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Maglite 6C Hotwire Mod

Dark Laser

Flashaholic*
17 Mai 2010
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Hallo Leute,

ich denke es ist mal an der Zeit, meinen Maglite-Umbau vorzustellen - wollte ich schon vor ewiger Zeit machen, aber bin irgendwie nicht so richtig dazu gekommen.

Schon seit Jahren, vor meinem allerersten Mod (zu Cree MC-E-Zeiten), stieß ich auf einen cpf-Thread, der letztendlich wohl daran schuld ist, dass es heuer doch noch so weit gekommen ist, dass ich mir eine "Hotwire" zusammengeschraubt habe.

Alles begann dann mit einer 6C, die ich dank TLF-User Knuckles mein Eigen nennen darf; an der Stelle nochmal ein dickes Danke :thumbup:

Obligatorisch ist bei so einem Umbau natürlich ein Aluminiumreflektor und eine Glasscheibe.

Dann stellen sich allerdings gleich mehrere Fragen:
-einfacher Direktbetrieb oder ausgefeilte Regelung?
-welche Birne und vor allem:
-welche Akkus?

Für mich stand schnell fest, dass es 12 V-Birnen sein sollten (hohe Effizienz, viele Möglichkeiten zum spielen).
Mit der Wahl der Akkus fiel auch gleichzeitig die Frage nach der Betriebsart.
Nimmt man hochstromfähige IMR-Zellen, wird man im Direktbetrieb schnell einen Helligkeitsabfall bemerken - da wäre ein PWM-Regler speziell für Glühbirnen recht (näheres in The_Driver's exzellenter Hotwire-Vorstellung).
Ein Tiefentladeschutz wäre auch gleich mit an Bord und aus IRC-Birnen könnte man mit 5 18650ern oder gar 6 26500ern ein wahres Leuchtfeuer rausholen.

Der Haken: der Regler passt nicht in C-Maglites :(

Abhilfe schaffen bei mir 26650er LiFePO4-Zellen von A123 mit 2500 mAh, die mehrere angenehme Eigenschaften haben:
-Strombelastbarkeit ohne Ende auch bei Kälte, niedriger Innenwiderstand
-sehr flache Entladekurve, d.h. man hat selbst bei normalem Direktbetrieb das Gefühl, die Lampe wäre geregelt. Es gibt halt immer nur Vollgas :)
-unempfindlich! Selbst kurzzeitige Tiefentladung auf 0 V überleben die Dinger ... übertreiben sollte man es natürlich nicht.

Allerdings passen nur 4 dieser Monster in eine 6C.
Macht etwa 13,2 V - das ist für IRC-Birnen keine wirkliche Überspannung, was auch zu keiner nennenswerten Helligkeitssteigerung gegenüber 12 V führt. Trotzdem bringen auch die IRC-Birnen eine ordentliche Leistung zustande (und auch trotz smooth-Reflektor ein beachtliches Lichtbild wegen ihrer Axialwendel).
Schon im Reflektor ist so was schön anzusehen (auch wenn ich die Mitte leider nicht ganz getroffen hab)



Wie diese Biester sich verhalten, hat The_Driver in seinem Thread ja schon schön erklärt. Empfehlenswert ist auch der Link zu dem Birnentests im cpf!
Da kann man sehr schön sehen, was die Birnen bei gegebener Spannung leisten.
Getestet habe ich die 25 W, 50 W und 65 W Version (von links nach rechts auch im Anhang zu sehen).

Mit dem Nachteil, die IRC-Birnen leider nicht bis zum Maximum ausfahren zu können, geht aber auch ein Vorteil einher:
Dafür darf ich auch sehr empfindliche Birnen mit 50 h Lebensdauer @ 12 V ranhängen und kann mich an Hammer-Lichtfarben erfreuen :D
Dabei habe ich besonderen Gefallen an der HLX-Serie von Osram gefunden.
Die Charakteristik der Akkus macht die Mag also eher zu so einer Art Arbeitstier als zur empfindlichen Diva.

