Selfmade Stirnlampe, High-Power-LED-Technik

Frei nach einem Titel von Midnight Oil:
"Best Of Both Worlds"
Ob's denn auch stimmt? ;-)

Das schöne am technischen Fortschritt ist daß es MANCHMAL durchaus Dinge gibt die sich nicht nur verändern - sondern tatsächlich verbessern. Und Energiesparlampen in all ihren Variationen gehören definitiv dazu. LED's, also die kleinen, klassischen gibt es schon ewig. Die Idee einfach viele dieser LEDs in ein normales Lampengehäuse zu stecken ist noch relativ jung, dabei doch eigentlich so nahe liegend. Nun haben LED-Spots mit 10, 20, ja sogar 60 LEDs die bekannten Probleme wie Lichtfarbe, geringe Streuung und bescheidene Leuchtweite, sind daher nur in bestimmten Bereichen wirklich sinnvoll einzusetzen. Recht neu auf dem Markt sind hingegen die (oft nach dem bekanntesten Hersteller/Markenname Luxeon benannten) High Power LEDs. Technisch ähnlich wie normale LEDs, nur eben bis ans Limit ausgereizt. Brauchen normale LEDs einen Betriebsstrom von 2-100 mA, so genehmigen sich die High Power LEDs bis zu 800 mA.

Klingt nach viel Strom, liegt auch schon im Bereich von schwachen Halogenbirnen, der Unterschied ist jedoch: Halogenbirnen verbraten im wahrsten Sinne des Wortes einen Großteil der Energie, die verpufft nämlich ungenutzt als Wärme. Über den Daumen gepeilt werden von der zugeführten Energie bei Halogenbirnen nur etwa 7% in sichtbares Licht umgewandelt, bei LED-Leuchten sind es hingegen 25-40%. Gerade für den Batteriebetrieb bedeutet das natürlich einen ungeheuren Vorteil.

Wie bereits 2005 bei der LED-Version angekündigt wollte ich schon damals mal so eine High Power LED Variante bauen, die erschienen mir allerdings einfach zu teuer. Zum Glück sind die Preise seit damals gewaltig gefallen, die hier verbauten HP-LEDs kosten das Stück nur noch 12 Euro! Angesichts der Lebenserwartung von (angegebenen) mehr als 35.000 Stunden kann man echt nicht's sagen. Außerdem taugen die prima als Schreibtischbeleuchtung und Leselampe wenn man die Stirnlampe nicht braucht. Und die in der Werbung angepriesenen Eigenschaften daß die HP-LEDs die besten Bestandteile wie Leuchtkraft einer 10 Watt Hologenleuchte gepaart mit der Energiespareigenschaft von LEDs in sich vereinen (daher auch die Überschrift) klingt einfach zu verlockend um es nicht zu probieren... ;-)

Vielfalt: Fast alle Stirnlampen die mir bisher unter gekommen sind wurden mit 6 V betrieben, wohl damit die Zellenanzahl gering gehalten werden kann. Bei meinen Selbstbaulampen betreibe ich die Leuchtmittel mit 12 V, was die Zellenanzahl vergrößert, den Stromfluß allerdings auch wieder halbiert. Der größte Vorteil dürfte aber die Flexibilität sein was die Auswahl der Leuchtmittel angeht

Alles Lampen für den Sockel GU5.3/MR16/12 Volt, v.l.n.r.:
20W Halogen Spot (38 Grad Abstrahlwinkel)
LED Spot mit 20 normalen LEDs (soll 1.8W/ist 0.6W/ca 20 Grad)
High Power LED warmweiß - schlecht und leider eher gelb (3W/1.8W/25 Grad)
High Power LED tageslichtweiß (3W/60 Grad)
1-Leuchtmittel-vorne

Während die normalen Halogenleuchtmittel bei 20 Watt RICHTIG heiß werden (was die Befestigung natürlich auch irgendwo schwierig macht) sind die (HP-)LEDs selbst nach mehreren Stunden problemlos in die Hand zu nehmen! Da sie laut Hersteller nicht heißer als 20 Grad über Umgebungstemperatur werden und der natürliche Einsatzzweck einer Stirnlampe nun mal die kalte Nacht ist - wird das befestigen zum Kinderspiel, auch weil die Leuchtmittel problemlos direkt am Kopf befestigt werden können.

Als "Ausgangsmaterial" für diese Stirnlampe dient wieder ein Baustellenhelm. Waren die letzten beiden Lampen noch schwer und klobig kann nun auf das gesamte Plastik verzichtet werden, einzig der herausnehmbare Einsatz aus dem Helm wird benötigt. Vorsicht: Nicht alle Bauhelme sind dafür gut nutzbar, einige werden ohne den harten Teil viel zu instabil, aber z.B. in dem Baumarkt wo es "immer etwas zu tun gibt" bekommt man das abgebildete Modell für unter 15 Euro, ich meine sogar es waren nur 9.95 Euronen. Teile der Halterungen für das Oberteil können abgesägt werden, später können dann die lockeren Teile fest verklebt werden damit sich weniger bewegt.

