Der leuchtende Computer

Der leuchtende Computer: Liteflux LF2

Diese kleine LED Taschenlampe ist mit Abstand eine der faszinierendsten Taschenlampen, die ich je in meinen Händen hatte. Obwohl diese Lampe nicht viel größer als eine AA-/Mignon-Zelle ist, liefert sie mehr Licht als eine große Maglite mit 3 oder 4 Mono-Zellen! Allein dies scheint schon unglaublich und dennoch ist dies nicht die Eigenschaft, die die Lampe für mich so faszinierend macht. Nein, die für mich herausragendste Eigenschaft der LF2 ist der eingebaute Microcontroller, der die LF2 komplett steuert. Und ein Microcontroller ist nichts anderes als ein Computer!

Noch einmal langsam: In der LF2 ist ein kompletter Computer mit Microprozessor, RAM und einem Betriebssystem im EEPROM eingebaut, der mit einer Betriebsspannung von minimal 0.9 Volt betrieben werden kann - das scheint unglaublich! Ein Computer in einer Taschenlampe, das hätte sich Konrad Zuse nicht träumen lassen. Der Otto-Normal Taschenlampen-Laie fragt sich jetzt, wozu das gut sein soll und ob das nicht technischer Overkill ist? Vielleicht. Aber für einen Taschenlampen-Fan (Flashaholic) ist dies die logische Fortführung der Entwicklung von immer leistungsstärkeren Taschenlampen.

Um den Einsatz des Computers zu verstehen, ist es notwendig einige der Eigenschaften dieser sehr kleinen Taschenlampe kennen zu lernen. So kann sie z. B. Auskunft über den aktuellen Spannungspegel der eingesetzten Energie-Zelle geben. Wie soll dass gehen? Sie hat doch keinen eingebauten Monitor oder wenigstens eine kleine LCD-Anzeige? Ganz einfach: Sie gibt den, mit Hilfe eines Analog/Digital-Wandlers, gemessenen Spannungswert durch Blinken aus. So bedeutet 1-mal-Blinken, gefolgt von einer Pause und nochmaliges 3-mal-Blinken einen Spannungswert von 1.3 Volt. Dass lassen Sie einmal ihre alte Maglite machen. Die hat sich schon angesichts der schieren Helligkeit der LF2 in die letzte Ecke verkrümelt. Dies scheint vielleicht ein Gag zu sein, aber durch die Fähigkeit den Spannungswert zu messen, ist die LF2 in der Lage rechtzeitig abzuschalten, bevor die eingesetzte Energie-Zelle so leer gesaugt wurde, dass sie davon Schaden nehmen könnte.

Wobei wir schon bei einem weiteren Feature sind. Die LF2 erreicht ihre maximale Helligkeit nicht durch Batterien, wie dies bei vielen herkömmlichen Glühbirnen-Taschenlampen der Fall ist, sondern sie bevorzugt Akkumulatoren. Und obwohl Akkumulatoren üblicherweise eine geringere Spannung als Batterien vorweisen, leuchtet die LF2 damit heller. Dies kann sie, da sie einen eingebauten DC-DC Wandler besitzt, der in der Lage ist, niedrige Spannungswerte in höhere zu transformieren. Dies macht er so gründlich, dass er dabei tatsächlich eine Akkumulator-Zelle regelrecht leersaugen und dabei beschädigen kann. Aber auch wenn die LF2 Akkumulatoren bevorzugt, genügen ihr auch herkömmliche Batterien. Probieren Sie doch einmal aus, ob die angeblich leere AAA-/Micro-Zellen Batterie aus ihrem Haushalt nicht noch einige Zeit die LF2 befeuern kann.

