LED-Leuchten und PWM-Bordnetze
In Foren, aus eigener Erfahrung und auch von uns erfahrt Ihr immer wieder, dass es bei bestimmten Fahrzeugen zu Problemen mit LED-Leuchten, insbesondere Hauptscheinwerfern kommt, wenn das Fahrzeug auf LED-Leuchten umgerüstet wurde.
Die Probleme reichen dabei vom Flackern, Abdimmen bis zum Ausfall der LED-Leuchte. Woran liegt das?
Kurz gesagt, diese Probleme können auftreten auf, wenn ein Fahrzeug PWM benutzt.
Was PWM ist und wozu es dient
Wenn ein Gerät oder Verbraucher eine gewisse Spannung erwartet, sagen wir 10 V, dann wurde bisher ein Widerstand vorgeschaltet, der die Spannung auf 10 V reduzierte und die überschüssige Energie in Wärme umwandelte. Das geht heute so nicht mehr. Deshalb wird die Gleichspannung gepulst, also in bestimmten Intervallen ein und ausgeschaltet, so dass sich im Mittel 10 V einstellen.
Geräte, die so angesteuert werden, sind für diese Pulse gemacht. Das können auch Leuchten sein, die beispielsweise so zwischen Abblendlicht und Fernlicht umschalten. Das ist dann aber immer eine Sache des Fahrzeugherstellers, da zu dem Gerät auch immer das passende Steuergerät gehört.
Diese Pulse können auch dazu genutzt werden, die Leuchten zu überwachen. Dazu wird ein extrem kuzer Impuls gegeben und der Strom gemessen. Das kann auch bei ausgeschalteter Leuchte passieren. Eine Halogenleuchte bemerkt das nicht einmal, eine LED-Leuchte jedoch schon.
Zusammenfassend können wir festhalten: Es gibt drei Einsatzgebiete für PWM:
- Steuerung
- Regelung (z.B. Helligkeit von Leuchten)
- Energieeinsparung
Probleme durch PWM
Während der Fahrzeughersteller natürlich weiß, was er wie mit PWM steuert, trifft das für Nachrüstteile, wie LED-Leuchten und LED-Hauptscheinwerfer, nicht zu.
Beispiele:
- Sendet das Steuergerät ein Prüf-/Überwachungssignal zur Halogenleuchte um deren Zustand zu testen, kann die Nachrüst-LED-Leuchte aufleuchten, flackern.
- Wird eine Leuchte mit PWM-Signalen gesteuert, z.B. ihre Leuchtkraft, zeigen LED-Leuchten alle möglichen Effekte.
Ein weiteres Problemfeld, welches nicht durch direkte Ansteuerung von LED-Leuchten mit PWM entsteht, betrifft das gesamte Bordnetz.
Wenn mit PWM größere Leistungen geschaltet werden, kann es zu Störungen in parallel verlaufenden anderen Leitungen kommen. Auch das kann LED-Leuchten stören.
Ein anderer Bereich ist die Fahrzeugmasse, für die oftmals die Karosse und der Rahmen verwendet werden. Da sich auf der Masseseite viele elektrische und elektronische Geräte "treffen", können so schnelle PWM-Schaltvorgänge ebenfalls für Störungen sorgen.
Dadurch, dass der Gleichstrom nun gepulst ist, entstehen nun auch sogenannte Induktivitäten. Durch das schnelle Ein- und Ausschalten der Spannung und des Stroms bauen sich auch ständig Magnetfelder um die Leiter herum auf und ab. Diese Bewegung der Magetfelder induziert in benachbarte Leiter ungewollte Ströme, die dann auf die LED-Leuchte wirken.
Zusammengefasst: Schnelle PWM-Schaltvorgänge und das schnelle Schalten starker Verbraucher mit PWM hinterlässt im Bordnetz Spuren in Form von Störungen (Überlagerungen). Das kann in nicht darauf ausgelegten elektronischen Geräten, wie einer LED-Leuchte, zu Fehlern und Störungen führen.
