. Het andere pootje van de condensator blijft onder de print, en maakt zo contact met het frame.
	Links nog een foto op het frame vanaf de zijkant. Je kunt hier ook zien dat ik nog wat plakband heb toegevoegd om de verschillende punten voldoende van elkaar te isoleren. Daarnaast een foto hoe het geheel straks (als het in de kap gemonteerd zit) op de loc printplaat moet aansluiten. Met Kristal Klear worden vervolgens de gaten in de kap van de loc van nieuwe 'lenzen' voorzien. Ik had het nog nooit eerder gebruikt, maar het is echt leuk spul hiervoor. Na wat passen en aansluiten blijkt er nog een klein beetje licht te lekken door de verkeerde 'lenzen'. Dus heb ik zwart papier geplakt op de voorkant van het frame, en heel kleine stukjes tussen de rode en witte ledjes. Tenslotte de zijkanten van de ledjes nog zwart geverfd.
En hier dan het resultaat als het frame met de ledjes voor in de kap van de BR212 is geplaatst. Hieronder een plaatje van de vernieuwde frontseinen. Dat ziet er vergelijkbaar uit met de toestand voor de hele operatie. Voordeel van het gebruik van leds is natuurlijk wel dat de frontseinen direct en veel gelijkmatiger oplichten dan met een lampje. Maar waar het allemaal om begonnen was, is rechts te zien: Als de loc duwt is deze nu voorzien van twee helder stralende sluitseinen!
> Front- én sluitseinen BR218 (Fleischmann Piccolo)
Standaard zijn de meeste Fleischmann locs uitgerust met frontseinen die branden al naar gelang de rijrichting van de loc. De sluitseinen zijn gemodelleerd, maar er zit geen verlichting achter. Bij gewone getrokken treinen is dat prima. Alleen als je een loc gebruikt voor trek-duw-bedrijf, dan wordt het gemis aan sluitseinen duidelijk. Om hier wat aan te doen, heb ik de stoute schoenen aangetrokken, en een dieselloc van de Baureihe 218 in Citybahn uitvoering (Fleischmann Piccolo nr. 7239) onder handen genomen. De kap wordt van de loc gehaald en de standaard lichtgeleiders worden verwijderd. Dan worden de (gemodelleerde) rode sluitlichten ingeboord met een 1mm boortje. De hartafstanden van de front- en sluitlichten worden op papier gemarkeerd. Voor de lichten worden 3mm leds gebruikt. Ik heb gele en rode gebruikt, maar wit en rood zou echter geweest zijn. Met een sleutelvijltje worden de ronde koppen plat gevijld tot een klein stukje boven de verdikking van de led. Als je te ver vijlt, helaas, dan doet de led het niet meer ;-) De gele en rode led moeten omgepoold met elkaar worden verbonden, en de hartafstand moet kloppen met de hartafstand van de lichten in de kap van de loc. Daarom worden ook de betreffende zijkanten van de leds platgevijld. Als dit is gelukt voor beide 'ledparen', dan worden de rode en gele led tegen elkaar gelijmd met secondenlijm. Daarna worden de aansluitpennen maximaal ingekort. Plak een stukje dubbelzijdig plakband op je werkblad, en bevestig hierop beide setjes leds, op de juiste hartafstand zoals eerder gemarkeerd. Nu kunnen de aansluitpennen van alle leds met twee stukjes draad aan elkaar worden gesoldeerd. En nu komt het 'grove' werk: er moet ruimte worden gecreëerd voor de leds binnen de kap. Hiervoor wordt een stuk van het frame ingezaagd. Een kwestie van goed uitmeten! Aan de onderkant blijft een klein stukje frame zitten; hier komt straks de verbinding van de onderste vier ledaansluitingen op te rusten (en maakt zo gelijk contact).
Tevens worden twee draadjes aangesloten, en hier wordt de derde gele led aan bevestigd. Deze led is aan beide zijen plat gevijld om straks goed achter de lichtopening in de kap van de loc te passen. Aan de verbinding tussen de bovenste vier ledaansluitingen wordt een serieweerstand (330 Ohm) bevestigd om de stroom door de leds te begrenzen.
