{"id":1870,"date":"2012-11-21T15:06:43","date_gmt":"2012-11-21T13:06:43","guid":{"rendered":"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=1870"},"modified":"2012-11-21T15:06:43","modified_gmt":"2012-11-21T13:06:43","slug":"g4-lampen-monitor","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=1870","title":{"rendered":"G4-Lampen-Monitor"},"content":{"rendered":"<h2>Die Idee<\/h2>\n<p>(Bilder folgen)<\/p>\n<p>Nachdem ich im vergangenen Jahr einen alten G4-iMac <a title=\"Der Selbstbau-iMac\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=553\">mit neuem Board und neuem Display<\/a> ausgestattet und ihn so zum Hackintosh umgebaut hatte, war an der Umbaufront eine Weile Ruhe eingekehrt. Umbauten wie diese sind zeitaufw\u00e4ndig, und sie fallen nat\u00fcrlich nicht st\u00e4ndig neu an. Allerdings stapelten sich bei mir weitere Ersatzteile. Einerseits wurde ein funktionst\u00fcchtiger Mac mini aus dem Jahr 2006 aufs Altenteil geschickt, zum anderen fand sich ein Original-Display eines 17&#8243;-iMac bei mir ein. Dessen Bildqualit\u00e4t ist der des von mir verbauten Samsung-Displays um L\u00e4ngen \u00fcberlegen &#8211; es ist eben ein Desktop-Display, bei dem mehr Wert auf Blickwinkelstabilit\u00e4t als bei den Notebookvarianten gelegt wird. Zum dritten wies der Selbstbau-iMac eine wesentliche Schwachstelle auf: jedes Betriebssystemupdate birgt die Gefahr, dass der Schlafmodus nicht mehr funktioniert (Hackintosh-Kenner wissen, was ich meine). Und so lie\u00df ich jedes Update aus und war festgelegt auf die Betriebssystemvariante Mac OS X 10.6.3, die inzwischen einige bekannte Schwachstellen aufweist.<\/p>\n<p>Der alternde Mac mini besa\u00df dieses Problem nicht, und mit einem Prozessorupgrade (Core2Duo 2,16 GHz) sowie einer neuen SSD war er zudem deutlich schneller als der Selbstbau-iMac mit dem von mir verbauten Intel-Atom-Board. \u00dcber das Display wusste ich inzwischen ebenfalls Bescheid: Apple verbaute in den iMacs Displays, die nicht per LVDS, sondern direkt per DVI angesteuert wurden. Das macht eine Verkabelung nach au\u00dfen nat\u00fcrlich denkbar einfach, denn neben einer Stromversorgung muss letztlich nur ein handels\u00fcbliches DVI-Kabel 1:1 angeschlossen werden. Daf\u00fcr gibt es eine Menge Vorlagen im Netz, beispielsweise <a title=\"Dremeljunkie: Step-by-Step Guide\" href=\"http:\/\/www.dremeljunkie.com\/2011\/08\/guide-step-by-step-17-imac-g4-tmds-to.html\">diese ausgezeichnete Anleitung<\/a>.<\/p>\n<p>Also zerlegte ich den Selbstbau-iMac in seine Komponenten und war h\u00f6chst \u00fcberrascht, wie viele Kabel ich seinerzeit verlegt und gel\u00f6tet hatte. Ein paar davon durften bleiben, und der Funktionsumfang war auch schnell festgelegt:<\/p>\n<ul>\n<li>Original-17&#8243;-Apple-iMac-Display (1440&#215;900) mit angeschlossener Helligkeitsregelung (\u00fcber Potentiometer)<\/li>\n<li>Internes Netzteil (also Anschlussm\u00f6glichkeit f\u00fcr ein Netzkabel &#8211; der Selbstbau-iMac wurde mit 12V \u00fcber ein externes Netzteil versorgt)<\/li>\n<li>Aktiver USB-Hub zur Versorgung der drei externen USB-Anschl\u00fcsse<\/li>\n<li>Interner Audio-Verst\u00e4rker mit Anschlussm\u00f6glichkeit der Original-&#8222;Pro-Speaker&#8220;, also der runden, durchsichtigen Harman-Kardon-Lautsprecher<\/li>\n<li>Standby-Leuchte mit Apple-typischem Auf- und Abschwellen<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Original-Display<\/h2>\n<p>Ich hatte das 17&#8243;-Display aus der 2005er-Variante des flachen iMac (also des Nachfolgemodells) ausgebaut. Es erwies sich als vollkommen identisch mit der des G4-iMac, alle Befestigungsl\u00f6cher sa\u00dfen an exakt denselben Stellen. Ein Einbau war also \u00fcberhaupt kein Problem, es bedurfte nur 4 3mm-Schrauben.<\/p>\n<p>Vom selben iMac stammte auch das Anschlusskabel. Es unterscheidet sich in den Kabelfarben von den im Internet dokumentierten Versionen &#8211; die Pinbelegung ist aber identisch. Die Kabel sind extrem d\u00fcnn, daher war beim Abisolieren und L\u00f6ten gr\u00f6\u00dfte Vorsicht geboten. Mit Schrumpfschlauch lassen sich die L\u00f6tstellen jedoch gut stabilisieren.