Eine wichtige Eigenschaft ist die Dimmfähigkeit der LF2. Meistens benötigt man nicht so viel Licht, wie die LF2 in der Lage ist zu liefern. Es würde unnötig Energie vergeuden, wenn man sie nur auf maximaler Helligkeit betrieben würde. Darum kann man die Lichtintensität nahezu stufenlos auf die gewünschte Aufgabe (schwache Leselampe, Radkasten ausleuchten, Suchstrahl) einstellen. Nun kann man aber bei LED's nicht einfach den Strom oder die Spannung verringern, um sie so schwächer leuchten zu lassen. Vereinfacht gesagt können LED's nur bei einer ziemlich genau definierten Spannung (ca. 3.7 Volt) leuchten oder nicht. Um dem Anwender trotzdem eine unterschiedliche Helligkeit zu geben, benutzt die LF2 einen PWM-Generator, der die LED mit einem Rechtecksignal ansteuert. Der in der LF2 eingebaute Computer kann wiederum den PWM-Generator steuern und in dem er dies tut und dabei das Verhältnis von ein- zu ausgeschaltetem Rechteck verändert, kann er die Helligkeit beeinflussen. Man kann bei der LF2 die Helligkeit so stark verringern, dass es sogar möglich ist, in den Reflektor zu sehen. Bei allen anderen LED-Taschenlampen, die ich bisher kenne, ist man danach geblendet! Der einstellbare Bereich reicht angeblich von 0.2 bis 100%.

Es ist möglich, zwei verschiedene, individuell eingestellte Helligkeiten zu speichern, so dass man nach dem Einschalten schnell zwischen den beiden Stufen wählen kann. Von nicht ganz so großer Bedeutung sind Eigenschaften wie ein einstellbarer Strobe-Modus und eine Funktion, die ununterbrochen das SOS-Signal morst.

Bleibt die Frage, wie man diese ganzen Funktionen, bei einer Taschenlampe, die keinen einzigen Taster oder Schalter besitzt, überhaupt vornehmen kann? Und auch hier kommt wieder der eingebaute Computer ins Spiel. Neben den schon beschriebenen Dingen, ist es seine Aufgabe die Kommunikation mit dem Anwender zu übernehmen. Die einzige Eingabemöglichkeit bei der LF2 ist der drehbare Reflektor. Er besitzt drei Stufen: Aus, P1 und P2. Mit diesen drei Stufen, bzw. nur mit P1 und P2 werden alle Funktionen der Lampe gesteuert. Damit dies möglich ist, muss der Reflektor schnell (kürzer als eine Sekunde) zwischen den beiden Stufen P1 und P2 hin und her gedreht werden. Die Kombination P1-P2-P1 schaltet die LF2 z. B. in den Standard-Modus, in dem anschließend mit P1 eine programmierte Helligkeit und mit P2 eine zweite programmierte Helligkeit eingestellt werden kann. Weitere Informationen zum Gebrauch finden Sie im Anhang. Um diese - nicht unkomplizierte - Art der Eingabe abzuwickeln, wird der Computer benötigt. Er ist in der Lage, zusammen mit seinem Betriebssystem, die ganzen Dreh-Kombinationen auszuwerten und die gewünschten Funktionen auszuführen.

Fazit: Wie man/frau hoffentlich aufgrund des Textes erkennen kann, ist in diese winzige LED Taschenlampe jede Menge Technik eingebaut. Noch einmal im einzelnen:

• Microcontroller (Computer) mit Betriebssystem
• DC-DC Wandler
• Analog/Digital-Wandler
• PWM-Generator

Die Liteflux LF2 ist zur Zeit in Deutschland nicht käuflich erwerbbar.

Anmerkungen

• Die im Text genannten elektronischen Komponenten sind oft zusammen in einem einzigen Gehäuse (z. B. SOIC-8) untergebracht. Zumindest der Digital/Analog-Wandler, der PWM-Generator und der Microcontroller mit seinem RAM und EEPROM. Der DC-DC Wandler hingegen ist eine davon unabhängige Schaltung, die möglicherweise auf einer eigenen Platine sitzt. Da hier Ströme von - unter Umständen - mehr als einem Ampere fließen, kann dieser Schaltungsteil auch sehr warm werden und bedarf darum einer guten Kühlung, die meist mit Hilfe einer 'Heatpipe' über das Gehäuse realisiert wird.

