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Alt 12.10.2006, 23:35   #1
schmadde
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schmaddes Beleuchtungskompendium.

Es wird immer früher dunkel draussen und so mancher möchte auch noch nach Einbruch der Dunkelheit trainieren ohne auf der Rolle vor Langeweile zu sterben. Also soll ein Licht ans Rad. Wer ins Radgeschäft geht, bekommt eine mehr oder weniger große Auswahl an Fahrradlampen zu sehen, die für Trainingszwecke aber meist ungeeignet sind. Wer sich ans basteln machen will, findet im Internet viel wertvolle Detailinformationen, aber kaum eine einfache Zusammenfassung, die das "big picture" ergibt. Ich versuche hier ein wenig Licht ins Dunkel zubringen. Bitte seid erstmal geduldig, es wird ein bisschen Zeit brauchen, bis ich alles zusammengeschrieben habe.

Es kommen noch konkrete Besprechungen von Lampen und auch von Basteleien und natürlich Links auf verwandte Seiten. Wer ungeduldig ist und viel Zeit hat, kann auch viel im Forum auf mtb-news.de nachlesen - aber nehmt Euch für die nächsten paar Wochen nix anderes vor . Ansonsten guckt wirklich mal auf www.enhydralutris.de vorbei, da gibts viele Messungen und die "Gebetsmühle" für Beleuchtung (eher was für Theoretiker und sehr dynamolastig, aber sehr viel interessante Info).

Kommentare und Korrekturen sind erwünscht, aber vielleicht erst, wenn eine gewisse Substanz da ist. Es kommen noch ein paar "Kapitel" und ich werde von Zeit zu Zeit mal was editieren und dann Bescheid geben.
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Alt 12.10.2006, 23:37   #2
schmadde
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Teil 1: Auswahlkriterien

Zunächst einmal die Auswahlkriterien.

Am Anfang sollte (wie so oft) immer die Frage nach den Anforderungen stehen - wozu brauche ich die Lampe, wo will ich hin, wie lange will ich fahren. Die Frage nach den Kosten und dem Aufwand, den man gewillt ist, in Wartung (z.B. Akkupflege) zu stecken ist dann auch nicht ganz unbedeutend.

Fährt man ausschliesslich dort, wo ohnehin gute Strassenbeleuchtung vorhanden ist (wie z.B. in der Stadt) oder wenn man nur ein Licht braucht, um in der Dämmerung noch sicher nach Hause zu kommen, reicht ein Positionslicht. Zum schnellen Fahren in der Dunkelheit muss es dann schon etwas heller sein, vor allem, wenns auch noch ab und zu bergab geht.

Auf Strassen, die für KFZ ausgelegt sind, ist allerdings ein Licht ausreichend, welches das meiste Licht nach vorne wirft - enge Kurven gibts da selten, weil sie ja für höhere Geschwindigkeiten ausgelegt sind und die werden oft durch Pfosten (mit Reflektoren) am Strassenrand mit recht wenig Licht sehr früh sichtbar.

Fahren durch Wald und Parks auf mehr oder weniger breiten, aber meist kurvigen Wegen verlangt schon etwas mehr Licht und vor allem auch eines, welches auch eine akzeptable Seitenausleuchtung bietet, damit man rechtzeitig sieht, wohin der Weg führt. Viel Licht braucht man im Normalfall auch für Radwege in der Stadt, denn die Augen können sich wegen Streulicht nicht so recht an die Dunkelheit gewöhnen, aber die Wege sind meist sehr dunkel wegen der Schatten die parkende Autos am Strassenrand und Bäume unter den Strassenlaternen. Sie sind oft in schlechtem Zustand und voller Hindernisse (Mülltonnen, unbeleuchtete Radfahrer oder Fußgänger, you name it). Hinzu kommt noch das Standard-Radweg-Problem, dass KFZ-Führer in dieser Richtung meist blind sind - mit viel Licht hat man da höhere Chancen gesehen zu werden oder evtl. mit einem Fahrzeug verwechselt zu werden, dem man nicht defaultmässig die Vorfahrt nimmt. Radwege ausserorts verlangen auch meist mehr Licht, insbesondere "tiefergelegte" und linksseitige, da man von KFZ-Scheinwerfern geblendet wird.

Fürs MTB-Fahren im Wald auf Singletrails braucht man wohl soviel Licht wie man bekommen kann, vor allem auch maximale Seitenausleuchtung. Hier ist sogar einen gewisse Ausleuchtung nach oben erwünscht, um z.B. herabhängende Äste zu sehen - bei Strassenfahrt ist das eher nicht so glücklich, weil man eine Menge Licht verschenkt.

Wie beurteilt man aber nun, ob ein Licht "hell" ist und wie vergleicht man zwei Scheinwerfer, anhand der technischen Daten? Hier fängts schon an ein bisschen kompliziert zu werden. Von Herstellerseite wird gerne mit der Angabe einer Beleuchtungsstärke in Lux geworben. Um es gleich vorwegzunehmen: diese Angabe ist fast völlig wertlos. Mit Lux misst man die Beleuchtungsstärke an einem bestimmten Punkt. Ohne weitere Angaben ist das genauso sinnlos, wie die Leistung eines Radfahrers mit einer Momentangeschwindigkeit anzugeben.

Selbst wenn man zwei Scheinwerfer nimmt und die Beleuchtungsstärke an einem bestimmten Punkt in 10m Entfernung angibt (wie das z.B. bei den Technischen Anforderungen für Scheinwerfer nach STVZO geschieht), ist das nicht so sehr aussagekräftig, wenn nicht beide eine gleich große Fläche bestrahlen und zwar in beiden Fällen sehr gleichmäßig. In der Praxis strahlen Fahrradscheinwerfer doch sehr unregelmäßig - ein besonders gutes Beispiel dafür ist z.B. der Lichtkegel der Sigma Mirage. Ganz nebenbei gesagt: Die 10Lux, mit denen oft geworben wird, und die mittlerweile der Mindestwert für eine Zulassung sind, sind sehr wenig. Mit so einer Funzel würde ich mich nicht aufs Rennrad trauen.

Will man bei den technischen Daten bleiben, so ist man wohl mit einem Vergleich des Lichtstroms in Lumen (lm) am besten bedient. Das ist, salopp formuliert, das Maß für die gesamte Lichtmenge, die man aus so einem Scheinwerfer herausbekommt (da dies eine photometrische Einheit ist, ist die Empfindlichkeit des Auges hier schon mit "eingepreist", gleiches gilt auch für Lux und Candela). Damit kann man die Helligkeit zweier Scheinwerfer schonmal ganz gut vergleichen - was dabei natürlich unberücksichtigt bleibt, ist die Frage nach der Ausleuchtung, die, wie ich oben schon kurz angerissen habe, nicht ganz unbedeutend ist. Ein Scheinwerfer mit 10° Öffnungswinkel und einer mit 30° können genausoviel Lumen ausstrahlen, die 30° Variante ist natürlich an gleichen Messpunkten sehr viel dunkler, weil sich das Licht auf mehr Raum verteilt. Insofern lassen sich so nur Lampen vergleichen, die auch eine ähnliche Ausleuchtungscharakteristik haben. Die Angabe der Lichtstärke, also des Lichtstroms pro Raumwinkel wäre hier evtl. noch sinnvoll, solche Angaben findet man aber fast nirgendwo. An die Angaben in Lumen kommt man oft noch ran.

Manchmal wird auch nur die elektrische Leistung in Watt angegeben, die allerdings auch nur bedingt Aussagekraft besitzt. Die Wirkungsgrade der eventuell vorhandenen Elektronik, die Lichtausbeute der verschiedenen Leuchtmitteltechnologien und Verluste in der Optik machen hier so viel aus, dass ein seriöser Vergleich nicht möglich ist. Eine gute HID-Lampe kann gegenüber einem mittelmäßigen Halogen-Scheinwerfer locker 5mal so viel Lichtstrom bringen. [Ich werde mal bei Gelegenheit ein paar konkrete Werte nachschlagen, please be patient].

Damit das alles nicht so theoretisch wird, hier mal ein paar konkrete Daten. Sie stammen Teilweise aus den Messungen, die Olaf Schultz mit seinem Goniometer durchgeführt hat (siehe unten), teilweise sind es Herstellerangaben. Ein handelsüblicher Dynamo-Scheinwerfer Lumotec Oval (der schon eher zu den besseren gehört), spezifikationsgemäß mit 2,4W betrieben bringt so in etwa 13 Lumen, eine Sigma Mirage mit 5W steht mit 33lm schon etwas besser da, während die Mirage-X mit 10W schon recht ordentliche 75lm liefert. Mein selbstgebastelter LED-Scheinwerfer mit 2x3W Luxeon, selektiert nach hoher Lichtausbeute (T-Binning) und mit 1000mA schon am Limit betrieben, dürfte so ca. 160lm ausstrahlen, die 20W IRC-Lampen bringen es lt. Hersteller schon auf 500lm, im Überspannungsbetrieb ist (auf Kosten der Lebensdauer) noch wesentlich mehr drin. Lupine gibt für seine 10 bzw. 16W Edison einen Lichtstrom von gigantischen 900lm an (allerdings auch zu einem gigantischen Preis von ca. 900€).