Warum ich so gut mit der "niedrigen" Spannung der 4 Zellen leben kann, sehen Bekloppte wie ich schnell an den Birnen:



von links nach rechts:

64610, 50 W, 1600 lm @ 12 V / 50 h => in der 6C ca. 2000 lm an der Birne
Geniale Lichtfarbe (3400 K), Reichweite > XM-L @ 2,8 A im Standard Mag-Reflektor

64625, 100 W, 3600 lm @ 12 V / 50 h => in der 6C ca. 4500 lm an der Birne
Eine Wand aus Licht, sehr schöne Lichtfarbe

64623, 100 W, 2800 lm @ 12 V / 2000 h => in der 6C ca. 3500 lm an der Birne
Noch flutiger als die 64625, lange Lebensdauer - meine "Waffe" der Wahl, wenn etwas anfackeln soll :rolleyes:

62138, 100 W, 3200 lm @ 12 V / 100 h => in der 6C ca. 3500 lm an der Birne
Absolut krasse Reichweite dank sehr kleiner Axialwendel. Wurde im cpf (Post #3) mal mit 80 klx @ 1m vermessen - und ich glaube nicht, dass das übertrieben ist :thumbup:
Viel mehr geht bei der Lampenkopfgröße + Halogenbirne nicht.

Eines haben aber alle Birnen gemeinsam: das Licht ist allererste Sahne für Ausflüge in den Wald. Man kann den Strahl einer Halogenlampe einfach nicht mit LEDs oder HIDs vergleichen, es ist zwar auch nur Licht, aber ein anderes. Ob das vom CRI kommt oder vom Spektrum an sich weiß ich nicht, aber spätestens wenn ein bisschen Nebel ins Spiel kommt, ist der Unterschied da.
Das Licht streut sich einfach irgendwie anders *träum* :peinlich:
OK, ich glaube man merkt, dass ich infiziert bin. Dann mal weiter mit dem Umbaubericht.

Ach, eine Birne habe ich noch vergessen (dieses Biest ganz links):



10 W Reservefunzel :)
Befindet sich aus Nostalgiegründen in der Endkappe meiner Lampe :peinlich:

Bei 50 W ist höchstens eine halbe Stunde Laufzeit drin, aber selbst bei der Leistung kann ich die Lampe noch längere Zeit anlassen (bei den derzeitigen Temperaturen ist "Dauer"betrieb kein Problem).
Die 100 W hatte ich noch nicht länger als 5 min an.

Angesichts der hohen Leistungen fragt sich jetzt manch einer: nach wie vielen Zehntelsekunden geht der Originalschalter eigentlich in Rauch auf?
Auch dieses Problem habe ich in den Griff bekommen, und zwar indem ich mir einen elektronischen Schalter gebastelt habe (genauso wie hier, nur für die C-Maglite entsprechend kleiner). Man muss es sich wie ein elektronisches Relais vorstellen, bei dem das Relais der FET ist und der steuernde Schalter der alte Magliteschalter.



Das Bild zeigt den auf der mit Kupfer beschichteten Platine verlöteten FET, noch ohne Kabel. Später kam ein kleines Stück Aluminium auf das Kühlblech; aber ich glaube das war unnötig.

Unschlagbar: der winzige Innenwiderstand eines solchen Schalters (mein MOSFET hat etwa 1 mOhm).
Um doch noch etwas Sicherheit für die 50 h-Birnen herauszuholen (14,4 V haben die vollen Akkus - das "setzt" sich zwar relativ schnell, aber trotzdem), wollte ich noch eine einfache Softstart-Funktion. Deswegen hab ich dann parallel zum Widerstand zwischen Gate und Source des FET einen Kondensator gelötet (auf der Rückseite der kleinen Platine).
Die Zeitkonstante (Widerstand * Kapazität) habe ich dann zu etwa einer viertel Sekunde gewählt. Bringt für die Birne was und belastet den FET nicht zu sehr.
Das Ganze wurde dann mit ein paar C-Zellen und der kleinen Birne probeweise getestet - ging.
Dummerweise ist mir der Kondensator dann beim Versuch mit voller Spannung explodiert :eek:
Hat jemand ne Ahnung, an was das liegen könnte?
Tja, bis jetzt hab ich den Kondensator leider noch nicht ersetzt, aber es funktioniert auch so ganz gut, da die Zellen unter Last praktisch sofort auf 3,2 -3,3 V einbrechen.