PWM wird aber auch gezielt für LED-Leuchten genutzt
Es muss auch erwähnt werden, dass mit PWM LED-Leuchten gezielt gesteuert und geregelt werden, beispielsweise um sie ein- und auszuschalten (Steuerung) oder um sie zu dimmen (Beispiel: Umschaltung Rücklicht/Bremslicht = Regelung). Aber dann muss die LED-Leuchte genau für die kommenden Impulse ausgelegt sein.
Gibt es Lösungen für diese Probleme?
Ja, grundsätzlich gibt es diese Lösungen. Es gibt Geräte, die zwischen die LED-Leuchten und das Fahrzeug geschaltet werden. Diese stehen uns als Händler jedoch nicht zur Verfügung, da sie nur zwischen Leuchtenhersteller und Fahrzeughersteller gehandelt werden. Das liegt daran, dass dabei von Spezialisten Fahrzeugreihen oder einzelne Fahrzeuge "eingemessen" werden müssen.
Das können und sollen wir als Händler nicht leisten.
Was kann der Kunde tun?
Als erstes gilt es festzustellen, ob das Fahrzeug PWM benutzt und ob ggf. die Leuchten damit direkt angesprochen oder überwacht werden.
Typische Fahrzeugmodelle sind:
- FIAT Ducato
- IVECO Daily / Daily 4x4
- Euro 6/6d Fahrzeuge
Das liegt daran, dass für die Einhaltung der Abgasnormen auch das Energiemanagent im Fahrzeug betroffen ist. Durch Reduzierung der Last auf die Lichtmaschine wird CO2 eingespart. Das kann mit PWM erreicht werden. So kann eine Halogenleuchte mit PWM betrieben werden und so weniger Strom verbrauchen. Auch smarte Lichtmaschinen werden über PWM gesteuert.
- Alle Wohnmobile die auf solchen Fahrzeugmodellen basieren.
- LKW (Generell möglich ab ca. 1995, weit verbreitet ab ca. 2005, ab 2010 üblich)
In dem Fall, kann u.U. ein Test erfolgen, denn es gibt LED-Leuchten, die eine Überbrückung direkt zur Batterie besitzen. Das alleine ist keine Garantie, dass es funktioniert, aber es wird wahrscheinlicher. Letztendlich muss die Leuchte natürlich vom Anbau her passen und dann die Überbrückung getestet werden.
Sprecht uns einfach an: [email protected]
Fernlicht verkabeln
Wenn Ihr eine zugelassene Fernleuchte oder Fernlicht-Lightbar anschliessen wollt, st es das einfachste sie mit dem Fahrzeugfernlicht zu koppeln. Normalerweise schaltet ihr mit dem Strom, der Euer normales Fahrzeugfernlicht einschaltet dann ein Relais, dass das Zusatzfernlicht einschaltet. Hier das einfache Schaltbild dazu:
1) Einfacher Anschluss des Zusatzfernlichts
Bei dieser Variante geht das Zusatzfernlicht immer mit dem Fahrzeugfernlicht an und aus. Das ist nicht zu empfehlen, wenn das Fernlicht oberhalb der Windschutzscheibe montiert ist, da es dann bei jedem Einsatz des Fernlichts zu Blendungen durch die Windschutzscheibe, Motorhaube, Staub und Regen kommen kann. In dem Fall empfehlen wir die Variante, bei der das Zusatzfernlicht selektiv zugeschatet werden kann.
Diese Verkabelung ist mit folgenden Artikeln aus unserem Shop zu realsieren.
- Kabelbaum SL-ST-270477 oder SL-ST-270477-24 (24 V) - Anschluss eines Fernlichts über einen zweipoligen DEUTSCH-DT-Stecker. Der Stecker kann auf einen DEUTSCH DTP-Stecker mit mehr Leistung geändert werden.
- Adapterkabel 1 auf 2 DEUTSCH DT SL-ST-270442 - Beim Anschluss von zwei Fernleuchten benötigt ihr diesen Adapter.
- Adapterkabel SL-ST-270438 - Wenn Ihr Fernleuchten mit mehr als nur dem weißen Fernlicht anschliessen wollt und diese einen vierpoligen DEUTSCH DT Stecker haben, benötigt bei zwei Fernleuchten 1x diesen Adapter. Der zweite sit bei SL-ST-270477 dabei.
