Osram NightLux "aufgebohrt"
von Jörn L.
Dieser Artikel nimmt am Artikelwettbewerb 2012/2013 teil.
In diesem Artikel wird beschrieben, wie man eine Osram NIGHTLUX so umbaut, dass sie
- statt mit Batterien aus einem Netzteil versorgt wird und
- einen externen 12V LED-Streifen schaltet
Veranlassung
Anlass für diese Anleitung war mein Wunsch, eine LED Lampe zu besitzen, die
- sich bei Dunkelheit durch Bewegung einschaltet,
- nicht über Batterien versorgt wird,
- hell,
- kompakt und
- preiswert ist.
Leider gibt es am Markt so etwas kaum zu kaufen – man könnte natürlich einen 230V-Bewegungsmelder kaufen und damit eine LED-Lampe schalten - dies war mir aber zu teuer und zu klobig. Bewegungsmelder für 12V sind kaum erhältlich - so kam mir die Idee, eine Osram NIGHTLUX, die es für wenig Geld (ca. 12 EUR) zu kaufen gibt, zu „tunen“.
Die Schaltung
Ich möchte die NIGHTLUX aus dem gleichen Netzteil versorgen, wie die LED-Streifen – also mit 12V. Die NIGHTLUX wird normalerweise mit drei 1,5V Batterien versorgt, macht zusammen 4,5V. 12V Versorgungsspannung wären also zu viel - deshalb verwende ich einen 78L05 Spannungsregler um aus einer 12V Eingangsspannung 5V zu erzeugen. Dies ist etwas mehr als 4,5V, aber die Elektronik in der NIGHTLUX verträgt das: In ihr ist ein M7616 IC verbaut, dessen Datenblatt man im Internet findet. Dieses IC hat einen erlaubten Eingangsspannungsbereich von 2 bis 5,5V.
Die Nennleistung der NIGHTLUX ist 300mW, d.h. ca. 60 mA Stromaufnahme. Mal schauen, ob die Verlustleistung für den 78L05 Spannungsregler nicht zu groß wird: P=(12V-5V)*60mA = 420 mW. Das ist schon relativ viel, aber noch im Bereich des Erlaubten. Wer möchte, kann auch die 3 LEDs der NIGHTLUX ganz abklemmen, dann wäre die Verlustleistung im Spannungsregler vernachlässigbar, aber ich möchte, dass sie weiterhin funktionieren. Um die LEDs der NIGHTLUX mit den 5V Versorgungsspannung nicht zu überfordern, schalte ich einen 8 Ohm Widerstand in Reihe. An dem fällt im Betrieb ziemlich genau 0,5V ab, so dass die LEDs wieder so hell sind, als würde die Schaltung mit 4,5V versorgt – wer sie dunkler haben möchte (und damit die Verlustleistung im Spannungsregler verringern möchte) kann einen höheren Widerstandswert verwenden.
Zum Schalten der externen 12 LED-Streifen verwende ich einen selbstsperrenden n-Kanal MOSFET BUZ 72A. Er hat eine Gate-Schaltspannung von typisch 3V (maximal 4V). Bei einer Gate-Source-Spannung von 5V kann man Drain-Störme von ca. 3A schalten, was bei 12V einer Leistung von 36W entsprechen würde – also mehr als ausreichend für die LED-Streifen. Man hätte auch ein Relais verwenden können, aber ich mag es, wenn das ganze geräuschlos funktioniert...
Aufbau
Benötigtes Material
Benötigtes Material:
- eine Osram NIGHTLUX
- 12V LED Stripes gewünschter Länge, maximal 30 W
- 12V Netzteil mit passender Ausgangsleistung (mind. Nennleistung des LED-Stripes plus 1 Watt)
- BUZ72 (n-Kanal MOSFET selbstsperrend)
- 78L05 im TO-92 Gehäuse
- ein 100nF Kondensator
- ein Tanatalkondensator 1µF oder größer
- ein Widerstand mit 8 bis 10 Ohm
- eine kleine Lochrasterplatine
Gehäuse öffnen
Hinweis: Durch das Öffnen des Gehäuses verlieren sie natürlich jeglichen Garantieanspruch!
Um die NIGHTLUX zu öffnen, muss man auf der Rückseite die 4 Gummifüßchen mit einem kleinen Schraubenzieher "herauspopeln". Darunter verstecken sich die Schrauben. Entfernt man diese, so kann man die Rückseite abnehmen. Jetzt die rote (Pluspol) und schwarze (Minuspol) Leitung nahe am Batteriefach abschneiden. Metallische Batteriekontakte mit der Zange herausziehen (vermeidet Kurzschlüsse wenn später die Leiterplatte hier hineinkommt). Habe außerdem noch etwas vom Plastik weggeschnitten um Platz zu schaffen, ist aber eigentlich nicht nötig.
Schaltung aufbauen
Jetzt die Schaltung nach obigem Schaltplan aufbauen und anschließen. Ich habe (wegen Materialknappheit) zwei getrennte Platinen verwendet, eleganter ist es natürlich alles auf einer Platine zu verbauen.
Das kniffligste ist der Anschluss des MOSFET-Gates an Pin 2 des M7616-ICs. Am besten verwendet man dazu den angrenzenden Widerstand.
Jetzt noch den 8 Ohm Widerstand in Reihe zu den 3 LEDs der NIGHTLUX schalten
Wenn alles angeschlossen ist, die Schaltung im ehemaligen Batteriefach der NIGHTLUX verstauen und alles wieder zuschrauben – fertig!
Weitere Ideen und Verbesserungen
Anschluss an Mikrocontroller
Durch Anschluss von Pin 2 des M7616 IC an einen Eingangspin eines Mikrocontrollers kann man die NIGHTLUX auch leicht als Bewegungs-Sensor für komplexere Projekte verwenden.
Retriggerung verwenden
Das M7616 IC besitzt an Pin 1 einen "Trigger type selection" Eingang (RETG). Dieser liegt bei der Nightlux auf Low. Dies bedeutet, dass die NIGHTUX, wenn sie einmal eine Bewegung registriert hat, für die (über den Wahlschalter) eingestellte Zeit leuchtet und dann wieder ausgeht - unabhängig davon, ob während dieser Zeit eine weitere Bewegung registriert wird. Für eine Batterieversorgung ist dies sicher sinnvoll um die Batterien zu schonen. Für die Versorgung aus einem Netzteil wäre es besser, wenn Pin 1 auf high liegen würde. Dann würde die NIGHTLUX nämlich während sie leuchtet, bei jeder neu registrierten Bewegung ihren internen Timer erneut starten. Leider ist diese Änderung an der NIGHTLUX-Leiterkarte relativ schwierig durchzuführen.