Hier die Schaltereinheit als Ganzes:



Der Keramiksockel ist mit einfachen Gewindestangen auf einer zurechtgefeilten Aluscheibe zu sehen. Fixiert wird die Einheit wie der alte Schalter auch über den schraubbaren Sicherungsring.
Unter der Tesafilmrolle findet sich das bisschen Elektronik wieder (natürlich schön isoliert), hinten dran sieht man ein weiteres Stück Platine als Abschluss und Pluskontakt.

So, damit wäre das Schalterproblem gelöst. Fehlt nur noch ein letzer Rettungsanker, falls doch mal was schief geht: eine Sicherung.
Diese hab ich in einem alten Tubendeckel mit der Hilfe von ein wenig Kupfer unterbringen können - lustigerweise passt der Deckel auch noch genau zum Durchmesser der Feder, die ebenfalls durch ein bisschen Kupfer veredelt wurde - denn Widerstände sind auch hier nicht erwünscht.

Das Konstrukt als Ganzes:



An dieser Stelle wären Beamshots natürlich echt nicht schlecht, vernünftige Bilder scheitern aber am Nichtvorhandensein einer vernünftigen Kamera. Ich schau mal, ob ich Zeit für zumindest einfache Beamshots finde, wo man aber das Potential der Lampe dann nur erahnen kann.
Hier sieht man dennoch ganz gut, wie sich so eine 62138 im Maglite-Kopf macht. Wie man sieht, kann die SSC P7 da nicht mehr ganz mithalten ... ;)
 

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The_Driver

Flashaholic***
22 März 2012
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Endlich! :D
Sehr schönes Lämpchen und toller Bericht! Weiter so!

Ich bin jetzt mal zu faul zum Rechnen: wie lange hält die Lampe mit den stärkeren Birnen?

Die IRC-Birne hast du übrigens sehr schön im Reflektor zentriert. Hast du da irgend welche Tips? Mir fällt das immer recht schwer.
 
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Freut mich, dass ihr sie auch so toll findet :thumbsup:

@The_Driver: also rein rechnerisch sollten bei den 50 W Birnen 30 bis 35 min drin sein (die 50 W IRC genehmigt sich laut den cpf-Messungen am wenigsten, die HLX am meisten). Die 65 W IRC kommt auch beinahe auf eine halbe Stunde; bei den 100 W Birnen sind zwischen 15 und 16 min drin ... aber wenn so viel Strom fließt, ist das schon wieder in einem Bereich, in dem man nur schätzen kann.

Was mich echt umgehauen hat war wie gesagt die 62138 mit ihrer winzigen Axialwendel - passend zur Lampe: einfach völliger Overkill :thumbup:

Die Birne hab ich erstmal ganz normal eingesetzt, dann den Kopf mit Reflektor drauf. Jetzt kommt der "Trick": dünne Baumwollhandschuhe anziehen, die Glasscheibe rausnehmen und ganz vorsichtig mit einem Finger die Birne per Augenmaß zentrieren :peinlich:
Ich hab halt jedes Mal Angst, dass ich mir dabei den Reflektor verkratze, aber eigentlich kann ja nicht viel passieren. Was wären schon 2 oder 3 % Wirkungsgrad weniger bei so einer Lampe :D

Mir ist bis jetzt keine bessere Methode eingefallen.
Man könnte sich natürlich so eine Art Zentrierlehre basteln; ich denke dabei an ein rundes Stück Karton mit Loch in der Mitte. Also im Maglite-Kopf müsste das sogar ziemlich gut gehen, ich weiß nicht wie es bei deinem Throwmaster ist.
 
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@The_Driver: also rein rechnerisch sollten bei den 50 W Birnen 30 bis 35 min drin sein (die 50 W IRC genehmigt sich laut den cpf-Messungen am wenigsten, die HLX am meisten). Die 65 W IRC kommt auch beinahe auf eine halbe Stunde; bei den 100 W Birnen sind zwischen 15 und 16 min drin ... aber wenn so viel Strom fließt, ist das schon wieder in einem Bereich, in dem man nur schätzen kann.