- Adapterkabel SL-SL-AK-H42R-AMP oder SL-SL-AK-H72R-AMP für H4 oder H7 Fernlichtglühbirnen als Abgriff für das Schaltsignal für das Zusatzfernlicht.
2) Anschluss des Zusatzfernlichts mit Zusatzschalter
Wenn Ihr das Zusatzfernicht separat zum Fahrzeugfernlicht einschalten wollt, braucht Ihr einen Zusatzschalter. Ihr schaltet dann das Fahrzeugfernlicht ein, aber das Zusatzfernlicht bleibt zuächst aus. Betätigt ihr den zweiten Schalter, geht das Zusatzfernlicht ebenfalls an. Schaltet Ihr dann das Fahrzeugfernlicht aus, geht auch das Zusatzfernlicht mit aus. So erfüllt auch diese Verschaltung die gesetzlichen Anforderungen gemäß UN-ECR R48. Da sist die regelung, die das gesamte Fahrzeuglicht regelt.
Diese Verkabelung ist mit folgenden Artikeln aus unserem Shop zu realsieren. Beachtet bitte, dass wir die Kabelbäume nur bei einem gemeinsamen Kauf mit den Leuchten in unserem Shop abgeben.
- Kabelbaum SL-ST-270477 oder SL-ST-270477-24 (24 V) - Anschluss eines Fernlichts über einen zweipoligen DEUTSCH-DT-Stecker. Der Stecker kann auf einen DEUTSCH DTP-Stecker mit mehr Leistung geändert werden.
- Adapterkabel 1 auf 2 DEUTSCH DT SL-ST-270442 - Beim Anschluss von zwei Fernleuchten benötigt ihr diesen Adapter.
- Adapterkabel SL-ST-270438 - Wenn Ihr Fernleuchten mit mehr als nur dem weißen Fernlicht anschliessen wollt und diese einen vierpoligen DEUTSCH DT Stecker haben, benötigt bei zwei Fernleuchten 1x diesen Adapter. Der zweite sit bei SL-ST-270477 dabei.
- Adapterkabel SL-SL-AK-H42R-AMP oder SL-SL-AK-H72R-AMP für H4 oder H7 Fernlichtglühbirnen als Abgriff für das Schaltsignal für das Zusatzfernlicht.
- Schalter Edelstahl, grün/rot leuchtend, Symbol: Scheinwerfer
3) Anschluss von Zusatzfernlicht mit weiteren Lichtfunktionen
Einige Zusatzfernleuchten, wie beispielsweise fast alle Strands-Fernleuchten und auch die Hella Dynaray oder Hella Black Magic Pro-Modelle, benötigen neben dem Anschluss des Fernlichts einen zusätzlichen Anschluss für das weiße oder gelbe Positionslicht. Die verfügbaren Kabelbäume berücksichtigen das nicht. Für Leuchten mit DEUTSCH DT Stecker gibt es das Adapterkabel SL-ST-270438.
Es hat auf de reinen Seite einen zweipoligen DEUTSCH DT Stecker für den Kabelbaum und auf der anderen Seite einen vierpoligen DEUTSCH DT für die Leuchte. Damit kann das weiße Zusatzfern- oder Arbeitslicht geschaltet werden. Für die beiden Zusatzfunktionen, weiß oder gelb, müsst Ihr dann eine eigene Verkabelung erstellen. Ist das Zusatzlich als Positions- bzw. Begrenzungslicht zugelassen (Kennzeichen "A" auf dem Glas oder Gehäuse nach UN-ECE R7) sollte diese Funktion mit dem Standlicjt des Fahrzeugs gekoppelt werden.
Beachtet bitte, dass wir die Kabelbäume nur bei einem gemeinsamen Kauf mit den Leuchten in unserem Shop abgeben. Ihr findet sie bei den passenden Leuchten als zusätzliche Option.
Unser Universalkabelbaum
Unser am häufigsten angewendete Kabelbaum ist der STRANDS Siberia Pro für eine Zusatzleuchte (Artikelnummer SL-ST-270477). Wir erklären Euch genau wie er funktioniert und wie Ihr ihn verwenden könnt.