Da die meisten hier wohl nicht genug Erfahrung haben, um sich unter den nackten Zahlen was vorzustellen, ist Ausprobieren wohl der beste Weg. Wenn ihr jemanden habt, bei dem ihr Lampen ausleihen könnt, macht es. Ansonsten guckt mal unter http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/...llung_neu.html nach, da hat Olaf Schultz eine schöne Übersicht mit seinem selbstgebastelten Goniometer zusammengestellt. Leider hauptsächlich STVZO-zugelassene Leuchten und seine eigenen Basteleien mit Luxeon-LEDs. Er vermisst aber auch hin- und wieder Eigenbauten, wenn man sie ihm für ein paar Tage überlässt. Ansonsten haben pinguin und Joey aus dem Tour-Forum mal die Ausleuchtung ihrer eigenen Leuchten recht professionell fotografiert. Leider ist das Tour-Forum grade mal wieder down, sodass ich keinen Link posten kann, hole ich später nach.

Neben der nackten Leistung sollte man sich auch darüber im Klaren sein, wie lange man maximal unterwegs sein will. Wenn man plant 5 Stunden zu fahren muss man für eine 35W Lampe einen gigantischen Akku mitschleppen - zumal die real erreichbare Kapazität bei Temperaturen um den Gefrierpunkt locker mal nur noch die Hälfte der Nennkapazität eines Akkus betragen kann. In dem Fall kann es sich lohnen, eine leistungsschwächere Lampe für normale Fahrt mit einer hellen Lampe für schwierigeres Terrain zu kombinieren.
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Alt 12.10.2006, 23:38   #3
schmadde
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Teil 2: Stromversorgung

Stromversorgung

Unabhängig davon, ob man selbst bastelt oder nur etwas taugliches kaufen will: es lohnt es sich doch, um Vor- und Nachteile verschiedener Strom- und Spannungsquellen am Rad Bescheid zu wissen. Manche Lampen gibt es mit verschiedenen Akkutypen, viele lassen sich auch mit anderen als den mitgelieferten kombinieren und sie sind für entscheidende Eigenschaften von Akkulampen verantwortlich (z.B. Kälteempfindlichkeit, Laufzeit). In den meisten Fällen machen ausreichend dimensionierte Akkus und das dazugehörige Ladegerät den größten Kostenfaktor an der Lichtanlage aus.

Dynamo

Ich sehe schon, wie ihr mich mit entsetztem Blick anstarrt und in Gedanken schonmal die Zwangsjacke für mich aus dem Schrank kramt. Dynamos - das waren doch die lauten Kraftfressenden Dinger an Omas Hollandrad, die bei dem geringsten Anflug von Feuchtigkeit durchrutschen und auch kein helles Licht produzieren? Das meiste davon ist Geschichte. Moderne Nabendynamos spüren selbst im Betrieb höchstens die Graswachsenhörer, in ausgeschaltetem Zustand würde ich sogar wetten, dass einen SON niemand im Doppelblindversuch von einer normalen Vorderradnabe unterscheiden kann.

Nabendynamos wiegen zwischen ca. 400g (SON XS) und ca. 900g (Shimano DH-3N30), manche gibt es auch in 28 und 32-Loch und die besseren halten praktisch ewig (konkrete Hinweise dann etwas später). Für Leistungsaufnahmen bis so etwa 6W sind sie sehr brauchbar, ein Problem dabei ist, dass man Lampen hernehmen muss, die ca. 500mA Stromaufnahme haben. Denn Dynamos sind idR. Stromquellen, keine Spannungsquellen, d.h. je nach angeschlossenem Widerstand verändert sich die Spannung, der Strom ist immer gleich (mehr dazu später). Das nächste Problem besteht natürlich darin, dass man bei Stillstand und Langsamfahrt wenig bis gar kein Licht hat und die ganz hellen Lampen eben zuviel Leistung ziehen. Das Langsamfahr-Problem lässt sich mit LED-Lampen elegant erschlagen, da diese schon bei wenig Leistungsaufnahme relativ hell leuchten. Tatsächlich sind Dynamos für Eigenbasteleien mit LEDs geradezu ideal, da man ausser einem Gleichrichter (Kondensator ist aber auch empfehlenswert) keinerlei Elektronik braucht - denn LEDs steuert man am besten mit konstantem Strom an.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Man muss sich nicht um die Akkupflege kümmern, und ein gescheiter Nabendynamo hält seehr lange. Akkus sind in aller Regel spätestens nach ein paar Jahren ein Fall für die Sondermüllentsorgung. Wer öfter mal mit leerem Akku in der Dunkelheit gestanden hat, wird sich evtl. nach einem dynamobasierten Backup sehnen. Zumindest als Zusatzbeleuchtung ist ein Dynamolicht durchaus eine Überlegung wert. Schliesst man zwei hochwertige Scheinwerfer an und bewegt sich hauptsächlich mit dem Rennrad ausserorts, so kommt man auch gut ohne weitere Beleuchtung aus. Es hat wirklich was für sich: Nie wieder Akkus laden, nie wieder bibbern, ob der Akku doch noch bis nach Hause hält oder gar im Dunkeln stehen, weil man die Kapazität des Akkus doch überschätzt hat.

Akkus

Wenn mehr Leistung gefordert ist und die Lampe konstant brennen soll, sind Akkus gefragt. Im Wesentlichen kommen Bleigel-Akkus, NiMH-Akkus und LiIon-Akkus zum Einsatz. Für die Auswahl von konkreten Akkus am wichtigsten ist natürlich die Kapazität, die üblicherweise in Ah (Amperestunden) angegeben wird. Sinnvollerweise müsste man eigentlich die im Akku speicherbare elektrische Energie in Wh (Wattstunden) angeben. Glücklicherweise kann man sich das selbst ausrechnen, indem man mit der Nennspannung des Akkus multipliziert. Der "Nipack" Akku der Sigma Mirage hat z.B. so ca. 3,3Ah, was mit dessen Nennspannung von 6V so ungefähr 20Wh ergibt. Damit kann man dann eine 5W-Lampe etwa 4 Stunden betreiben.

Ja, ich habe hier etwas gerundet, aber exakte Werte anzugeben würde hier eine Genauigkeit suggerieren, die gar nicht sinnvoll ist. Die Kapazität hängt nämlich ganz erheblich von zwei Faktoren ab: Der Umgebungstemperatur und dem Strom, den man entnimmt. Es ist es nämlich nicht egal, ob man 1,5 Stunden lang 2A entnimmt, oder 6 Stunden lang 500mA. Mit höherem Strom nimmt die Kapazität ab - wie stark der Effekt ist, hängt vom verwendeten Akku ab. Auch die Temperaturabhängigkeit ist bei verschiedenen Arten von Akkus unterschiedlich stark ausgeprägt. Meist sinkt mit der Kapazität auch die Spannung des Akkus. Die Unterschiede bei Produkten verschiedener Hersteller sind dabei größer, als man vermuten möchte - NiMh ist eben nicht gleich NiMh. Manche Technologien eignen sich gar nicht für Hochstromanwendungen. Man kann zwar theoretisch Zellen parallel schalten, um höhere Ströme zu entnehmen, aber das ist eine Wissenschaft für sich und nur Extrembastlern, zu empfehlen. Versucht das nicht, wenn Ihr nicht genau wisst, was Ihr tut! Warum, erkläre ich dann an geeigneter Stelle.

So hat z.B. mein NiMH-Akku, der die Mirage bei 20°C tatsächlich so ca. 4 Stunden lang befeuern kann bei Temperaturen um den Gefrierpunkt schon nach einer Stunde nur noch so funzeliges Licht aus der Mirage geholt, dass ich schon Angst hatte, weiterzufahren. In der warmen Wohnung angekommen, leuchtete sie wieder gleissend hell, sobald der Akku Raumtemperatur erreicht hatte. Die Kälteempfindlichkeit von Blei-Akkus ist wohl jedem Autofahrer bekannt, Bleigel-Akkus verhalten sich da nicht großartig anders als Bleisäure-Akkus.

Natürlich muss die Spannung des Akkus auch zur Lampe passen - aus einem LiIon-Akku bekommt man keine 12V raus, das geht nur mit Bleigel und NiMH-Akkus. Jede Akkutechnologie hat aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften eine gewisse Zellspannung und man kann nur Akkus mit Vielfachen dieser Spannung bauen. Ebenfalls wichtig ist die Selbstentladung: wenn man den Akku nach dem Aufladen ein paar Tage liegen lässt, ist ein Teil der Kapazität flöten. Wie schnell das geht, ist auch von der Technologie des Akkus abhängig.