Was mich echt umgehauen hat war wie gesagt die 62138 mit ihrer winzigen Axialwendel - passend zur Lampe: einfach völliger Overkill :thumbup:

Die Birne hab ich erstmal ganz normal eingesetzt, dann den Kopf mit Reflektor drauf. Jetzt kommt der "Trick": dünne Baumwollhandschuhe anziehen, die Glasscheibe rausnehmen und ganz vorsichtig mit einem Finger die Birne per Augenmaß zentrieren :peinlich:
Ich hab halt jedes Mal Angst, dass ich mir dabei den Reflektor verkratze, aber eigentlich kann ja nicht viel passieren. Was wären schon 2 oder 3 % Wirkungsgrad weniger bei so einer Lampe :D

Mir ist bis jetzt keine bessere Methode eingefallen.
Man könnte sich natürlich so eine Art Zentrierlehre basteln; ich denke dabei an ein rundes Stück Karton mit Loch in der Mitte. Also im Maglite-Kopf müsste das sogar ziemlich gut gehen, ich weiß nicht wie es bei deinem Throwmaster ist.
An die 62138 hatte ich auch schon mal gedacht. Ich müsste dann aber auf sehr umständliche Weise die Spannung des Reglers anpassen und die Lampe wäre dann dunkler.

Das mit den Handschuhen traue ich mich nicht. An den Reflektor komme ich so ohne Weiteres nicht mehr dran. Nachbauten von anderen Firmen wären zwar deutlich besser, aber auch viel teurer (dreistelliger Dollar-Bereich).

Ich stelle die Lampe immer auf den Tisch, gucke in welche Richtung die Spitze der Birne zeigt, schraube den Kopf ab (gefühlt 100 Umdrehungen nötig), drücke die Birne mit dem Finge (eingewickelt in ein Taschentuch) in die entgegensetzte Richtung und schraube den Kopf wieder zu. Das mache ich so oft, bis ich halbwegs zufrieden bin.

Die Idee einer Zentrierleere hatte ich auch schon. das wäre wahrscheinlich am Sinnvollsten. Auf die Pappe wäre ich aber nicht gekommen. Ich hatte an Holz oder Alu gedacht.
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
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Deswegen hab ich dann parallel zum Widerstand zwischen Gate und Source des FET einen Kondensator gelötet (auf der Rückseite der kleinen Platine).
Die Zeitkonstante (Widerstand * Kapazität) habe ich dann zu etwa einer viertel Sekunde gewählt. ...
Das Ganze wurde dann mit ein paar C-Zellen und der kleinen Birne probeweise getestet - ging.
Dummerweise ist mir der Kondensator dann beim Versuch mit voller Spannung explodiert :eek:
Hat jemand ne Ahnung, an was das liegen könnte?
Hast Du es genau so aufgebaut wie hier gezeichnet?
Mit 4.7k-Widerstand? Kondensator parallel zum 10k-Widerstand?

Wenn OHNE 4.7k-Widerstand (d.h. Gate direkt am Schalter), dann wird der Kondensator beim Einschalten schlagartig aufgeladen. Das mögen Tantal-Kondensatoren (der gelbe Tropfen auf dem Bild sieht nach Tantal aus) überhaupt nicht.
Aber ein anderer Kondensatortyp würde auch nicht funktionieren.
Denn damit es überhaupt eine Verzögerung gibt, muss der Kondensator zwischen Gate und Source über einen Serienwiderstand aufgeladen werden. Und dann darf es auch ein Tantal sein.
 
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Den 4,7 kOhm hab ich gar nicht, weil der FET sowieso nur max. 14,4 V zwischen Gate und Source abbekommt. In der Schaltung hab ich also nur den unteren Widerstand (im verlinkten Schaltplan als 10 kOhm eingezeichneten), aber als 4,7 kOhm.
Ich hätte gedacht, wenn ich dazu den Kondensator (ist tatsächlich Tantal gewesen) parallel schalte wäre alles bestens. Im eingeschalteten Zustand fließt der Strom über den Widerstand ab und beim Ausschalten entlädt der Kondensator sich über den Widerstand.
Warum hat es aber dann bei 6 V geklappt?
Würde es vielleicht auch gehen, wenn der Widerstand etwas kleiner wäre?
 

light-wolff

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Ich hätte gedacht, wenn ich dazu den Kondensator (ist tatsächlich Tantal gewesen) parallel schalte wäre alles bestens.
Der Kondensator bringt so gar keine Einschaltverzögerung, nur eine Ausschaltverzögerung. Das war sicher nicht die Absicht, oder?