Aan de weerstand wordt een stukje extra draad gemaakt, dat straks contact moet gaan maken op de printplaat bovenop het chassis. De diode die hier zat wordt verwijderd en er blijft zo een mooi contactvlak over. Nu wordt het hele setje met secondenlijm op z'n plek gezet. Voor het goed uitlijnen van de lichten worden de leds even aangesloten, zodat van buiten gecontroleerd kan worden of de boel goed achter de lichtopeningen zit. Tenslotte worden de leds binnen de kap rondom zwart geverfd, zodat er geen licht gaat 'verdwalen'. Nu kan de kap weer op het frame worden geplaatst om het resultaat te bekijken. Nog even de spanning erin houden, en eerst de frontseinen proberen. Ja, ze doen het! En volgens mij beter dan de standaard lampjes: ook bij lage snelheid lichten ze al goed op. En hier was het allemaal om begonnen: werkende sluitlichten! Wat mij betreft: groen licht voor het trek-duw-bedrijf.
> Verbeterde front- en sluitseinen BR614 (Fleischmann Piccolo)
Standaard zijn deze Fleischmann treinstellen uitgerust met front- en sluitseinen die branden al naar gelang de rijrichting van de loc. Echter, deze seinen werken met lampjes, en daar kleven nadelen aan. Verder heb ik het betreffende treinstel ooit tweedehands gekocht, en de vorige eigenaar is er niet zo netjes mee omgesprongen: de lichtgeleider naar het derde licht in het dak ontbrak. Stap 1 is altijd de trein openmaken en ruimte scheppen. Het motorloze deel bleek vroeger wel een motor te hebben gehad, het metalen frame zat er nog wel in. Dus bijna het hele treinstel uit elkaar gehaald, om overal goed bij te kunnen. Van het printplaatje worden de diodes afgehaald, net als de contacten die tegen de lampjes aan zitten. Ook de lampjes zelf kunnen eruit. Ik ga weer met kleine smd-ledjes aan de gang: 0605 voor de witte en 0603 voor de rode (ik had toevallig geen witte 0603 meer). Deze komen in de lichtgeleider te zitten. Eerst soldeer ik een rode en witte led anti-parallel aan elkaar, met een stukje decoderlitze (prachtig dun en soepel draad). Vervolgens haal ik de lichtgeleider uit de kap en 'frees' hier twee gleuven in. Hierin worden vervolgens de twee smd-leds gelijmd (met een beetje Krystal Klear). Ook voor de derde witte lamp neem ik een witte led en soldeer hier vast twee draadjes aan. Vervolgens lijm ik deze van binnen tegen het gat ik het dak (waar vroeger de lichtgeleider zat die bij mij al ontbrak).
Om voldoende ruimte te hebben voor de draden naar de front- en sluitseinen 'frees' ik uit het metalen frame aan de rechterkant een stukje weg. Als dit klaar is, wordt het frame weer netjes matzwart geverfd. We hebben immers geen behoefte aan licht dat gaat 'zwerven'. Vervolgens wordt aan de bovenkant van de lichtgeleider een stukje aluminiumfolie geplakt, zodat daarmee het gat waardoor vroeger de lichtleider naar boven ging wordt afgedicht. Met een strookje zwart papier wordt gezorgd voor een lichtdichte aansluiting op het frame. Nu wordt de lichtgeleider weer op z'n plek in de kap gezet, de draden worden door een van de gaten waar vroeger de lampjes in zaten geleid, en het hele onderstel van het treinstel kan weer in elkaar worden gezet.
Het elektrische schema voor het aansluiten van de ledjes zie je hierboven.	De stroom door de ledjes wordt gereduceerd middels weerstanden. Allereerst door R1, die op de rijspanning is aangesloten. Hierachter zit condensator C1. Deze is niet zozeer voor het bufferen van de spanning van de leds om eventuele contactonderbrekeningen op te vangen en zo knipperen van de leds tegen te gaan. Daarvoor is de waarde te klein. Deze condensator is nodig omdat bij het HCCM blokgestuurde systeem dat ik gebruik (pulsbreedte modulatie) er kennelijk naast de rijspanning met de ene polariteit ook nog kleine pulsjes met de tegengestelde polariteit optreden. Met een gewoon lampje als verlichting valt dit nooit op, maar de leds reageren hier wel op. Zonder deze condensator zou bij vooruitrijden naast de frontseinen ook de sluitseinen nog een beetje oplichten. En da's natuurlijk niet fraai. Door de condensator vallen deze piekjes met 'verkeerde polariteit' gewoon weg. De ledjes zitten vervolgens via een weerstand aangesloten over deze condensator: de witte en rode (L1 en L2) via R2, en de bovenste witte (L3) via R3. R2 heb ik wat kleiner gekozen dan R3, omdat L1 niet direct achter de twee lichtopeningen zit, en L3 wel direct achter een lichtopening. Om te voorkomen dat het bovenste frontsein veel feller brandt dan de onderste twee, heb ik dus de stroom door L3 dus wat beperkt door een wat grotere weerstand R3 t.o.v. L2 met R2.
