home Beschreibung möglicher Lampen
Mein zukünftiger Musikbrunnen darf nachts im hellen Lichterglanz erstrahlen. Die Helligkeit aller fünf Strahler eines Water Quintets zusammen liefert in 2 m Höhe eine Beleuchtungsstärke von ungefähr 20 Lux. Also nur wenig Glanz.
Farbige Unterwasser-Strahler sind rar, dunkel oder teuer. In die nähere Wahl habe ich preisgünstige chinesische Lampen gezogen. Von dieser Art gibt es jede Menge Angebote im Internet, die alle sehr ähnlich sind. Ich stelle mir vor, dass ich 12 Strahler außerhalb des äußeren Düsenrings in das Wasserbecken einbaue. Jeder dieser Strahler liefert ungefähr die dreifache Lichtmenge des Water Quintets. Die darin enthaltenen LEDs lassen sich leider nicht direkt ansteuern, sondern nur mit einer Infrarot-Fernbedienung, die in die Austrittslinse strahlen muss. Eine Option wäre es, den Fernsteuercode mit den eigenen Arduino-Controllern zu erzeugen und mit wasserdicht verpackten IR-LEDs den Strahlern zuzuführen. Dafür habe ich den nötigen Code analysiert (siehe Bild der Fernbedienung). Die elegantere Option ist der weiter unten beschriebene Umbau der Strahler.
Hier einige technische Daten eines Musters:
Hersteller/Vertreiber: Bonker
Durchmesser: 7,5 cm
Betriebsspannung: 12 V Gleich- oder Wechselspannung
Maximal aufgenommene Leistung: 7,5 W bei 12,7 VDC (bei niedrigerer oder höherer Spannung weniger)
Lichtquelle: Hybrider LED-Chip mit 3 roten, 3 grünen und 3 blauen LEDs
Leuchtwinkel: 30 Grad
Farben rot, grün, blau und Mischfarben (z.B. weiß, gelb)
Beleuchtungsstärke in 2 m Abstand: weiß 70 lx, rot 15 lx, grün 50 lx, blau 7 lx
Länge Zuleitung: 30 cm (zu kurz für Unterwasser-Anwendung)
Auf den ersten Blick baugleich sind Strahler des Herstellers/Vertreibers Mengs. Auf den zweiten Blick gibt es Unterschiede. So unterscheidet sich das durch die dicke Glaslinse erkennbare Innenleben. Die technischen Daten und die Fernbedienung (samt Code) sind praktisch identisch. Auf den dritten Blick gibt es einen erheblichen Unterschied: Der Mengs-Strahler lässt sich aufschrauben, während der Bonker bombenfest verklebt ist.
Im hinteren Teil des Strahlers finden wir einen sogenannten Step-Down Spannungsregler mit Strombegrenzung und Gleichrichter. Das erklärt, warum die Stromaufnahme bei steigender Betriebsspannung der Lampe geringer wird. Der Gleichrichter erlaubt die Verpolung der Versorgungsspannung. Für den Betrieb mit Wechselspannung ist die Lampe aber nicht geeignet. Sie leuchtet zwar, aber sie flackert. Außerdem funktioniert die Fernbedienung nicht.
Die intelligente Steuerelektronik ist kreisförmig um die LEDs herum gebaut und aufwendiger als zunächst erwartet. Auffällig sind drei recht große Widerstände, die den Strom der LEDs auf ca. 300 mA begrenzen. Ein Mikrocontroller schaltet durch drei MOS-Transistoren die Ströme der roten, grünen und blauen LED-Reihen in schneller Folge ein und aus (Pulsweiten-Modulation, PWM). Das ist das übliche Verfahren der Helligkeitssteuerung von LEDs. Im Permanentspeicher (EEPROM) merkt sich der Controller die aktuelle Einstellung, damit er nach einer Stromunterbrechung wieder dieselben Funktionen aufrufen kann wie vorher.
Mich interessiert die eingebaute Elektronik der Strahler nicht wirklich. Interessanter ist die PWM-Ansteuerung der LEDs, die ich in exakt dieser Form auch für die Wasserpumpen und die weißen Oase-LEDs verwende. Es bietet sich an, die Lampenzuleitung durch eine ausreichend lange 4-polige Leitung zu ersetzen, die direkt zum 12-V-Anschluss und den Begrenzungswiderständen der LEDs führt (im Bild bezeichnet mit +12, IN red, IN green und IN blue). Damit setze ich die interne Logik außer Betrieb und gebe die LEDs in die Obhut der Arduino-Controller. Damit sich die Farbkanäle nicht gegenseitig beeinflussen, müssen die drei MOS-Transistoren entfernt werden.
Es ist problematisch, ein wasserdichtes Gehäuse zu öffnen und wieder zu verschließen. Selbst wenn es hinterher wieder dicht ist, befindet sich darin eine gewisse Luftfeuchtigkeit, die im kalten Wasser kondensieren kann. Deshalb sollte man diese Montage in getrockneter Luft machen. Ich habe allerdings Bedenken, ob der Hersteller das ursprünglich berücksichtigt hat. Ich löse das Problem dadurch, dass ich in den hinteren Teil der Lampen kleine Beutel mit 3 bis 5 Gramm Silicagel packe. Die können 1 bis 2 Kubikzentimeter Wasser binden.
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