NiCd-Akkus

Nickel-Cadmium-Akkus waren mal die Standard-Akkus für den Heimgebrauch. Sie haben im Vergleich zu NiMH-Akkus gleicher Bauform eine deutlich geringere Kapazität und den gefürchteten Memory-Effekt: Werden die Akkus nicht regelmässig fast vollständig entladen, so verlieren sie erheblich an Kapazität. Mittlerweile kennt den Effekt fast jeder und behandelt seine Akkus entsprechend, obwohl NiCd-Akkus am Aussterben sind (und, soweit ich mich erinnere, in naher Zukunft auch der Vertrieb bis auf wenige Ausnahmen verboten wird wegen der Giftigkeit des Cadmiums) und der Memory-Effekt bei anderen Akkutechnologien gar nicht mehr in dieser Form existiert.

Vorteile der Ni-Cd-Akkus: Weniger Kälteempfindlich als z.B. NiHM, höhere Entladeströme möglich, geringere Selbstentladung. Nicht so empfindlich bei Überladung. Man kann NiCd durchaus mit zeitgesteuerten Billigladern laden, ohne sie allzusehr zu schädigen - ein Ladegerät mit Entladefunktion hilft aber gegen den Memory-Effekt und auch sonst ist ein "intelligentes Ladegerät" der Akkulebensdauer sicher zuträglich. Auch Tiefentladung macht NiCd-Akkus nicht ganz so viel aus wie anderen Akkus (bitte trotzdem nicht ausprobieren).

Nachteile NiCd: Vergleichsweise geringe Kapazität, stark ausgeprägter Memory-Effekt, Cadmium giftig, wahrscheinlich bald nicht mehr erhältlich.

Obwohl die NiCd-Akkus auf den ersten Blick sehr viel schlechter dastehen, als ihre neueren Geschwister NiMH sind sie doch recht robust. Ich habe noch 8 Jahre alte NiCd Akkus von Sanyo mit 500mAh in meinen DECT-Telefonen, die noch ihre volle Kapazität haben, während ich keinen einzigen NiMH-Akku besaß, dem nach mehr als 3 Jahren noch irgendein Lebenszeichen zu entlocken war. Da fragt man sich doch, was umweltfreundlicher ist...

Geändert von schmadde (14.11.2006 um 18:10 Uhr).
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Alt 12.10.2006, 23:39   #4
schmadde
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Teil 2,5: Fortsetzung Stromversorgung

NiMH-Akkus

NiMH-Akkus sind die "normalen" Akkus, die man heute so kaufen kann. Meistverbreitete Bauform ist AA ("Mignon"), Kapazitäten gibts mittlerweile mit mehr als 2500mAh (NiCd max. 1000, üblich eher ca. 600mAh). Allerdings muss man dazu sagen, dass diese Kapazitäten in der Regel stark übertrieben sind und selbst wenn sie im Neuzustand erreicht werden lassen vor allem billige Akkus sehr schnell an Kapazität nach. Die generelle Empfehlung lautet, Sanyo oder Panasonic Akkus zu kaufen, bei den meisten anderen Fabrikanten sind die Erfahrungen doch sehr durchwachsen und hier lohnt es sich nicht zu sparen. Links und Bewertungen dieser Aussagen liefere ich später noch nach.

Neben diversen anderen Bauformen sind auch sogenannte "Racing Packs" für Modellautos erhältlich mit 7,2V Spannung, die meist aus recht gut selektierten Akkus bestehen und höhere Kapazitäten bieten als AA-Akkus (nicht vergessen, Parallelschaltung bei NiMH ist ein no-no). Darüber hinaus gibt es auch fertig in Trinkflaschen eingebaute Akkus mit 6V und 7,2V bis 10Ah und natürlich den Nipack von Sigma mit 6V.

Nachteile NiMH: hohe Selbstentladung, schlechte Kältefestigkeit, mit einem schlechten Ladegerät sind sie in nullkommanix kaputtgekocht. Ein taugliches Gerät mit zum Akku(pack) passendem (oder einstellbarem) Ladestrom und Delta-U-Abschaltung ist eigentlich zwingend nötig, sonst hat man nicht lange Freude an seinem Akku. Ein gewisser Memory-Effekt ist auch bei NiMH-Akkus feststellbar. Regelmässiges Benutzen sollte auch sein, sonst bilden sich Kristalle an den Elektroden und die Kapazität sinkt enorm. Geringere Hochstromfestigkeit als NiCd.

Eine neue Entwicklung in diesem Bereich sind die Eneloop-Akkus von Sanyo. Sie haben im Wesentlichen die Eigenschaften von NiMH-Akkus, sollen aber eine sehr geringe Selbstentladung haben. Ist für die meisten Lampenbastler aber nicht so interessant. Langzeiterfahrungen damit stehen noch aus, ich selbst hab sie diese Woche zum ersten Mal in Geschäften gesehen.

Die Zellspannung von NiCd und NiMH-Akkus beträgt 1,2V, man bekommt also problemlos die bei den verschiedenen Lampensystemen üblichen Spannungen von 6V, 7,2V, 12V und 14,4V durch Reihenschaltung von 5, 6, 10 und 12 Zellen heraus.

Fazit: Nimmt man, wenn man nicht so furchtbar viel Geld ausgeben will und eine akzeptable Kapazität bei annehmbarem Gewicht haben will. Nix für Tieftemparaturfahren und Leute, die sich das Geld für ein ordentliches Ladegerät sparen wollen.

Bleigel-Akkus

Das ist die wohl billigste Möglichkeit an viel Kapazität zu kommen. Wenn man 12V Halogen-Lampen fahren will ohne Überspannung mit 20W und mehr, dann muss es wohl ein Bleiklumpen sein. Die gibt es üblicherweise in 6 und 12V und mit sehr hohen Kapazitäten. Kein Vorteil ohne Nachteil: diese Akkus wiegen unglaublich viel, was beim Radfahren ja nicht besonders vorteilhaft ist.

Auf ein taugliches Ladegerät ist unbedingt zu achten: Bleigelakkus reagieren auf Überladen mit baldigem Ableben - ein Ladegerät für die Bleisäureakkus vom Auto ist nicht geeignet. Das Netzteil, welches Sigma zu seinen Mirage-Bleiklötzen mitliefert ist z.B. völlig ungeeignet, den Akku zu laden. Wenn man ihn immer fast völlig leer fährt und dann genau 7h dranhängt mags gehen - aber wer macht das schon. Die mtb-news-Gemeinde empfiehlt hier die Anschaffung eines AL-600 (Kostenpunkt ca. 20€).

Vorteile: Kostengünstig, hohe Kapazitäten erhältlich, hochstromfest (je nach Modell), Selbstentladung geringer als bei NiMH, keinerlei Memory-Effekt (die Sulfatierung, die nach langer Aufladung ohne nennenswerte Entladung - z.B. bei USV-Betrieb - stattfinden kann, lässt sich wohl wieder rückgängig machen).

Nachteile: Kälteempfindlichkeit, hohes Gewicht.

Tiefentladene Akkus sind in der Regel zerstört. Also immer schön aufladen, sonst wars das.

Die Zellspannung beträgt 2V, es wären also theoretisch beliebige Vielfache von 2V möglich, allerdings kenn ich käuflich nur 6 und 12V Versionen.

Fazit: Wenn man sehr viel Kapazität für kleines Geld braucht und einen zusätzliche Kilos nicht stören, sind Bleigel-Akkus ideal

LiIon-Akkus

Die "Königsklasse". Hohe Kapazität kombiniert mit geringem Gewicht und kleinen Abmessungen. LiIon-Akkus können bei Überladung sehr heftig reagieren (Brand, Explosion) und sind bei Tiefentladung sofort mausetot. Deshalb haben alle LiIon-Akkus eine integrierte Schutzschaltung, die vor Überladung und Tiefentladung schützt. Daher müssen entsprechende Ladegeräte auch nicht ganz so kompliziert ausgeführt sein, wie bei NiMH. LiIon-Akkus werden ständig weiterentwickelt, deswegen findet man widersprüchliche Aussagen zu verschiedenen Eigenschaften, aber im Allgemeinen kann man festhalten, dass diese Akkus "altern", d.h. dass die meisten Typen nach 2-3 Jahren nicht mehr tauglich sind (gibt aber auch Ausnahmen).

Einen ausgeprägten Memory-Effekt haben diese Akkus nicht, es schadet i.A. nicht, sie immer "am Tropf" hängen zu lassen. Verschiedentlich wird berichtet, dass ein geringfügiges Entladen und Wiederaufladen nicht als Ladezyklus "zählt" (natürlich haben auch LiIon Akkus eine begrenzte Zahl möglicher Ladezyklen). Meine eigene unmaßgebliche Erfahrung scheint das zu bestätigen: Nach ein paar Jahren ist jeder LiIon-Akku gar, aber ein ständiges ans-Ladekabel-hängen scheint keine negativen Effekte gegenüber Vollentladen und wiederaufladen zu haben.