• Ich habe im Bericht nichts von der Möglichkeit, einen speziellen LC 10440 Akkumulator einzusetzen, geschrieben, da es mir nicht um maximale Helligkeit geht. Meines Wissens nach bedeutet der Einsatz dieses Akkumulators neben noch größerer Helligkeit auch größere Hitze. Hitze ist immer verbunden mit verminderter Lebensdauer und dass ist es mir nicht wert.

• Bei der Einstellung der passenden Helligkeit wird die Helligkeit in kleinen Schritten von 100 - 0.2% erniedrigt bzw. von 0.2 - 100% erhöht (kann eingestellt werden), die Schritte sind aber linear, im Gegensatz zum menschlichen Sehen, welches nichtlinear ist. Dies führt dazu, dass man die Erniedrigung von 100 auf 0.2% in linear abgestuften Schritten anfangs nicht wahrnimmt. An dieser Stelle sollte der Hersteller der LF2 das Betriebssystem so ändern, dass bei den großen Helligkeitswerten die einzelnen Schrittwerte höher ausfallen, als bei den niedrigen Helligkeitswerten.

• Es gibt höchstwahrscheinlich noch andere LED Taschenlampen die mit einem Microcontroller arbeiten. Vermutlich auch die L0D-Serie von Fenix. Diese Lampen haben aber im Vergleich zur Liteflux LF2 nicht so viele Funktionen und auch nicht die Fähigkeit, 2 verschiedene Helligkeiten dauerhaft (auch wenn keine Energie-Zelle eingesetzt ist) zu speichern. Gerade letzteres setzt ein EEPROM voraus und dieses ist typischerweise Bestandteil eines Microcontrollers. Trotzdem verwendet auch die L0D einen PWM-Generator, wie man am Flackern erkennen kann, wenn man die L0D schnell hin und her bewegt. Das Flackern ist übrigens bei der LF2 nicht zu sehen, was daher rührt, dass das PWM-Signal der LF2 (7800 Hz) wesentlich höher ist als dass der L0D (100 Hz) und damit für das Auge unsichtbar ist. Dennoch bietet auch die L0D drei verschiedene Helligkeitsstufen, einen Strobe- und einen Morse-Modus. Darum ist auch bei dieser Lampe denkbar, dass sie diese Funktionen mit einem Microcontroller erledigt.

• Stellt man die LF2 mit ihrem Ende fest auf eine hart Oberfläche auf, so schaltet gelegentlich ihren Modus um. Zum Beispiel von Standard auf Advanced. Besonders bemerkenswert ist dabei der Umstand, dass sie anschließend - bei aktivierter Spannungsüberwachung - alle 40 Sekunden die 'LOW-Batt'-Warnung herausblinkt.

Gebrauchshinweise

Anfangs hatte ich erhebliche Probleme, die vielen Funktionen der LF2 aufzurufen. Probleme bereitete mir der Absatz 'Definition and Default Settings' im Manual, in dem unter Punkt 4 'Switch cycle' 1 und 2 beschrieben sind. Ich dachte anfangs, dass diese zwei verschiedene Bedeutungen haben - aber dem ist nicht so. Ob man nun P1-P2-P1 dreht oder P2-P1-P2 ist ziemlich egal. Es geht im weiteren Text nur darum, dass man diese Folgen so oft wiederholt, wie SW x N angegeben ist. Wenn also später im Manual steht SW x 2, dann ist es völlig egal, ob man P1-P2-P1-P2-P1 oder P2-P1-P2-P1-P2 dreht!

Als ich dass erst einmal verstanden hatte, war es ein Leichtes, die Funktion für den Strobe mit (SW x 3) oder die Funktion zum Spannungsmessen (SW x 5) aufzurufen.

