IXON Busch & Müller

Reinhard Weiß - Bauprojekte

Scheinwerfer IXON-IQ auf USB-Akku umbauen

Die Fahrrad-LED-Scheinwerfer aus der Serie IXON (Standard, IQ, IQ PREMIUM) von Busch & Müller (B&M) werden wahlweise mit 4x AA-Akkus oder AA-Batterien betrieben. Leider hat sich das bei mir nicht bewährt. Die Akkus gehen kaputt, wenn sie selten gebraucht werden oder sie sind nach kurzer Betriebszeit einfach leer. Obwohl ich mir angewöhnt habe, 2 solcher Scheinwerfer mit frisch geladenen Akkus auf abendliche Touren mitzunehmen, hatte ich schon mehrmals das Problem, dass die LEDs beider Lampen schon nach wenigen Minuten aus gingen. Offenbar waren die Akkuzellen schwach geworden oder kaputt. Außerdem störte mich, dass es möglicherweise Kontaktprobleme an den Zellen geben kann, wenn der Anpressdruck der Kontaktfedern zu gering ist, was man aufgrund des klappbaren Batteriefachs aber nicht kontrollieren kann.

Zwar gibt es auch vom Hersteller B&M einen speziellen extern anschließbaren Akku für die Lampe (passend für IXON Speed/IQ, 6 V / 4,1 Ah, NiMH), aber der Preis ist unangemessen hoch, und das für eine veraltete NiMH-Technik. Daher habe ich mich entschlossen, die Lampe einfach umzubauen, damit ich einen üblichen USB-Akku (5 V, Lithium-Ionen) anschließen kann. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass man sicher ohnehin mehrere solcher USB-Akkus bereits verwendet für Navi oder Smartphone, so dass dafür keine zusätzliche Investition erforderlich ist. Die Kosten für den Umbau sind vernachlässigbar, es wird lediglich ein Stück USB-Kabel benötigt.

Leider kann man die Lampe nicht mit 5 V über die Ladebuchse betreiben, so dass man das USB-Kabel direkt in der Lampe anlöten muss. Denkbar wäre zwar, die Lampe zu zerlegen und die Ladebuchse umzuverdrahten. Das aber schien mir viel zu umständlich.

Die Schritte zum Umbau sind einfach. Links im Bild die umgebaute Lampe IXON IQ PREMIUM. Die Beschreibung gilt gleichermaßen für die schwarze IXON IQ ("LED-IQ") und graue IXON ("LED +"), am Gehäuse ist die Modellnummer 192 eingepresst.

Das Bild links zeigt das Innere der Lampe IXON IQ PREMIUM nach Öffnen des Batteriefachs (Bild vergrößern durch Anklicken). Die Batterien werden in einen Halter eingelegt und bleiben zunächst lose, sie werden erst beim Schließen des Batteriefachs an die Kontakte hinter dem Halter (im Bild verdeckt) bzw. an die Kontaktbleche vorn am Verschluss angedrückt. Das Kabel muss an die Kontakte hinter dem Halter angelötet werden.

In der Mitte ist die Halteschraube zu sehen (Mutter abgeschraubt), mit der die Lampenhalterung auch verdreht montiert werden kann.

Zunächst muss der Batteriehalter entfernt werden, um an die Kontakte zu kommen. Der Halter ist über die Steckachse am Batteriefachdeckel beweglich gelagert. Um ihn zu entfernen, muss man die Achse herausdrücken, etwa mit einem passenden Nagel oder einem geeigneten Stift. Auf der gegenüberliegenden Seite der Achse sollte man eine Hülse aufsetzen, damit man in einem Schraubstock oder mit einer Rohrzange die Achse bequem herausschieben kann. Sobald die Achse heraus ist, kann man den Halter abziehen. Die Achse kann man gleich wieder eindrücken (z.B. mit einer Rohrzange).

Die beiden benötigten Kontaktstellen sind im Bild links markiert (der Minus links außen, der Plus unten). Zur Kabelausführung entfernt man das vordere linke Kontaktblech am Verschluss (es ist nur fest eingeklemmt) und feilt ein passendes U-Loch an dieser Stelle in den Deckel (wie im Bild zu erkennen).

Als Anschlusskabel kann man ein normales USB-Kabel aufschneiden. Besser aber ist ein fertiges Kabelstück eines USB-Ladekabels, das einen höheren Drahtquerschnitt hat. Noch besser wäre es sogar, wenn man das Kabel selber baut aus einem lötbaren USB-Stecker und einer 0,50...0,75 mm² Doppelleitung, oder einem entsprechenden Rundkabel. Das ist dann auch wesentlich robuster. Da die Stromaufnahme in der höchsten Helligkeitsstufe um 0,5 A beträgt, die Schaltung der Lampe aber empfindlich auf Unterspannung reagiert, sollte der Querschnitt möglichst groß, aber die Länge nicht unnötig groß sein.

Die rote Ader kommt an "+", die weiße oder andersfarbige an "-". Im Zweifelsfall sollte man die Polarität am Kabelende nachmessen, um die Lampe nicht zu zerstören. Mit der Halteschraube (M5) kann man eine passend gebogene Kabelschelle befestigen, als Zugentlastung für das Kabel. Bei der Verlegung muss man beachten, dass es etwas Spielraum hat, um die gelöteten Drahtenden nicht zu belasten, wenn der Deckel geschlossen wird. Das Kabel sollte nicht lose herum liegen, weil es sonst zu einem Kabelbruch durch permanente Erschütterungen kommen kann (dünne Adern sind sehr empfindlich). Das Kabel sollte daher auch im Verlauf bis zum Akku am Fahrrad-Rahmen befestigt werden (z.B. Klettband, Bindedraht).