Vorteile: Geringere Kälteempfindlichkeit, geringes Gewicht, geringe Abmessungen bei hoher Kapazität, Ladegeräte vergleichsweise günstig, geringe Selbstentladung, kein signifikanter Memoryeffekt.

Nachteile: teuer, nicht hochstromfest, bei Manipulation gefährlich (ohne funktionierende Schutzschaltung kann solch ein Akku durchaus spektakulär explodieren).

Die Zellspannung beträgt ca. 3,6V, bei akzeptablen Kapazitäten sind 7,2V und 14,4V erhältlich. HID-Ballasts brauchen manchmal dreizellige Akkus (also nominell 10,8V), die gibts aber kaum fertig und sowas zu basteln ist nur für Hartgesottene.

Daneben gibts natürlich auch noch andere Akkus (z.B. LiPo), die sind aber fürs Lampenbasteln nicht wirklich relevant.

Geändert von schmadde (14.11.2006 um 18:14 Uhr).
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Alt 12.10.2006, 23:40   #5
schmadde
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Teil 3: Lichterzeugung

Lichterzeugung

Fürs Licht am Rad kommen im wesentlichen drei verschiedenen Technologien in Frage: Halogen, LED (Leuchtdioden) und HID (High Intensity Discharge - Gasentladungslampen). Alle haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile, die ich noch detailliert darlegen werde. Zunächst interessiert allerdings der Lichtstrom. Möglichst hell solls sein und dabei (besonders für Akku-User interessant) auch noch möglichst wenig Energie verbrauchen. Die Effizienz eines Leuchtmittels hängt dabei primär von der verwendeten Technologie ab, wobei durch Modifikationen oder Betrieb ausserhalb der Spezifikation durchaus noch deutliche Effizienzgewinne möglich sind. Man beschreibt diesen Wirkungsgrad am besten durch Lumen pro Watt (lm/W). Zu beachten ist bei diesen Werten noch, dass die Optik auch noch einiges an Leistung frisst, also sollte man die Angaben nicht direkt in erreichbare Ausleuchtung umrechnen.

Halogenlampen

sind bei Fahrradbeleuchtung (noch) der Standard. Sie sind relativ effizient - man erreicht so ca. 12-28 lm/W. Bei den für Fahrradscheinwerfer üblichen HS3-"Birnen" gibt es erhebliche Serienstreuungen und sie bewegen sich eher am unteren Ende dieser Skala: Olaf Schultz hat mehrere HS3-Birnen vermessen und ist bei 6V/2,5W auf ca. 13lm/W gekommen. Die 6V/3W-Lampen (HPR64), erreichen schon bessere 16lm/W, 12V-Dynamolampen vom Typ HS4 sind mit fast 19lm/W dann schon recht gut. Dennoch bekommt man bei Halogen-Lampen derzeit noch das meiste Licht fürs Geld. Die 28lm/W werden nur von speziellen Typen erreicht, insbesonderen von den IRC-Lampen von Osram. IRC steht hier für InfraRed Coating - eine Beschichtung im Glaskolben, die, salopp gesagt, Wärmestrahlung zurückbehält und so die Effizienz erhöht (genauer kann man das z.B. bei Osram nachlesen). Leider gibt es solche Lampen nicht in Strassentauglichen Leistungsklassen - IRC fängt erst bei 20W an.

Besonders interessant bei Halogenlampen ist die Tatsache, dass bei Überspannung die Lichtausbeute exponentiell ansteigt. So kann man z.B. bei 20% Überspannung (also z.B. 14,4V LiIon-Akku statt 12V) 180% Lichtstrom herausholen - nahezu das doppelte! Damit wird eine 20W IRC so hell wie eine High-End-HID-Leuchte. Man bezahlt das allerdings mit einer erheblichen Verkürzung der Lebensdauer. Die ist bei Halogenlampen ohnehin nicht so furchtbar toll. Dynamolicht-Fahrer kennen das: Jeden Winter sind mehrere "Birnchen" fällig.

Ein weiteres Problem ist, dass diese Exponentialfunktion auch in die andere Richtung wirkt - sinkt die Spannung des Akkus um ein paar Prozent wegen Kälte oder weil die Rest-Kapazität zur Neige geht, wird die Lampe seeehr schnell dunkel.

Da Halogenlampen keine sehr steile U/I-Kennlinie haben, kann man sie problemlos ohne weitere Elektronik an Spannungsquellen (wie Akkus) anschliessen - das funktioniert sogar mit Wechselspannung.

Fazit: Most bang for the buck. Viel Licht für wenig Geld, bei häufiger Nutzung relativiert sich das etwas, weil oft getauscht werden muss. Erschütterungsempfindlich und bei Spannungsabfall wirds schnell zappenduster. Die interessanten Lampen brauchen 12V Versorgung und ziehen >=20W, was meist schwere oder teure Akkus bedeutet.

LED - Leuchtdioden

Die im Moment erfolgversprechendste Technologie. Derzeit käufliche Leistungen liegen so bei 30lm/W (z.B. Luxeon), wobei im Labor durchaus schon Werte über 70lm/W gemessen worden sind. Es kommen aber gerade Hersteller auf den Markt mit LEDs, die lt. Datenblatt über 60lm/W liefern sollen. Der Hersteller "Cree" verspricht für sein Produkt "X-Lamp 7090 XR-E" bei Betrieb mit ca. 1W eine Lichtausbeute von 70 lm/W in Massenproduktion. Speziell selektierte Exemplare sollen bis 85 lm/W liefern, was sonst grade mal die besten HID-Lampen schaffen. Ich bin gespannt - die ersten drei Crees sind schon unterwegs zu mir. LEDs entwickeln sich rasant und ich denke, sie werden ein ein paar Jahren Halogenlampen aus vielen Bereichen verdrängt haben. Üblich sind LED Module mit 1W 2/3W und 5W, wobei vor kurzem auch Typen mit 10W und 20W auf den Markt gekommen sind. Die höchste Verbreitung haben wohl derzeit die Luxeon-Produkte der Firma Lumileds, sie kommen auch bei den meisten Eigenbauprojekten zum Einsatz. Es gibt allerdings mittlerweile einige interessante Konkurrenten.

Bei Luxeons sind die 1W LEDs derzeit am effizientesten, wobei die 2/3W-Typen nicht weit hinterherhinken. Die 5W Typen sind teuer, deutlich weniger effizient und lassen sich mit den gängigen Optiken nicht vernünftig bündeln - kommen also für Radlampen eher nicht so in Frage. Letzteres gilt noch viel mehr für die 10 und 20W Typen - deren Chipfläche ist so groß, dass mit keiner verfügbaren Optik eine Farzeugtauglichen Bündelung drin ist. Da hier sehr viel Wärme auf sehr kleinem Raum erzeugt wird, ist Kühlung bei LEDs eines der größten Probleme beim Scheinwerferbau. Die Effizienz der LEDs hängt in erheblichem Maße von der Halbleitertemperatur ab, also ist auch bei Kauflampen darauf zu achten, dass sie sehr gut gekühlt sind - denn in warmem Zustand fressen sie zwar genausoviel Leistung wie "eine gute" aber sie geben erheblich weniger Licht ab.

Besonders interessant an LEDs ist, dass sie bei geringerer Leistung effizienter werden - wie weit das funktioniert, muss allerdings ausprobiert werden. Die Hersteller wollen da nix garantieren. Ein schwächelnder Akku lässt einen nicht so schnell im Dunkeln stehen. Für Dynamobetrieb ist das natürlich ideal. Der Nennstrom von 700mA, der für die 2/3W Luxeon LEDs vorgeschrieben wird passt so gut zu den 500-560mA eines gängigen Nabendynamos, dass man sie mit einem Gleichrichter und einem Kondensator direkt an den Dynamo anschliessen kann. Cool ist dabei, dass die LEDs schon bei Schrittgeschwindigkeit brauchbares Licht abgeben.

Will man LEDs an Akkus anschliessen, braucht man eine Konstantstromquelle. LEDs verhalten sich eben nicht wie Ohmsche Widerstände, sondern haben eine exponentielle Strom-Spannungskennline und der Widerstand ist auch noch temperaturabhängig. Also muss man zwingend den Strom begrenzen - am vernünftigsten geht das mit einer Konstantstrom-Schaltung. Wer kein Elektronik-Guru ist, kauft so etwas am besten fertig. Bei Dynamos stellt sich das Problem nicht, da diese konstruktionsbedingt den Strom begrenzen.