Als nächstes möcht man/frau natürlich gerne die Dimmfähigkeit der Lampe ausprobieren. Laut Handbuch geht dass im 'User Adjustable Mode', den man mit SW x 2 aktivieren kann. Dies stellte sich als nächste Hürde für mich heraus:

Immer wieder drehte ich mit SW x 2 aus dem 'Standard Mode' in den 'User Adjustable Mode' und wartete darauf, dass sich die Helligkeit veränderte, aber nichts passierte. Dann drehte ich noch einmal SW x 2 und scheinbar passierte wieder nichts. Diesmal war ich aber zu schnell. Ich nahm an, dass man sofort nach der Funktionsauswahl sieht, wie sich die Helligkeit verändert, das ist aber nicht der Fall. Es dauert einen Augenblick, da man die geringen Schritte bei hoher Helligkeit anfangs nicht wahrnimmt. Man/frau muss schon einige Sekunden warten, bis man die Helligkeitsveränderung registriert. Denn wenn man die LF2 einschaltet und den Dimm-Modus anwählt (mit SW x 2) bzw. wenn der Dimm-Modus zuletzt angewählt war, ist die Lampe immer auf einer Helligkeit von 50% und erhöht diese allmählich.

In diesem Zusammenhang ist ein Fehler des Handbuchs von Bedeutung: Dort steht auf Seite 5 'Next time into user adjustable mode will output previous setting intensity even after power OFF', was meiner Meinung nach bedeutet, dass nach dem erstmaligen Einstellen der Helligkeit im 'User Adjustable Mode', die Helligkeit im EEPROM gespeichert wird und beim nächsten Einschalten und Aktivieren des 'User Adjustable Mode' automatisch wieder hergestellt wird. Dies ist aber nicht der Fall und führt bei den ersten Versuchen zu zusätzlicher Verwirrung!!!

Zum Abschluß noch einige Tips zur LF2:

• Die Lampe merkt sich den zuletzt eingestellten Modus! Wer beim vielen Ausprobieren die Übersicht verliert und die Lampe in der Erwartung aus- und wieder einschaltet, dass man dann von vorne berginnen kann, sei hiermit gewarnt. Möglicherweise hilft dann nur noch ein Reset (SW x 10).

• Wenn man nach dem Einschalten der Lampe den 'User Adjustable Mode' aktiviert oder wenn man sich schon in diesem befindet, so ist die Helligkeit auf 50% eingestellt. Dies kommt einem sehr hell vor und mit bloßem Auge ist der Unterschied zu 100% fast nicht zu erkennen.

• Man sollte im 'User Adjustable Mode' immer an den Unterschied zwischen P1 und P2 denken. Angenommen, man hat die Lampe gerade eingeschaltet und den 'User Adjustable Mode' aus dem 'Standard Mode' heraus aktiviert und nicht darauf geachtet, auf welcher Position (P1 oder P2) man sich vorher befand, so kann nach Aktivierung des 'User Adjustable Mode' entweder P1 oder P2 eingestellt sein. Dies zeigt sich darin, dass die LF2 entweder mit 50% Helligkeit fest leuchtet, oder sie die Helligkeit von 50% auf 100% erhöht, einmal kurz aus geht und dann bei 100% verharrt.

• Bevor man die LF2 ausschaltet, sollte man sie mit SW x 1 auf den Standard Mode einstellen. Dies ist die sicherste Methode, dass man nach dem Einschalten schnell die gewünschte Helligkeit vorfindet.

• Wer die Lampe nach dem Einschalten und aus dem 'Standard Mode' heraus schnell auf minimale Helligkeit einstellen will, sollte sie mit einem Dreh direkt auf P2 stellen, mit SW x 2 den 'User Adjustable Mode' aktivieren, eine Sekunde warten und dann noch einmal mit SW x 2 das Erniedrigen der Helligkeit aktivieren.

Hier gibt es das englischsprachige Manual für die LF2.