Das Schaltbild des Kabelbaums:
Dieser Kabelbaum ist sehr leicht anzuschließen:
- Ringöse rotes Kabel an Batterie-Plus
- Ringöse schwarzes Kabel an Batterie-Minus
- Loses Kabelende braunes Kabel: Schaltstrom - Zum Einschalten müssen hier 12 Volt gegeben werden, z.B. von einem Fernlichtadapter oder einem Schalter
- Loses Kabelende blaues Kabel: 12 Volt Quelle, wenn Relais nicht betätigt (keine Spannung auf dem braunen Kabel) - Dessen Einsatzzweck ist die Schaltung des Positionslichts, wenn der XBB-Dongle für die OBD2-Schnittstelle verwendet wird. Ohne XBB dieses Kabel bittte sauber und sicher isolieren und befestigen, dass es nicht Kontakt zur Masse bekommt.
- DEUTSCH DT-Buchse 2-polig: Hier wird das Zusatzlicht angeschlossen. Pin 1 ist Plus, Pin 2 Masse. Die Buchse darf auf das DEUTSCH DTP-System umgerüstet werden, dadurch ist mehr Leistung möglich.
Die STRANDS-Leuchten und die Osram FX-Reihe sind direkt anschliessbar. Ihr müsst immer auf die maximal mögliche Leistung achten, die der Kabelbaum unterstützt:
- 12 V, DEUTSCH DT: maximal 13 A / 156 Watt
- 12 V, DEUTSCH DTP: maximal 25 A / 300 Watt
- 12 V, frei gewähte Buchse mit entsprechender Leistung: maximal 30 A / 360 Watt
Beim Wechsel des Relais auf 24 Volt mit dem Relais SL-HE-4RD933332-551 sind maximal 20 A und 480 Watt erlaubt. Dazu muss auf den DEUTSCH DTP oder eine anderere entsprechend starke Buchse gewechselt werden.
Kabellängen:
- Buchse Leuchte zu Relais: 3.000 mm
- Relais zu Batterie: 800 mm
- Steuerkabel zu Relais: 2.800 mm
Fernlicht bei modernen Fahrzeugen schalten
Die UN-ECE R48 regelt die Beleuchtung am Fahrzeug. Was, wieviel, wo und die Verschaltung. Sie verlangt bei Fernlicht folgendes:
- paarweise Montage
- maximal sechs Fernleuchten bzw. drei Paare
- Die Summe der Referenzzahlen aller Fernleuchten am Fahrzeug darf 100 nicht überschreiten.
- Fernlichter dürfen paarweise zugeschaltet werden oder sie können alle gleichzeitig angehen
- Alle Fernleuchten müssen gleichzeitig erlöschen
Um dem gerecht zu werden, ist es am einfachsten das Zusatzfernlicht mit dem Fahrzeugfernicht zu koppeln. Bei einer direkten Kopplung schaltet das Zusatzfernlicht wie das Fahrzeugfernlicht. Beide gehen zusammen an und aus.
Das ist nicht immer die beste Lösung, insbesonere wenn das Zusatzfernlicht oberhalb der Windschutzscheibe montiert wurde. Dann ist es wünschenswert das zusätzliche Fernlicht separat einschalten zu können.
Dazu findet Ihr mehr unter "Fernlicht verkabeln".
Bei klassichen H4 oder H7 Leuchten geht das ziemlich leicht mit unseren Adaptern und Kabelbäumen. Bei modernen Fahrzeugen mit Xenon oder LED Beleuchtung ist das meistens schwieiriger, da oftmals kein dediziertes Fernlichtsignal zur Verfügung steht.
Ihr habt, je nach Fahrzeug, folgende Möglichkeiten:
- Adapterkabel suchen oder bauen - Wenn, wie z.B. beim Chevrolet Silverado mit LED-Hauptscheinwerfer, die Signale für Abblendlicht, Fernlicht usw. als einzelne Steuerkabel in den Scheinwerfer führen, kann ein Adapter gebaut werden, der das Fernlichtsignal wie bei unseren H4 und H7 Adaptern abgreift und damit das Fernlichtrelais schaltet.
Ihr braucht dazu das Elektrohandbuch des Fahrzeugs und eine komplette Steckerbeschreibung, wenn möglich mit Steckertyp. Dann kann so ein Adapter von Fachbetrieben angefertigt werden.