Weitere Vorteile der LED: sehr hohe Lebensdauer - wenn man sie nicht gerade mit zu hohem Strom grillt, leben sie praktisch ewig. Bei Alterung verringert sich lediglich die maximal erzielbare Helligkeit. Ausserdem sind sie gegenüber Erschütterungen unempfindlich. Gut für uns, die wir in Kopfsteinpflaster-City wohnen.

Nachteile: Stromregelung nötig für Akkus, aufwändige Kühlung, gute Optiken schwer erhältlich. Fertige STVZO-Konforme Scheinwerfer haben fast ausschliesslich die funzeligen 1W LEDs verbaut. Einzige Ausnahme der nicht zugelassene Inoled 20+ (hohe Serienstreuung, und die 2W-Version ist auch nicht zugelassen, trotz zulassungskompatibler Optik) und der angekündigte IXON Speed von bumm.

Fazit: Eigenbau gut für Dynamobeleuchtung, wenn man nicht sehr viel Licht benötigt auch für alle anderen Anwendungen ideal, weil langlebig, zuverlässig und effizient. Zwar nicht heller als die besten Halogenlampen, aber man wird sehr viel besser gesehen. Ist auch nicht so teuer wie HID.

HID - Gasentladungslampen

Jetzt kommt die Königsklasse der Leuchtmittel: Die "High Intensity Discharge" alias Gasentladungslampe, im Volksmund auch Xenon-Licht genannt. Die Effizienz liegt bei guten Brennern so um die 60lm/W, was für Fahrradlampen mit Abstand der beste Wert ist (allerdings derzeit dicht gefolgt von LEDs). Man ist allerdings auf 10W Modelle beschränkt, es sei denn man braucht *noch* mehr Licht, da gehts bis 35W (wie beim Auto üblich). 10W HID ist allerdings schon eine ganze Menge.

Bei dieser Technologie ist eigentlich alles speziell und teuer. Brenner mit geringer Leistung (10W) gibts nur von zwei Herstellern, WA und Brightstar, wobei Brightstar ein Fernost-Hersteller, der nicht den Ruf von uneingeschränkt guter Qualität geniesst - immerhin waren die Teile bis vor kurzem noch recht günstig zu beschaffen. Zum Brenner gehört noch der sogenannte Ballast, der für das Zünden des Lichtbogens zuständig ist. Bei der Effizienzbetrachtung sollte man nicht vergessen, dass der Ballast, der zum Betrieb zwingend notwendig ist, einen Teil der Effizienz auffrisst. Beim 10W-Sytem von WA zieht der Ballast wohl 3W für sich selbst ab. Olaf Schultz hat auch ein WA-System mit 10W vermessen und kam da auf eine Effizienz von 40lm/W und eine Lichtuausbeute von ca. 450lm - der gleiche Brenner in der Lupine Edison mit Lupine-eigener Elektronik kommt nach Herstellerangaben auf ca. 60lm/W und 900lm im 16W-Betrieb.

Die Lebensdauer von HID-Brennern wird im Wesentlichen von der Anzahl der Starts bestimmt. Als Fernlicht, das man bei Bedarf zuschaltet ist so eine Lampe also gar nicht zu gebrauchen - sie würde nicht lange halten. Bei KFZ-Fernlicht auf HID-Basis wird fürs Fernlicht eine Optik vor den Brenner gedreht. Hugo verspricht sich von seinem Welch-Allyn-Brenner eine Lebensdauer von 300-500 Starts, muss mal nachgucken, was der Hersteller dazu sagt.

Vorteile: sehr viel Licht bei wenig Leistungsaufnahme, absolut sehr viel Lichtausbeute. Leuchtmittel relativ langlebig.

Nachteile: sehr teuer, kann bei rauher Behandlung eher kaputtgehen als LED, Ersatzbrenner auch sehr teuer, nur minimal 10W erhältlich (was etwa 20-30W Halogen entspricht - das brauchen eigentlich nur Waldradler). Es gibt bisher keine STVZO-Zugelassenen (Fahrrad-)Lampen. Das ändert sich aber gerade mit der Big Bang von Busch und Müller. Ich bin gespannt.

Fazit: Wenn Geld keine Rolex spielt ist das die Lampe der Wahl. Das Beste vom Besten gibts bei Lupine für schlappe 900€ incl. Akku.

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Alt 15.10.2006, 23:27   #6
schmadde
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Teil 4: Kauflampen - kleiner kommentierter Marktüberblick

Wenn man nicht gerade begeisterter Hobbybastler ist, geht man am liebsten den Weg des geringsten Widerstandes. Das heisst im Idealfall: rein in den Laden, Geld auf den Tisch und mit der fertigen Lampe gleich die große Runde gedreht. Glücklicherweise gibts für viele Anwendungen schon fertige passende Scheinwerfer (Rücklichter lasse ich jetzt mal völlig unberücksichtigt - die meisten im Handel erhältlichen sind ganz o.k., die Unterschiede marginal).

Positionslichter

Als Positionslicht taugt fast jede Lampe. Ich würde dafür eine nehmen, die relativ klein und leicht ist, und mit LEDs bestückt. LEDs haben den Vorteil, dass man damit besser gesehen wird, als mit einem gleich hellen Halogenlicht (ich weiss, klingt paradox, ist aber so). Ausserdem werden sie nicht so rapide dunkler, wenn die Batterie mal schwächelt. Die praktischen kleinen Lichter sind in Deutschland alle nicht zugelassen, die darf man also nur an seiner Zeltstange montieren oder im Ausland damit fahren. Der Markt an solchen Lampen ist unüberschaubar und da die Anforderungen ausser den offensichtlichen (Preis, Gewicht, Größe, Leuchtdauer) eher gering sind, spare ich mir spezielle Empfehlungen.

Ich fahre an meiner Rennzeltstange als Positionslicht für italienischen Alpentunnels eine "Smart Polaris". Sie hat drei LEDs, ist klein genug um in eine Trikot-Tasche zu passen (ca. 8cm lang und an der dicksten Stelle 4cm im Durchmesser) und wiegt incl. Befestigungsschelle und der zwei AAA-Batterien 105g lt. meiner Küchenwaage. Sie hat neben der Dauerbeleuchtung noch einen Blinkmodus, womit auch schon klar ist, dass sie in Deutschland niemals eine Zulassung bekommen kann. Die Lampe funktioniert unauffällig, kann ich für solche Zwecke durchaus empfehlen. Selbst sehen tut man damit natürlich nix, auf Strassenbeleuchtung ist man also immer noch angewiesen.

In der Satteltasche habe ich zwei LED-Lämpchen, die sich am Lenker oder an den Sattelstreben mittels Gummiband befestigen lassen, eine rote für hinten und eine weisse für vorne. Sie sind mit zwei CR2032-Knopfzellen (wie sie z.B. auch im HAC4 verwendet werden) und einer 5mm-LED ausgestattet und nur unwesentlich größer als diese beiden Bestandteile. Gewicht vernachlässigbar. Ich würde mich niemals auf sowas verlassen, wenn schon klar ist, dass ich in die Dunkelheit komme, aber wenn man sich mal ganz grob verschätzt hat oder in eine plötzlich auftretende Sonnenfinsternis ( :D ) kommt, ist es besser als nix dabei zu haben. Sie kosten soviel wie zwei Schläuche, hält sich also im Rahmen.

Es gibt auch zugelassenen Lampen, die maximal als Positionslicht taugen. Dazu gehört z.B. die Cat-Eye HL-EL-300G, die für eine Leuchte mit "klassischen LEDs" (also welchen mit sehr geringer Leistungsaufnahme) recht gut leuchtet, aber verglichen mit "richtigen Lampen" so schlechte Beleuchtungswerte hat, dass sie wohl nach Ende der Übergangszeit seit Inkrafttreten der "10-Lux-Regelung" nicht mehr vertrieben werden darf. Man kann sowas eher als Dunkelwerfer bezeichnen, denn als Scheinwerfer. Gleiches gilt auch für Halogenlampen, die mit 2 C-Zellen ("Baby") betrieben werden und üblicherweise mit 3V 1,5W Birnchen betrieben werden. Die HL-500G ist so eine. Für ein Positionslicht sind die aber alle recht klobig. Nehmt Reisauss vor ähnlich aufgebauten Lampen, die im Baumarkt oder Supermarkt vertrieben werden - die sind im Allgemeinen noch schlimmer (auch wenn man das fast gar nicht für möglich halten würde).