Nu de leds allemaal op hun plek zitten, kan de rest van de schakeling worden gerealiseerd. Hiervoor wordt de printplaat die er toch in zit ietsje aangepast. De weerstanden en condensator worden erop gesoldeerd, en hieraan worden de draden naar de leds weer gesoldeerd. Als alles vastzit, nog een laatste test, voordat de kap wordt gesloten. Als alles klaar is, kan het treinstel de baan op voor de eerste foto's. Zie hieronder het resultaat.
> Betere frontseinen Fleischmann Piccolo locs
De meeste locs van Fleischmann Piccolo zijn uitgerust met werkende frontseinen. Deze worden van licht voorzien door een simpel gloeilampje aan beide zijden van de loc. Door middel van een diode lichten alleen de frontseinen in de rijrichting op. Alhoewel dit functioneert, heeft het gebruik van gewone gloeilampjes twee nadelen: - De lichtsterkte van de lampjes is afhankelijk van de rijspanning en varieert daardoor met de snelheid van de loc; - Overdag zijn de frontseinen hierdoor niet goed te zien als de loc met lage snelheid rijdt. Omdat een led een heel andere stroom-spanning karakteristiek heeft, kan deze genoemde nadelen voor een belangrijk deel opheffen. Dus heb ik eens een proef gedaan om de gloeilamp te vervangen door een (warmwitte 3mm) led. Na het openen van de kap en het verwijderen van het gloeilampje, doet de eerste meevaller zich voor: de 3mm led past precies in de opening waar het lampje heeft gezeten. Dus er hoeft niet gezaagd, gevijld of gefreesd te worden! Nu moet de led worden geprepareerd als vervanger: Allereerst wordt een pootje ingekort tot er een stukje van zo'n 5mm overblijft. Dit deel wordt omgebogen, zodat het contact maakt met het frame van de loc op het moment dat het ledje op z'n plek zit. Ook het andere pootje wordt ingekort en hieraan wordt een diode (1N4148) gesoldeerd. Aan deze diode wordt een serieweerstand (1 kOhm) gesoldeerd. Hiermee is de 'lampvervanger' klaar en wordt op z'n plek gezet waar eerst het lampje zat. Nu wordt de diode die standaard op het printplaatje zit verwijderd: klemmetje eraf halen, en de diode kun je dan zo wegpakken. Het losse pootje van de serieweerstand wordt nu omgebogen, zodat die op de juiste plek boven het printplaatje komt, en wordt hier afknipt en vastgesoldeerd. Als na controle blijkt dat de led werkt, kan de boel worden afgewerkt: - Over het frame en het ledje wordt aan de bovenkant een stukje zwart tape geplakt (om strooilicht naar boven te beperken); - De diode en serieweerstand kunnen netjes worden weggewerkt met een stukje zwart tape of met een likje zwarte verf. Op onderstaande foto is het resultaat te zien. (De foto is gemaakt voordat de diode en serieweerstand zwart zijn geverfd.) De kap kan weer op de het locframe worden geplaatst, en daarmee is de operatie afgerond. Ik ben tevreden met het resultaat. Wat mij betreft in de categorie 'kleine moeite, groot plezier'. Nu m'n andere locs nog... ;-)
Nog zo'n prachtige lok, de V200 van Fleischmann Piccolo, is standaard ook uitgerust met 'peertjes' voor de frontseinen.
Ook hier bracht een 3mm ledje met voorschakelweerstand uitkomst. Nu branden ook bij zeer lage snelheid de frontseinen goed zichtbaar.