Als Halterung für die Leuchtmittel dienen wie schon bei der LED Lampe ein PVC-Wasserrohr aus dem Gartenbau, gibt es in jedem Baumarkt im passenden Durchmesser (um die 50 mm, ca 1 Euro für ein Rohr von 50 cm Länge). Das abgebildete Stück Rohr diente übrigens für diverse Tests, sieht deshalb auch etwas mitgenommen aus. Die vielen großen Belüftungslöcher sind eigentlich nicht nötig, sehen aber gut aus - und Beschleunigungslöcher sind nie falsch, fragt Homer Simpson. Im Ernst: Damit wird auf jeden Fall ein Hitzestau verhindert, so viele wären allerdings nicht nötig gewesen. Allerdings können so auch ganz sicher stärkere Spots verwendet werden, bis hin zu 15+ Watt. Das kleine Loch in der Mitte hingegen ist notwendig, damit wird mittels der Blind- oder Popniete die Halterung an dem Innenleben vom Helm befestigt.

Die Blindniete wird von außen durch die Seitenwand der Helmhalterung, dann durch das Loch in der Leuchtmittelhalterung gesteckt und auf der Innenseite selbiger sollte noch eine Unterlegscheibe angebracht werden. Wenn möglich die Unterlegscheibe mit sanfter Gewalt ein wenig biegen, also der Rundung des Rohres anpassen, dann sitzt sie besser, die Konstruktion wird fester. Die Unterlegscheibe muss gerade noch so über die Blindniete gehen damit nach dem vernieten die ganze Konstruktion schön straff sitzt und sich nicht durch das weiche Plastik drückt. Bevor man das ganze vernietet muß natürlich die Unterlegscheibe nah an das Rohr geschoben werden. Evtl. sollte man auch auf der Innenseite der Helmhalterung eine Unterlegscheibe nutzen, auch dort ist das Plastik vielleicht zu weich und könnte sonst kaputt gehen.

So sieht das PVC-Rohr aus wenn es mittels der Niete an die Helmhalterung befestigt ist. Bitte darauf achten daß die Rohre so angebracht werden daß sie nicht "schielen" sondern parallel zur Blickrichtung angenietet werden. Läßt sich später nur schwer korrigieren - schwer im Sinne von gar nicht. Um die Leuchtmittelhalterung auf der Rückseite zu verschließen schneidet man einfach einen kleinen, kreisrunden Deckel aus Plastik aus, den kann man z.B. mit Heißkleber fest ankleben oder man befestigt ihn wie hier mit einem kurzen Stück Fahrradschlauch. Diese Befestigungsmethode hat sich schon bei der LED-Version bestens bewährt, daher wird weiter darauf zurück gegriffen. Einfach ein kurzes Stück (2-3 cm) von einem Fahrradschlauch gerade abscheiden, reinigen, über die Leuchtmittelhalterung ziehen, und dabei NICHT die Gedanken schweifen lassen (ein Schelm wer jetzt etwas böses denkt), ein Stück über stehen lassen und nach hinten "umkrempeln", den Deckel 'drauf setzen und nun den überstehenden Teil einfach wieder zurück ziehen. Fertig. Das selbe kann man schon mal auf der Vorderseite vorbereiten.

Durch ein kleines Loch im "Deckel" führt man das Kabel durch die Halterung, läßt das Kabel bewußt etwas länger um beim einsetzen des Leuchtmittels mehr Spiel zu haben und schraubt dann noch zwei Lüsterklemmen an das Kabel. Vielleicht sollte man das Kabel direkt an der Lüsterklemme etwas verstärken, damit es beim Einsetzen nicht bricht. Kabelbruch am Leuchtmittel oder am Stromkabel zum Akku hin ist der beliebteste Lampentot und führt beim Laufen zu unfreiwilligen Morsesignalen, sprich: Wackelkontakten. Also lieber etwas robuster und dafür haltbarer gebaut.

Selbst wenn man kleine Lüsterklemmen verwendet wird man nicht darum herum kommen sie noch etwas mit dem Teppichmesser zu bearbeiten, damit sie nebeneinander auf die Pins des Leuchtmittels passen. Die haben nämlich nur einen Abstand von etwa 5.3 mm, daher auch der Name des Sockels (GU5.3). Da die LEDs nicht so heiß werden ist das völlig ok die Leuchtmittel so zu befestigen, anders als bei Halogenspots. Wie berichtet kann es da dazu kommen daß die Plastikisolation der Lüsterklemme regelrecht schmilzt...