Dynamo-Lampen

Die Randbedingungen der STVZO für Dynamobeleuchtung waren viele Jahre lang "6 Volt, 2,4 Watt" - und sind es nach dem Buchstaben von §67 STVZO immer nocht. Schaut man sich an, was so alles dieser Norm genügt, so stellt man fest, dass der Unterschied an mit diesen Daten erzielbarem Licht enorm ist. Die schlechten Scheinwerfer interessieren hier niemanden, drum geh ich darauf erst gar nicht ein. Einer der am weitesten verbreiteten, recht guten Scheinwerfer ist der Lumotec Oval, den ich auch selbst habe. Er produziert einigermassen akzeptables Licht: so etwa 8x2m werden so ausgeleuchtet, dass man sieht, wo man hinfährt. Wie beim STVZO-konformen Scheinwerfer üblich, hat er eine recht scharfte Hell-Dunkel-Grenze, was bedeutet, dass man seitlich praktisch gar nix sieht. Auf schmalen Wegen mit kleinen Kurvenradien (wie sie bei Radwegen und den meisten Wegen durch Parks vorkommen) ist man damit nur bei sehr langsamer Fahrt gut bedient. Für Geschwindigkeiten so zwischen 15 und 25km/h kann man damit glücklich werden. Wenn man nur auf der Strasse fährt, ist es sicher auch möglich, mit dem Rennrad so eine Scheinwerfer zu fahren, wobei ich persönlich finde, dass so ein dunkles Licht schon sehr anstrengt und man mit was hellerem wesentlich entspannter unterwegs ist. Am Stadtrad ist der Oval in Verbindung mit Nabendynamo eine schöne Sorglos-Lösung, fürs Rennrad muss was besseres her.

Der wahrscheinlich effizienteste 2,4 bzw. 3W Scheinwerfer ist von Schmidt Maschinenbau und hört auf den Namen "E6". Er benutzt den Reflektor des mittlerweile nicht mehr erhältlichen "Bisy FL" und erreicht damit einen Lichtkegel, der sehr weit in die Ferne geht und dabei sehr schmal ist. Durch die Größe von Reflektor und Streuscheibe geht dabei sehr wenig Licht verloren. Dies ist der Scheinwerfer, den Vielfahrer und Randonneure an ihre Dynamos hängen. Ich selbst habe keinen, weil mir die fast 70 Euro immer zu viel für eine 2,4W Funzel waren, aber alle, die ihn haben schwören drauf. Diverse Aufnahmen und Messungen, die ich von Bisy und E6 gesehen haben, lassen vermuten, dass der E6 praktisch gar kein seitliches Licht liefert, der Bereich vor dem Rad aber recht hell ist. Es gibt ihn in einer zugelassenen Version mit 2,4W-Lampe und Schalter für Nabendynamo und in einer nicht zugelassenen Variante für 6V 3W Halogenlampen und einem Kurzschluss-Schalter zur Überbrückung im 2-Scheinwerfer-Betrieb. Dazu später mehr.

Dann gibt es mittlerweile noch diverse LED-Scheinwerfer für Dynamobetrieb. Bis auf eine einzige mir bekannte Ausnahme benutzen diese alle eine 1W-LED und bleiben damit (für mich unverständlicherweise) weit hinter dem zurück, was mit nur unwesentlich mehr Kosten realisierbar wäre. Die besten davon erreichen mit Müh und Not eine Helligkeit, die nur geringfügig unter der mittelmässiger Halogenscheinwerfer liegt. Ein wesentlicher Vorteil, die Tatsache, dass diese am Dynamo schon bei sehr geringen Geschwindigkeiten zu leuchten anfangen ist wohl hauptsächlich für Gelegenheitsradler interessant, denn die 15km/h, bei denen Halogenscheinwerfer schon ordentlich leuchten sind für die meisten von uns wohl auch bergauf problemlos erreichbar. Als Leuchte fürs gesehen-werden und als Backup für die fette Batterie-Leuchte, wenn ihr der Saft ausgeht oder die Birne kaputt geht allerdings durchaus eine Überlegung wert. Für mich käme da wohl am ehesten der "Dlumotec Oval senso plus" von Busch & Müller in Frage.

Ein anderer sehr interessanter Dynamo-Scheinwerfer kommt von der deutschen Firma "Inoled". Diese bieten einen nach deutscher STVZO zugelassenen LED-Scheinwerfer an, der sich sowohl am Dynamo als auch an einer 6V Batterie betreiben lässt. Im Dynamobetrieb bietet er ein Standlicht für 4 Minuten und ein Rücklicht lässt sich auch anschliessen. Das eigentlich interessante ist, dass es den Scheinwerfer auch in einer 2W-Version gibt, die deutlich heller sein sollte als die sonst üblichen 1W-Funzeln (die Messungen von Olaf Schultz bestätigen dies erstmal). Obwohl der Inoled 20+ auch eine STVZO konforme Optik hat, besitzt offensichtlich nur sein kleiner Bruder Inoled 10+ eine KBA-Zulassung. Fürs nur auf der Strasse genutzte Rennrad müsste der 20+ eigentlich ein recht brauchbarer Scheinwerfer sein - habe selbst leider noch keinen in den Fingern gehabt und halte mich daher mit Empfehlungen zurück. Es wird von großen Serienstreuungen bzgl. Helligkeit bei den Inoleds berichtet.

In der kürzlich erschienenen Überarbeitung der "Gebetsmühle" von Olaf S. sind diverse kommerzielle LED-Scheinwerfer vermessen. Interessant ist, dass die vermessenen Typen offensichtlich ihre 1W LEDs mit deutlich über 1W betreiben. Dass die damit erzielte Lichtausbeute nicht besser ist, als beim Halogenscheinwerfer lässt darauf schliessen, dass noch deutliches Entwicklungspotenzial bei LED-Scheinwerfern besteht. Für mehr Licht sollte man aber durchaus mehrere in Reihe schalten können. Eine Hintereinanderschaltung von LED-Scheinwerfer (für Langsamfahrt und Nahbereich) und E6 als Fernlicht wird von einigen Leuten mit Erfolg praktiziert. Allerdings ist so eine Kombination wegen der stark unterschiedlichen Lichtfarben sehr gewöhnungsbedürftig.

Geändert von schmadde (24.11.2006 um 10:51 Uhr).
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Alt 15.10.2006, 23:28   #7
schmadde
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Teil 4.2: Kauflampen - continued

Dynamos

Noch ein paar kurze Worte zu Dynamos, bevors zu den Batterielampen geht. Üblich sind Seitenläufer, Speichendynamos und Nabendynamos. Seitenläufer kennt wohl jeder, bis auf wenige Ausnahmen haben sie einen relativ geringen Wirkungsgrad, sind laut und alle sind mehr oder weniger unzuverlässig sobald die Reifenflanke nass wird. Speichendynamos halten meist nicht sehr lange - soll sich mit dem Zeug jemand anders beschäftigen. Bei mir gehts hier nur um Nabendynamos.

Diese werden statt der Nabe ins Vorderrad eingespeicht, was den Installationsaufwand natürlich größer macht, als bei den anderen Dynamos. Wer nicht selbst einspeichen kann oder will (ist aber wirklich nicht schwer) kauft sich halt ein fertiges Laufrad mit ND beim Händler. Wie die meisten anderen Dynamos sind dies grundsätzlich Stromquellen und nicht wie Batterien Spannungsquellen. Das heisst, dass konstruktiv bedingt die Stromstärke begrenzt ist (wegen der deutschen Vorschriften auf ca. 500mA, beim SON z.B. 580mA) und sich die Spannung je nach angelegtem Lastwiderstand automatisch einstellt. Das ist für den Normaluser, der nur zugelassenes Equipment dranhängt egal, da stellen sich eben genau die 6V ein, die vorgesehen sind. Man kann sich aber durchaus die Tatsache zunutze machen, in dem man einfach zwei Scheinwerfer hintereinander schaltet und dann 12V bei 500mA und damit 6W befeuern kann. 12V sollte eigentlich jeder ND schaffen, am SON gibts aber auch Leute die mit mehr als 15V fahren.

Beachtenswert ist diese Tatsache auch beim LED Betrieb: LEDs brauchen nämlich genau so eine Stromquelle und eignen sich daher vorzüglich für den Dynamobetrieb. Während man also problemlos eine Halogenlampe, die für Dynamo-Betrieb gedacht ist an eine 6V Batterie hängen kann (Halogenlampen ist egal ob Gleich- oder Wechselstrom anliegt), sollte man bei LED-Lampen vorsichtig sein: Da am Dynamo nicht wesentlich mehr als 500mA anliegen können und Strombegrenzerschaltungen hier überflüssig sind, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass man eine Dynamo-LED-Lampe sofort grillt, wenn man sie an einer Spannungsquelle wie einem Akku betreibt.

Da diverse Hersteller bemerkt haben, dass Nabendynamos die Seitenläufer grade ablösen, ist der Markt mittlerweile recht unübersichtlich geworden. Wer sich näher für das Thema interessiert, der sei auf die Gebetsmühle von Olaf Schultz verwiesen - der hat eine ganze Menge Modelle vermessen und das dort dokumentiert. Der billigste dürfte der Novatec EDH-1 sein, den auch Radplan Delta in seinem Laufrad "Frontstrom" verbaut. Lt. Messwerten ist er den andern Nabendynamos fast ebenbürtig, was Leerlaufverluste betrifft, der Wirkungsgrad ist recht akzeptabel, die Industriekugellager versprechen Wartungsarmut und richtig billig ist er auch noch.

