Der LED-Revolver - Umbau eines Zeiss HBO-Lampenhauses auf LED-Technik

Das Lampenhaus wurde zunächst vollständig ent- kernt, also Lampenhalterung, Hohlspiegel und Elektronik ausgebaut. Der Kollektor blieb natürlich an Ort und Stelle.
Die Lampenhalterung wurde dann derart aus Vier- kantstäben und einer dicken Aluminiumplatte nachgebaut, daß diese praktisch spielfrei in das Lampenhaus-Oberteil passte und über die vor- handenen Löcher befestigt werden konnte.

Auf dieser Grundplatte wurde ein Schrittmotor angeschraubt, ausgebaut aus einem defekten Drucker. Dessen Achse hält eine Aluminiumscheibe mit 70 mm Durchmesser und 8 mm Dicke, den eigentlichen LED-Revolver, auf den vier bis maximal fünf LEDs montiert werden können. Die LEDs werden dann so montiert, daß die Chips jeweils  in die optische Achse des Kollektors zu liegen kommen.
Die 470-nm-LED (3 Watt el.) auf Kühlstern ist einfach mit 2 Schrauben zu befestigen, die 365-nm-LED ist dagegen ein schwierig zu handhabendes SMD-Bauteil und nicht direkt anschraubbar. Deshalb  wurde ein Kupferblock genau passend gefräst, auf den die LED auf gelötet wurde.
Die Dicke dieses Blockes  wurde so gewählt, daß die Höhe des Emitter-Chips exakt zur 470-nm-LED paßt. Dadurch erreicht man die Parfokalität der LEDs, Nachfokussieren beim Wechsel der Wellenlängen ist deshalb praktisch nicht nötig.

Die Stromzufuhr von der festen Grundplatte zum drehenden Revolver erfolgt über ein mehrfach gewendeltes Bündel hochflexibler Kupferlitzen.
Zurzeit sind zwei LEDs montiert, für 365 nm und 470 nm, sowie ein Temperaturfühler. Geplant ist die Erweiterung mit einer Weißlicht-LED für Auflicht und eventuell einer 455-nm-LED.

Das Gerät kennt beim Einschalten natürlich nicht die aktuelle Position der Revolverscheibe. Die Null- stellung wird deshalb als erstes bestimmt, indem der Revolver mit dem Schritt- motor so lange gedreht wird, bis eine am Revolver befestigte kleine Blechzunge eine Gabellichtschranke un- terbricht. Ein Softwarezähler wird dann auf Null gestellt; ab jetzt kann jede beliebig voreingestellte Position exakt angefahren werden, gesteuert über die Impulszahl an den Schrittmotor.

LED-Stromversorgung, Schrittmotor, Lichtschranke und Temperaturfühler sind über eine 15-poliges Kabel mit einem Elektronikgehäuse verbunden, das den Schrittmotortreiber, die LED-Stromver-sorgung (spannungsgesteuerte Stromquellen, regelbar bis max. 1 A) und eine Steuerplatine mit USB-Verbindung zum PC enthält. Zur Stromversorgung dient ein 12 V 2A-Steckernetzteil. Diese Einheiten wurden zugekauft; ein Selbstbau lohnt sich weder finanziell noch zeitlich.

Die LED-Platinen sind nur 20x40 mm groß, erzeugen praktisch keine Abwärme und finden deshalb zusammen mit der Schrittmotorsteuerung und einigen Bauteilen für Lichtschranke und Temperaturmessung auf einer 100x160mm Lochrasterplatine Platz. Bei der USB-Steuerplatine kauft man den Bausatz, dann kann man Anzeige-LEDs und USB-Anschluss über Kabel beliebig auf der Gehäusefrontplatte platzieren (beim Fertiggerät sind diese fest eingelötet). Diese Steuerplatine enthält je 8 digitale Ein- und Ausgänge, die für die Lichtschranke und die Schrittmotoransteuerung gebraucht werden (Drehrichtung und Taktimpulse). Außerdem sind zwei Digital-Analog-Wandler vorhanden, die die Steuersignale für die LED-Stromquellen liefern. Von den ebenfalls auf der Platine vorhandenen Analog-Digitalwandlern wird nur einer für die Temperaturmessung gebraucht.

Mit der USB-Platine wird ein Software-Modul (DLL) geliefert, ansprechbar über Visual Basic, in dem auch das gesamte Programm erstellt wurde. Das Steuer- programm startet wie beschrieben mit der Null- stellung des Revolvers, berechnet dann die Im- pulszahl und Drehrichtung zur Einstellung der ge- wünschten LED-Position und fährt die LED in die optische Achse des Beleuchtungssystems. Über Software-Schieberegler und –Tasten werden die LEDs ein- und ausgeschaltet und die Intensität eingestellt.
Mit der Software kann LED-Position in tangentialer (Dreh-)Richtung korrigiert werden  (in Richtung der optischen Achse und radial ist die Position nicht veränderbar, die LEDs müssen vor dem Einbau sorgfältig einjustiert werden). Der Aufbau hat sich aber als so stabil erwiesen, dass keinerlei Korrekturen nötig sind.
Außerdem wird die Temperatur der Revolverscheibe gemessen, die ja die Abwärme der LEDs aufnehmen muss, so dass die LEDs beim Erreichen einer einstellbaren Grenztemperatur automatisch abgeschaltet werden können. Der zeitliche Temperaturverlauf wird in einer kleinen Grafik aufgezeichnet.
Die Software kann von Axiovision (Zeiss) heraus durch Anklicken eines „Icons“ gestartet werden, kann aber leider nicht die Steuerelemente von Axiovison nutzen.