Warum hat es aber dann bei 6 V geklappt?
Es hat nicht geklappt. Es ging nur nicht kaputt ;).

Würde es vielleicht auch gehen, wenn der Widerstand etwas kleiner wäre?
Nein, nur die Ausschaltverzögerung wäre kürzer.

Ich habe da mal schnell etwas skizziert, das funktionieren könnte:


Die Einschaltverzögerung wird bestimmt durch (R1 x C1).
Lässt man R2 weg, kann sich C1 nicht entladen, die Lampe schaltet nicht (oder erst nach Minuten) aus.
Die Ausschaltverzögerung OHNE D1 wird bestimmt durch (R1+R2) x C1. Sie würde also auch verzögert ausschalten.
Deswegen ist D1 drin: dadurch kann C1 sich beim Ausschalten schnell entladen. Die Ausschaltzeit ist dann bestimmt durch (R2 x C1).

Wenn der FET eine sehr niedrige Gate-Schwellenspannung hat (unter 2V) ist für D1 eine Schottky-Diode BAT43 o.ä.) empfehlenswert. Sonst reicht eine normale Kleinsignaldiode.
 

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Der Kondensator bringt so gar keine Einschaltverzögerung, nur eine Ausschaltverzögerung. Das war sicher nicht die Absicht, oder?
Ja ... die Verzögerung, die ich beobachtet hab, kam dann wahrscheinlich nur von der niedrigen Spannung an der Wendel. Da die Verzögerung halt ziemlich gut mit der viertel Sekunde übereingestimmt hat, war ich mir dann sicher, dass es hinhaut.
Die Spannung lag ja trotzdem schlagartig am Gate an, nur der Kondensator wurde sinnlos aufgeladen :pinch:
Dass ich daran nicht gedacht hab, ist echt ärgerlich.

Von deiner Schaltung bin ich schon mehr überzeugt :thumbup:
 

Photon

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8 Juni 2012
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Warum nicht einfach einen NTC-Widerstand?
Wenn du die Lampe nicht dauernd an und aus machst, würde das doch auch funktionieren.
Weil bei der oben genannten Schaltung nicht genug Strom/Leistung über einen der Widerstände fließt (und auch nicht sollte!) um ihn meßbar zu erwärmen. Sanft anlaufen bei geringem Spannungsabfall im Betrieb kann der FET um Dekaden besser.
Gruß
Volker
 
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Dark Laser

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Mal ein Update:

Die Lampe läuft natürlich immer noch; auch bei 0 °C hat man mit der 64610 noch einen netten Handwärmer. Bei dieser Umgebungstemperatur hält die Lampe schon "Dauer"betrieb aus. Das Beste: auch ohne Softstart keine geschrottete Birne :thumbup:
Ich konnte jetzt mehrmals beobachten, dass die sinnvoll nutzbare Reichweite gegenüber meiner XM-L Maglite deutlich höher ist, obwohl letztere an der weißen Wand im Vorteil ist ... noch besser wirds bei Nebel.

Der eigentliche Grund für meinen Post ist aber, dass ich die Schaltung von light-wolff trotzdem in die Tat umgesetzt habe, und zwar für die Lampe meines Bruders, die wir vor kurzem umgebaut haben (Mag 3C in schickem Titangrau mit 2x LiFePO4 und MagCharger-Birne als Low-, WA 1160 als High-Modus bzw. Philips 5761 (35W) als Turbo, um nur ein paar mögliche zu nennen :)).
Das funktioniert mit einer Zeitkonstante von etwa einer Drittel Sekunde (10 µF, 33 kOhm) soweit tadellos - deswegen nochmal Danke :thumbup:

Der Aufbau ist inklusive Tesa-Rolle weitgehend gleich mit meiner 6C, bis auf den abgewandelten FET-Schalter und die Endkappe - da mussten Schaumstoff, ein Kupferkabel sowie eine 5- und eine 1-Cent-Münze für den Kontakt herhalten.