Ich habe so einen EDH-1 und würde ihn nicht nochmal kaufen. Wenn ich die gleichen Lampen (Halogen und LED) an meinen Novatec hänge, leuchten die deutlich sichtbar dunkler als wenn sie von meinem Shimano-ND versorgt werden. Ich habe nicht untersucht, warum das so ist, die Vermutungen gehen von einer eingebauten Spannungsbegrenzerdiode (unwahrscheinlich) über eine konstruktiv geringe Strom-Auslegung bis hin zu Defekt/Fabrikationsfehler. Ich wollte das immer mal genauer messen, bin aber nie dazu gekommen. Ich werde es wohl auch nicht mehr tun, es gibt genug andere Dinge, mit denen ich meine Zeit lieber totschlage. Von mir bekommt das Ding jedenfalls keine Empfehlung. Ich finde, wer >200€ für IM-Startgelder und tausende von Euros für Aero-Laufräder und -Rahmen ausgibt, der sollte auch ruhig die 150€ auf den Tisch legen und den besten Nabendynamo kaufen, dann ist Ruhe und man ärgert sich nicht dauernd. Achso, ich habe es vergessen zu erwähnen: der Novatec ist schwer und hässlich, nur in 36 Loch und silber erhältlich und besitzt eine deutsche Zulassung.

Von Shimano gibt es zwei halbwegs brauchbare Modelle: den DH-3N30, ein Billigdynamo, der sagenhafte 870g wiegt, vom Wirkungsgrad und Leerlaufverlusten nicht unbedingt Weltklasse ist, aber immerhin nicht mehr ab 30km/h bei eingeschalteten Licht leichter läuft als ausgeschaltet, wie das bei den älteren Shimanos der Fall war. Besser ist da schon der DH-3N71. So einen besitze ich auch, der dürfte das beste Preis/Leistungsverhältnis haben und läuft bei mir recht unauffällig. Wiegt ca. 680g und gibts in 32 und 36 Loch, die Konuskugellager sollten von Zeit zu Zeit gewartet werden. Beim Blumenhändler ist er mal für knapp über 50€ erhältlich gewesen, fertig eingespeichte Laufräder beim lokalen Radhändler kosten so ca. 100€.

Der Beste vom Besten ist der "Schmidts original Nabendynamo", kurz SON von Schmidt Maschinenbau aus Tübingen, ein Meisterstück schwäbischer Ingenieurskunst. Beste Werte bei Gewicht (580g), Leerlaufverlust (<1W) und Wirkungsgrad (ca. 70%), Industriekugellager, erhältlich in allen möglichen verschiedenen Versionen, Sonderlochzahlen, silber und schwarz usw. usf. Interessante Detaillösungen, wie z.B. ein Labyrinthsystem zum Druckausgleich, damit kein Wasser in die Lager gezogen wird, wenn man das Rad im Winter aus der warmen Wohnung raus in die Nässe nimmt - durch die guten Dichtungen geht das nämlich nimmer raus und das Lager ist dann irgendwann kaputt (so habe ich mir mal ein Lager bei einer Shimano-Nabenschaltung zerstört).

Ich habe bisher noch nix schlechtes über diesen Dynamo gehört, alle die ihn haben sind begeistert und der Service von Schmidt soll auch sehr gut sein. Über die elektrischen Werte möchte ich hier nicht viel verlieren, sie sind über jeden Zweifel erhaben. Praxisrelevant sind die Unterschiede zum Shimano wohl nicht. Die hohen Kosten (ca. 150€ die nackte Nabe, Sonderlochzahlen teurer) könnten sich über die Lebensdauer amortisieren, ich möchte das hier nicht bewerten. Man macht aber sicher nix falsch, wenn man den SON kauft. Wer sich über die Abwanderung von Arbeitsplätzen nach China beschwert, sollte ohnehin keinen anderen Dynamo auch nur in Betracht ziehen, sondern mit seinem Geldbeutel abstimmen: der SON wird nämlich in Tübingen produziert. Gewichtsfetischisten könnten den SON XS100 nehmen, der ursprünglich für Falträder entwickelt wurde. Allerdings erreicht er hohe Leistungen erst bei höherer Geschwindigkeit, weil er für kleinere Laufraddurchmesser konstruiert wurde.

Batterie/Akkulampen

Da gibt es eine unüberschaubare Zahl auf dem Markt. Ich kann unmöglich zu auch nur annähernd allen eine Bewertung abgeben. Ich sage jetzt mal was zu den bekannteren Typen, wobei ich mich bei welchen, die ich selbst nicht habe auf die Aussagen anderer verlassen muss.

Der Klassiker ist die Cat-Eye HL-1600G. Für eine 2,4W-Lampe macht sie ordentlich helles Licht. Da wäre nur das Problem mit den 5 Akkus: die meisten Ladegeräte können nur maximal 4 Akkus gleichzeitig aufladen - um auf 6V zu kommen, hat die HL-1600 aber fünf verbaut. Abhilfe schafft ein Akkupack-Lader und die glücklicherweise integrierte Ladebuchse. Das Ladegerät vom Nipack der Mirage sollte geeignet sein, ansonsten bekommt man auch eins bei Ansmann (zu einem Preis, für den man den Nipack gleich mit dem Lagegerät dazubekommt). Die Ausleuchtung ist ähnlich wie beim Lumotec Oval. Brauchbares Licht für kleines Geld und nur für Leute mit Akkupacklader. Fürs Rennradfahren würd ich was helleres nehmen.

Von den neuen "Hochleistungs-LED"-Lampen soll die besten die Ixon von Busch & Müller sein. Ein Freund hat sie mal gekauft und ich hab sie mir ausgeliehen. Ich muss sagen, ich war positiv überrascht, wieviel Licht aus einer 1W LED rauskommen kann. Die Ausleuchtung ist ähnlich wie beim Lumotec Oval, wirkt zunächst ein wenig heller wegen der Lichtfarbe, beim Fahren in Terrain, in dem man das Licht wirklich braucht, stellt sich aber heraus, das sie ein klein wenig dunkler ist. In der Praxis würde ich sagen: nimmt sich nix, sind beide gleich gut. Die Ixon leuchtet allerdings deutlich gleichmäßiger aus - das gibt einen sehr schönen Licht-Teppich. Sehr schön finde ich, dass es eine Stromsparmodus gibt, in dem die Leuchtdauer angeblich verdoppelt wird (konnte das nicht verifizieren, so lange hatte ich die Lampe nicht). Auch im Sparmodus ist das Licht aber durchaus noch brauchbar (siehe auch Wirkungsgradverbesserung von LEDs bei Teillast) - besser jedenfalls als bei so manchem zugelassenen Dunkelwerfer. Es gibt eine recht aussagekräftige Ladekontroll-Leuchte (muss sich allerdings erst in der Praxis bewähren) und ein Set aus Lampe, Akkus und einem wirklich brauchbaren Ladegerät. In der Konfiguration bekommt sie meine absolute Kaufempfehlung - wenn man denn mit so wenig Licht auskommt.

Für rennradtypische Geschwindigkeiten wäre eine höhere Leistung wünschenswert. Zur diesjährigen Eurobike hat Busch & Müller die "Ixon Speed" vorgestellt, die praktisch eine Ixon mit doppelter Leistung und externem Akku ist (nicht zu vergessen: STVZO-zugelassen). Wenn die hält, was sie verspricht, ist das die Lampe auf die man als Rennradfahrer gewartet hat. Wenn sie erhältlich ist, werde ich versuchen, irgendwo eine auszuleihen und hier berichten.

Es gibt auch eine Menge anderer 1W-LED-Leuchten, die allerdings alle nicht signifikant billiger sind als die Ixon und auf mich keinen vertrauenerweckenden Eindruck machen. Ich hatte keine von denen selbst in der Hand, aber Erfahrungen Anderer, deren Urteil ich schätze, lassen vermuten, dass alle irgendwo Probleme bei Verarbeitung, Kühlung oder in anderer Hinsicht haben. Die Hella HL2000 ist noch am ehesten interessant, da sie sich mit Akku und Dynamo betreiben lässt, ist aber recht dunkel.