- OBD2-Schnittstelle - Alle Fahrzeughertseller nutzen die OBD2-Schnittstelle für mehr als nur die Diagnose der Abgasreinigungssysteme. Sie ist der Zugang zu allen elektronischen Funktionen. Oft stehen die Signale für die Beleuchtung an der OBD2-Schnittstelle zur Verfügung.
Wenn das der Fall ist, kann mit dem XBB-Adapter dieses Signal ausgelesen und an einen elektronischen Schalter (XBB Power Unit) übertragen werden, der wie ein Relais aussieht und auf unseren Universalkabelbaum passt.
- CAN-Bus Adapter - Das ist unserer Ansicht nach nicht der beste Weg, da der CAN-Bus geöffnet werden muss, um den Adapter einzuschleifen. Ihr müsst, der Anleitung folgend, dazu die richtige Stelle finden, die sehr dünnen Kabel durchschneiden, den Adapter sauber damit verbinden und alles wieder zusammenbauen. Bei Neufahrzeugen ist nicht selten damit auch die Gewährleistung gefährdet, da Ihr ein unbekanntes Gerät in das Nervensystem eingebracht habt. Informiert Euch vorher!
- CAN-Bus-Sniffer - Das ist noch ein gangbarer Weg, da Ihr die CAN-Bus-Kabel nicht öfnnen müsst. Sie werden in ein Gehäuse gelegt, dass per Induktion die CAN-Bus-Signale mitliest. Ihr braucht dazu üblicherwesie den Sniffer und dann ein Zusatzgerät für die geünschte Funktion, z.B. das Fernlicht. Wenn CAN-Bus, dann besser diese Option.
Welches Relais ist das richtige?
Wenn ihr Euren eigenen Kabelbaum bauen wollt, ist es wichtig das richtige Relais zu finden. Dabei kommt es auf drei Punkte an:
- Relaisfunktion
- Pinbelegung
- Maximale Leistung
Gehen wir alle drei Punkte durch
Relaisfunktionen
Für die Anschluss von LED-Leuchten benötigt Ihr nahezu allesn Fällen einen von zwei Relaistypen: Aus-/Einschalter oder Umschalter. In unserem Universal-Kabelbaum ist beispielsweise ein Umschalter installiert.
Aus-/Einschalter
Der Typ Aus-/Einschalter macht genau das, der Arbeitskreis, an den das Licht angeschlossen ist, ist offen, also ausgeschaltet und wenn das Schaltsignal im Steuerkreis erfolgt, schaltet es ein. Wird das Steuersignal wieder ausgeschaltet, schaltet das Relais wieder aus.
Umschalter
Der Umschalter hat zwei Arebiitskreise, von denen entweder der eine oder der andere geschlossen (eingeschaltet) ist. Der in Ruhestellung (kein Steuersignal) geschlossene Arbeitskreis wird "NC" (normally closed) genannt, der andere "NO" (normally open). Wird das Steuersignal an den Steuerkreis angelegt, schaltet das Relais um. NC wird geöffnet (ausgeschaltet) und NO wird geschlossen (eingeschaltet). Dabei kann es sein, dass ein Kreis mit mehr Leistung belastet werden kann als der andere.
Das ist bei unserem XBB-Schalter der Fall. Der NC-Kreis kann mit maximal 5 Ampere belastet werden, der NO-Kreis mit 15 Ampere.
Pinbelegung
Die Pinbelegung ist genormt. Es gibt ein paar Varianten, das müsst Ihr beim Bauen des Kabelbaums beachten. Wir empfehlen ein Relais immer mit einem Sockel zu verwenden, da die Kontakte im Sockel arretiert werden. So können sie nicht von Pin abrutschen und einen Kurzschluss verursachen. Diese Socken besitzen üblicherweise ein Steckbild, dass für die gängigen genormten Relaistypen und Pinbelegungen gleichermassen passen. So unser Universalsockel: Wehrle SAE 9-polig. Verwendet Ihr einen Sockel benötigt Ihr auch Steckschuhkontakte mir einer Arretierung. Das ist eine kleine Belchnase am Kontak, die das Herausfallen verhindert.
