Es musste folglich eine Konstantstromquelle her. Mit einer gut gefüllten Bastelkiste fand ich die vorkonfektionierten Module (z.B. in der Bucht) wenig reizvoll, da sich bereits mit zwei klassischen bipolaren Transistoren und zwei Widerständen schon eine brauchbare Schaltung aufbauen lässt (siehe z.B. auch hier). Etwas sauberer als das Foto rechts sieht der um Goldcaps ergänzte Schaltplan auf dieser Seite aus.

Das Prinzip dieser Schaltung ist recht simpel. Ein NPN-Transistor in Kollektorschaltung bindet die LEDs an. Am Emitter dieses Transistors liegt ein Widerstand gegen Masse, dessen Spannungsabfall sich (unter hier zulässiger Vernachlässigung des Basisstromes) aus dem Strom durch die LEDs und seinem Widerstandswert ergibt (U=I*R). Genau über diesen Spannungsabfall wird ein zweiter Transistor gesteuert, der ab 0.7V an seiner Basis durchleitet und damit die Basisspannung des erstgenannten Transistors so begrenzt, dass der gewünschte Strom durch die LEDs nicht überschritten wird. Der Widerstand kann damit mit als R=0.7V/I berechnet werden. Typische Werte liegen zwischen 40 Ohm (17.5 mA) und 100 Ohm (7mA) als Stromfluss durch die LEDs.

Wie jeder Elektroniker weiss, sollten LEDs nicht parallel geschaltet werden, da sich bedingt durch Fertigungstoleranzen bei Parallelschaltung die Ströme nicht gleichmäßig auf die LEDs verteilen und im schlimmsten Fall eine nach der anderen das Zeitliche segnet. Ich habe es bei meinen Umbauten trotzdem gemacht. Als notwendige Randbedingung habe ich einen Gesamtstrom konzipiert, der weit unterhalb der zulässigen 20-30mA einer einzelnen LED liegt (50 Ohm entsprechend 14 mA). Die Parallelschaltung von 3 SMD-LEDs funktioniert schon unterhalb von 5V Versorgungsspannung auf den Schienen, und die Lichtmenge beim genannten Gesamtstrom reicht völlig aus (eher zu viel Licht als zu wenig). Zwei Widerstände, zwei Transistoren und ein Brückengleichrichter lassen sich platzsparend auf einem Rest Lochrasterplatine zusammenpacken. Den Stütz-Elko habe ich mit etwas Zuleitung versehen, um ihn flexibler im Gehäuse verstecken zu können. Um den Brückengleichrichter bezüglich der Einschaltströme zu schonen, liegt vor dem Elko noch ein 100 Ohm-Widerstand. In meinem Fall waren ohnehin genügend LEDs auf einem selbstklebenden Strip vorhanden, die ich dann bei den Schicht/Prefo-Waggons entsprechend gleichmäßig verteilt auf die originale Pappe der Lampeneinheit geklebt habe. Auf diese Weise konnte ich die originalen Lampenhalterungen zerstörungsfrei erhalten und trotzdem die LEDs platzieren.

Das Ergebnis der Aufbauten sieht man im Bild rechts oben. Schön ist hierbei, dass der Spannungsabfall des Stützkondensators erst dann mit nachlassender Helligkeit der LEDs sichtbar wird, wenn die Spannung unter die Kombination der Spannungsabfälle aus LEDs, Messwiderstand und Transistor fällt. Mit dieser Schaltung leuchten die LEDs nach dem Anhalten des Zuges noch einige Sekunden konstant hell weiter, bis die Intensität dann rasch nachlässt. Im nachstehenden Video habe ich den Unterschied zwischen der ersten Lösung (links, 6 LEDs ohne Konstantstrom, 1500 µF Stützkondensator) und der 2-Transistor-Lösung (rechts, 3 LEDs, 1000µF Stützkondensator) festgehalten. Man beachte, ab welcher Spannung beide Varianten zu leuchten beginnen und wie sie auf den Wegfall der Versorgungsspannung reagieren.