So sieht die Halterung aus wenn sie fertig ist. Das Leuchtmittel wird einfach in das Rohr gesetzt (wenn viel Kabel benutzt wurde darauf achten das Kabel beim einsetzten in das Rohr ein bisschen mit System zu "verlegen") und den überstehenden Teil vom Schlauch über den Rand des Leuchtmittels zu stülpen. Sitzt fest und ist dabei flexibel, gibt nach und läßt sich jederzeit einfach wieder entfernen. Besser geht es kaum...

Was noch fehlt ist die Verkabelung und ein Schalter. Ich bitte zu beachten daß die abgebildete Lampe in wenigen Minuten zusammen gepfuscht wurde, einfach um zu testen ob das so funktioniert. Das erklärt auch den hemmungslosen Einsatz von Heißkleber. Nicht schön, aber funktionell. Das Spiralkabel stammt von einem alten Rasierer, der Schalter hat drei Stellungen (Ein-Aus-Ein) und dient so nur zum Ein- oder Ausschalten. Ursprünglich war noch eine Wahl zwischen beiden oder nur einer LED geplant, mit einem zweiten Schalter auf der anderen Seite, aber das erschien mir zunächst als unnötige Spielerei. Das Spiralkabel ist übrigens noch mal mit einem Stück Draht gesichert, falls der Heißkleber sich mal lösen sollte.

So sieht die "fertige" Testversion der Stirnlampe aus. Zwei HP-LEDs an den Seiten, etwas Draht, ein Schalter, 'ne Menge Heißkleber - vor allem um die Kabel zu befestigen. Die gesamte Konstruktion sitzt bombenfest auf dem Kopf, wiegt nur 260 Gramm (zum Vergleich: Die Silva 478 Elite wiegt 190 Gramm, sitzt aber nicht so fest und macht sich durch den abstehenden Reflektor bei Kopfbewegungen deutlicher bemerkbar).

Und nimmt man die Konstruktion dann auf den Kopf sieht es zunächst erst mal etwas merkwürdig aus - zugegeben. Aber da es in der Regel dunkel ist wenn man das Ding auf zieht und OL'er schon mal grundsätzlich nicht eitel sein sollten hoffe ich mal daß das kein größeres Problem wird... ;-)

Jaaa, und von vorne - auch das ist mir klar - sieht es nicht weniger komisch aus. Dieser gelbliche Streifen ist übrigens ein Stück Lederimitat das den Tragekomfort des Bauhelms verbessern soll weil das dann das Plastik nicht direkt auf der Haut anliegt. Ist auch wirklich angenehmer, muß aber am mit Kleber am besten irgendwie fixiert werden damit sie nicht verrutscht...

Einsatz: Zwei reguläre Nacht-OLs hat die Lampe nun schon hinter sich, und bei beiden kann ich sagen: Die Lampe ist so wie sie ist sicherlich voll Nacht-OL tauglich! Und dabei sicherlich noch ausbaufähig...

Flexibilität: Mittlerweile habe ich die Lampe auch mal mit "anderen" Leuchtmitteln austesten können:
Beim ersten Versuch habe ich einfach eine Linse vor eines der Leuchtmittel gesetzt die dann ebenfalls von dem Fahrradschlauch gehalten wurde. Die Linse stammt übrigens aus dem Nebelscheinwerfer eines Audi/VW, ist nicht praxistauglich weil zu schwer - ermöglicht es einem aber zu beurteilen wie die 3 Watt LED mit einem geringeren Abstrahlwinkel wirkt da die Linse das Licht bündelt. Und das macht sich heftig bemerkbar! Der normale Strahler mit 60 Grad leuchtet alles um einen herum schön aus und der Strahler mit der Linse leuchtet schön weit voraus mit etwa 30 Grad Abstrahlwinkel...

Beim zweiten Versuch hatte ich leihweise ein anderes Leuchtmittel mit fest verbauter Linse (30 Grad) und 5 Watt Leistung. Und ich muß sagen: Das dürfte die optimale Kombination aus Ausleuchtung und Leuchtweite sein!

Kosten:
Hier mal nur ganz flüchtig überschlagen was die Lampe gekostet hat, davon ausgehend daß man alle Teile neu kaufen muß aber ohne jetzt den Wert eines zerschnittenen alten Fahrradschlauches oder von einigen cm ollem Kabel mit einzurechnen...

Vom Preis-Leistungsverhältnis dürfte ich damit echt gut dabei sein... ;-) Allerdings sollte dabei beachtet werden daß es durchaus teurere Leuchtmittel gibt, die dann auch besser und effektiver leuchten, aber dann auch wieder 22+ Euro pro Leuchtmittel kosten...