Geändert von schmadde (24.11.2006 um 10:58 Uhr).
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Alt 15.10.2006, 23:30   #8
schmadde
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Teil 4.3: Kauflampen - der starke Tobak

Jetzt komme ich mal ohne Umschweife zu der Lampe, die meiner Meinung nach im Moment den Preis/Leistungsführer darstellt: Der Sigma Mirage. Irgendjemand bei Sigma muss mal ne gute Idee gehabt haben und keiner der Konkurrenten hat das Konzept aufgegriffen. Bis auf die exotischen 12V Dynamo-Lichter ist die Mirage die einzige Lampe mit 5W Leistung - und trotz aller Effizienz-Feilereien ist es nunmal so, dass eine 2,4W Lampe einer mit der doppelten Leistung nicht das Wasser reichen kann, wenn nicht ganz grobe Schnitzer bei der Konstruktion gemacht worden sind. Die Ausleuchtung der Mirage ist ziemlich zerrissen, das sieht eigentlich grauenvoll aus und auch von anderen Problemen wird immer wieder berichtet. Aber unterm Strich bietet die Lampe einfach helles Licht und ich hatte auch beim Rennradfahren nie ein Problem, genügend zu sehen. Es ist meine meistgenutzte Lampe.

Es gibt sie mit einem Bleiakku und mittlerweile auch mit einem NiMH-Akku namens "Nipack". Das Set nennt sich dann "Mirage Evo pro". Der Nipack kommt mit einem tauglichen Ladegerät und ist klein genug, dass er in die Trikotasche passt. Damit kann man dem Winter ein Schnippchen schlagen und den Akku warm halten - dann verliert er nämlich auch keine Kapazität (Verlängerungskabel nicht vergessen - ist bei der Helmhalterung dabei). Für den Sommer gibts auch eine Halterung für Rahmen oder Vorbau. Der Bleiakku ist schwer, blockiert einen Flaschenhalter und kommt mit einem untauglichen Ladegerät, mit dem man den Akku in kürzester Zeit kaputtkocht. Meine Meinung: Mirage nur mit Nipack oder Fremdakku. Akkus von Drittherstellern gibt es auch genügend, bis zu 10Ah in einem Flaschenhalter-tauglichen Gehäuse. Der Nipack gibt unter Idealbedingungen 4 Stunden Licht für die Mirage, das habe ich im Sommer auch mal tatsächlich erreicht. Im Winter würde ich mich nicht darauf verlassen und bei Touren >=3h einen zweiten Akku mitnehmen oder wenigestens ein Not-Licht einstecken.

Zur Mirage gibt es zusätzlich noch die (nicht STVZO zugelassene) Mirage-X, die 10W Leistung saugt. Mit dem Nipack wird es dann schon recht knapp, der der kann die selbst unter Idealbedingungen nur 2 Stunden lang befeuern - in der Praxis kommt man damit nur bis zum Döner um die Ecke. Wenn man sie nur in kritischen Situationen als Fernlicht nutzt, mags gehen, ansonsten ist ein größerer (nicht bei Sigma erhältlicher) Akku Pflicht. Licht kommt da ordentlich raus. Der Spot reicht weit in die Ferne und die Seitenausleuchtung reicht meist, um zu sehen, wo die nächste Kurve lang geht. Auf der Strasse gibt es wohl keine Situation, in der man mehr braucht. Wer mehr Seitenausleuchtung braucht, möge zwei davon nehmen. Aber Achtung: Blendungsgefahr für den Gegenverkehr! Wenn man die Mirage-X öfter benutzt, kommt man mit einem einzelnen Akku nicht weit. Es gibt von Sigma das sogenannte "Endurance Kit", welches ausser der Mirage, der Mirage-X und dem Nipack samt Ladegerät noch einen zweiten Nipack, eine Helmhalterung für die X und ein Rücklicht beinhaltet. Damit kommt man zu einem vernünftigen Preis schon recht weit.

Das klingt zu gut um wahr zu sein? Es gibt eben doch kein Licht ohne Schatten: die Mirage leidet unter einer Menge von Problemen, vor allem in der Verarbeitungsqualität. Wenn man mal die Probleme mit dem Bleiakku und "Ladegerät" aussen vor lässt, treten allerlei Probleme mit Kontaktschwierigkeiten und Kabelbruch auf: Der Steckkontakt in den Lampen leiert relativ schnell aus, am Nipack gab es bisher keinen Knickschutz (soll bei den neuen aber drin sein) und daher bricht gerne mal das Kabel am Akku. Auch die elektronischen Schalter bei den "Evos" machen immer mal wieder Ärger. Bei regelmässiger Benutzung kann man froh sein, wenn nach einem Jahr noch alles funktioniert. Dennoch muss man fair sein: Zu einem vergleichbaren Preis gibt es nichts vergleichbares.

Möglicherweise läuft die Ixon Speed der 5W Mirage demnächst den Rang ab. Ob sie von der Helligkeit in derselben Liga spielt, muss sich aber erst zeigen.

Fürs Fahren im Wald, wo die STVO nicht gilt, gibt es eine Fülle von (nicht straßenzugelassenen) kommerziellen Halogen- und HID-Lampen, die ich hier ebenfalls nicht alle besprechen kann. Konkrete Fragen bitte im mtb-news-Forum stellen, dort sind die Lampenprofis. Beispielhaft mag das Sortiment von "Lupine" gelten, die sozusagen als Mercedes unter den Fahrrad-Lampenherstellern gelten. Deren Halogenlampen nennen sich "Nightmare" und sind, wenn man mit dem Stromverbrauch klarkommt, für alles tauglich, was man so mit dem Rad fahren kann.

Das absoluten Nonplusultra für Leute, die gar nicht wissen wohin mit dem Geld (oder die einfach viel im Wald fahren und 900€ übrig haben) ist sicherlich die HID-Leuchte "Edison 10", die einen 10W WA-Brenner beinhaltet mit einer speziellen Steuerelektronik, die diesen mit ordentlich Überspannung betreibt und bei 16W Energieverbrauch Licht herausholt, bei dem die besten Halogenlampen doppelt soviel verbrauchen. Dazu gibts einen LiIon-Akku, der die Lampe 10 Stunden lang befeuern können soll (bei 10W - bei voller Leistung sinds noch 6:30h). Bilder von der Ausleuchtung gibt es unter www.lupine.de.

Etwas günstiger gibt es HID-Licht, auch mit dem WA-Brenner, den Lupine einsetzt bei der Firma Trailtech. Da diese spezifikationsgemäß mit 10W betrieben wird, dürfte da wesentlich weniger Licht rauskommen, als bei der Lupine. Dafür kostet sie auch wesentlich weniger. Ein Bild von der Ausleuchtung habe ich nicht, vielleicht kann Hugo hier was nachliefern. Der von Trailtech angebotene Akku ist ein NiMH-Akku mit 3,7Ah. Das soll für 3 Stunden Licht reichen, was ich schon recht knapp finde, wenn man nicht noch eine zusätzliche Beleuchtung (oder einen zweiten Akku spazierenfährt). Trailtech gibt an, dass man den Ballast auch mit 14,4V betreiben kann, was die Nennspannung eines Vierzelligen LiIon-Akkus wäre. Unklar ist dabei aber, ob man tatsächlich auch einen solchen Akku nehmen kann, denn in voll geladenem Zustand liefert ein LiIon-Akku deutlich mehr als diese 14,4V. Diverse HID-Ballaste haben bei vollen LiIon-Akkus irgendwann den Geist aufgegeben. Ob das für die von Trailtech auch gilt, vermag ich nicht zu sagen. Mir wärs zu heiss. Leider gibt es dreizellige LiIon-Akkus kaum fertig zu vernünftigen Preisen zu kaufen.

Die eigentliche Sensation der diesjährigen Eurobike ist die HID-Lampe, die Busch & Müller vorgestellt hat. Auch mit einem WA-Brenner ausgestattet, aber als einzige HID-Leuchte hat sie einen STVZO-konformem Reflektor (der sich angeblich auf rotationssymmetrisch umstellen lässt). Ob der Scheinwerfer dann tatsächlich eine Zulassung bekommt und wieviel das Gerät taugt, wird sich zeigen, wenn die Lampe in den Handel kommt. Der große Reflektor läßt vermuten, dass die Lichtausbeute höher sein wird, als bei den Konkurrenzgeräten mit dem gleichen Brenner. Das Kunststoff-Gehäuse ist allerdings nicht so schick wie das von Trailtech. Mitgeliefert werden soll ein 7,2V LiIon-Akku mit 6,45Ah, der die Lampe 7h lang befeuern können soll. Das dürfte für die meisten Leute ausreichend sein. Interessant finde ich, dass die Lampe mit 7,2V betrieben werden kann und so zusätzliche Akku-Kapazität mit billigen Camcorder-Akkus gedeckt werden kann. Die Notwendigkeit von dreizelligen LiIon-Akkus hat mich bisher immer von HID abgehalten. Offenbar hat bumm hier einen eigenen Ballast entwickelt. Auf der Herstellerseite (www.bumm.de) gibt es eindrucksvolle Ausleuchtungsbilder - durch die fahrzeugtaugliche Optik kommt deutlich mehr Licht auf die Strasse, als mit dem gleichen Brenner und rotationssymmetrischer Optik.

Geändert von schmadde (24.11.2006 um 15:39 Uhr). Grund: Zwei alternative HID-Modelle ergänzt.
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