Wenn man den Kabelauslass im Gehäuse eng genug macht, sollte eine weitere Abdichtung nicht notwendig sein. Allerdings wäre eine Abdichtung mit etwas Klebstoff oder Bau-Silikon hilfreich, um auch heftigere Regengüsse zu überstehen.

Beim Betrieb der umgebauten Lampe ist zu beachten, dass man nicht die volle Helligkeit erhalten kann, die man mit 4 AA-Batterien (6 V) erzielen würde, da der USB-Akku mit einer niedrigeren Betriebsspannung (5 V) arbeitet. Betreibt man die Lampe mit NiMH-Akkus, stehen aber auch nur 4,8 V (anfangs) zur Verfügung. Bei dieser Spannung blinkt die Anzeige grün (sie ist dauerhaft grün bei über 5,6 V) in der höheren Stufe bzw. grün-rot in der niedrigeren. Der USB-Akku hat aber den Vorteil, dass die Spannung bis zur vollen Entladung unverändert erhalten bleibt, während Batterien und NiMH-Akkus mit zunehmender Entladung bzw. am Ende eine deutlich geringere Spannung abgeben, so dass nach einiger Zeit automatisch auf die niedrigere Stufe umgeschaltet wird. Unter etwa 4,4 V blinkt nur noch die rote LED.

Die gemessene Stromaufnahme der IXON IQ PREMIUM bei 5 V ist etwa 420 mA in der hohen Stufe (80 Lux) und 90 mA in der niedrigeren (10 Lux). Die IXON IQ (ohne PREMIUM) hat 40(50)/10 Lux. Bei der Vorgängerversion IXON liegt der Stromverbrauch in der hohen Stufe (17 Lux) mit etwa 360 mA fast so hoch wie die hellere IQ PREMIUM, wo hingegen in der niedrigeren Stufe (10 Lux) mit etwa 140 mA wesentlich mehr Strom als bei der IQ PREMIUM benötigt wird. Die IQ PREMIUM hat also eine wesentlich effektivere LED-Lichtausbeute.

Diese Unterschiede im Stromverbrauch machen sich auch bei der Ausdauer eines angeschlossenen Akkus bemerkbar. Wenn wir einen USB-Li-Ion-Akku mit nominell 2200 mAh zugrunde legen, bei einem angenommenen Kapazitäts-Wirkungsgrad von 68 % (Umsetzverhältnis und Wandlerwirkungsgrad), ergeben sich folgende theoretische Laufzeiten:

IXON niedrige Stufe (10 Lux) ca. 10 Stunden
IXON hohe Stufe (17 Lux) ca. 4 Stunden
IXON IQ-PREMIUM niedrige Stufe (10 Lux) ca. 17 Stunden
IXON IQ-PREMIUM hohe Stufe (80 Lux) ca. 4 Stunden

Entsprechend längere Zeiten gelten bei höheren Akku-Kapazitäten. Die Lux-Angaben beziehen sich auf die Hersteller-Angaben (nominelle Werte).

Nachtrag (18.08.2019):

Man kann die Betriebsspannung für die Lampe aber ganz einfach auf 6 V erhöhen, so dass man maximale Lichtausbeute bekommt und auch die höhere Leistungsstufe verwenden kann. Man schaltet dazu einfach einen kleinen DC-DC-Wandler (Boost/Step Up) dazwischen, der problemlos aus 5 V des USB-Kabels 6 V mit ausreichend Strom zur Verfügung stellt.

Das Bild zeigt beispielhaft eine solche Platine, die man bei eBay für unter 2 € bekommt (Beispiele: 192397434199 = motorhouse, 263385541254 = hello_alian, 122860145480 = winwin-eshop). Sie kann eine Eingangsspannung von 3 bis 6 V auf 6 V stabilisieren, bei einer Leistungsabgabe von bis ca. 5 W (d.h. etwa 0,8 A an 6 V). Allerdings muss man aufpassen, dass man nicht versehentlich eine falsche Version bekommt. Denn die Platine gibt es auch für andere Spannungen und ich hatte bei winwin-eshop zweimal eine Version für 9 V erhalten. Das wäre für die Lampe tödlich! Daher sollte man die Spannung vor dem Anschluss an die Lampe nachmessen. Oder man kontrolliert mit einer Lupe die Beschriftung des Widerstands, der in obigem Bild rechts oberhalb des 6-poligen IC liegt und bei dem darunter die Bezeichnung "R2" steht. Dieser Widerstand muss den Code 1373 (= 137 kOhm) haben. Hat er hingegen einen anderen Wert, ist es eine andere Ausgangsspannung (z.B. der Code 32D = 210 kOhm entspricht 9 V).

Das nachfolgende Bild zeigt die Verdrahtung (die Platine ist in dieser Darstellung um 180 ° gedreht).

Die gemessene Stromaufnahme an 5 V beträgt in der höchsten Leistungsstufe ca. 0,45 A, in der niedrigen 0,08 A. Ein USB-Akku mit nominell 2200 mAh (entspricht 1500 mAh bei 5 V) hält dann in der höchsten Stufe über 3 Stunden. Den Anschluss an die Batteriekontakte macht man mit dünner Litze. Damit permanente Erschütterungen nicht zum Bruch der Litze an den Lötstellen führen kann und zum Schutz vor Kurzschlüssen, wickelt man die Platine in Schaumstoff ein, so dass sie sich nicht mehr bewegen kann.

(erstellt 20.05.2018, ergänzt 18.08.2019)

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