<\/p>\n<p>Ein weitaus gr\u00f6\u00dferes Problem war jedoch die Verlegung der neuen Kabel im iMac-Hals. Er ist mit zwei aneinander geklebten Kreuzschraubendrehern gut zu \u00f6ffnen. Dann klackt es kurz, und die Feder hat eins der Drehelemente aus der Fassung gezogen. Das Verlegen der Kabel durch den Hals ist einfach &#8211; wenn man dann allerdings das Drehelement wieder in seine Fassung bringen m\u00f6chte, stellt man fest, welch starke Feder Apple da verbaut hat. Mich kostete es viel Schwei\u00df, f\u00fcnf blutige Schnitte in die Finger und zwei Stunden M\u00fche, den Hals wieder zusammenzusetzen. Daher eine Warnung an alle Nachbauer: dieser Prozess ist nicht zu untersch\u00e4tzen, und er erfordert viel Kraft. Es gibt keinen Trick, und wahrscheinlich ist aufgrund der Konstruktion auch das Herausspringen aus dem Drehgelenk nicht zu vermeiden. Apple verkaufte den Hals immer nur als komplettes Ersatzteil&#8230;<\/p>\n<p>Zus\u00e4tzlich f\u00fchren Kabel f\u00fcr die Beleuchtung, das Mikrofon und die LED-Standby-Leuchte durch den Hals nach oben. Diese Kabel waren noch von der vorherigen Version vorhanden und konnten weiterverwendet werden.<\/p>\n<p>Ein Problem ergab hingegen die Wiederverwendung des iMac-Inverters. Der Acryl-iMac aus 2005 bietet dem Display nach hinten mehr Platz, und so wurde auch ein gr\u00f6\u00dferer, propriet\u00e4rer Inverter verbaut. Dieser passte beim besten Willen nicht in das schmale Bildschirmgeh\u00e4use des G4-iMac. Ich entschied daher kurzerhand, die Kaltkathodenr\u00f6hren durch LED zu tauschen, das macht den Monitor auch stromsparender. Ich hatte inzwischen eine neue LED-Streifenversion gefunden, die auf derselben L\u00e4nge doppelt so viele LEDs unterbringt. Sie sind im Lieferzustand etwas lichtschw\u00e4cher, aber das l\u00e4sst sich in Grenzen durch eine Erh\u00f6hung der Versorgungsspannung ausgleichen. Das beste aber: das resultierende Licht ist bedingt durch eine isolierende Kunststoffschicht auf den LEDs absolut streifenfrei und einheitlich.<\/p>\n<h2>Internes Netzteil<\/h2>\n<p>Das interne Netzteil ist streng genommen ein gew\u00f6hnliches externes, das nur auf der Grundplatte des iMac befestigt und mit der iMac-Stromzuf\u00fchrung verbunden wird. Mangels passender Befestigungsl\u00f6cher wurde es mit Hei\u00dfkleber fixiert. Die Original-Stromzuf\u00fchrung ben\u00f6tigt ein Spezial-Kaltger\u00e4tekabel, das auf ebay und amazon unter &#8222;Kleeblatt&#8220; gef\u00fchrt wird. Das Original-Apple-Kabel tut es nat\u00fcrlich auch.<\/p>\n<p>Das von mir benutzte Netzteil liefert schaltbar unterschiedliche Ausgangsspannungen. Ich hatte es als 24V-Netzteil erworben, es zeigte sich jedoch, dass es bereits unbelastet nur eine Ausgangsspannung von 22,5 V liefert &#8211; zu wenig f\u00fcr die ACD-Umbauten. F\u00fcr den Einsatz im iMac war es jedoch gut geeignet.<\/p>\n<p>Die Komponenten des iMac ben\u00f6tigten drei verschiedene Spannungen:<\/p>\n<ul>\n<li>12V plus f\u00fcr die LEDs der Display-Hintergrundbeleuchtung. Ich habe letztlich 16 Volt gew\u00e4hlt.<\/li>\n<li>5 Volt f\u00fcr den aktiven USB-Hub<\/li>\n<li>3,3 Volt f\u00fcr die Spannungsversorgung der Display-Platine<\/li>\n<\/ul>\n<p>Diese Spannungen lassen sich auf einfachste Weise aus DC\/DC-Konvertern gewinnen, die man f\u00fcr 2-3 Euro bei ebay bekommt. Es lohnt sich nicht, hier selbst t\u00e4tig zu werden &#8211; man kann die Platinen mitsamt der Bauteile nicht f\u00fcr diesen Preis herstellen. Ich entschied mich f\u00fcr einen regelbaren Konverter f\u00fcr die LED-Beleuchtung und eine fest eingestellte Platine, die 5V und 3,3V erzeugt. Diese wurde mit an die Ausgangsleitungen des ersten Konverters angeschlossen. Die beiden Konverter wurden huckepack auf der Hauptplatine montiert, von der weiter unten die Rede sein wird.<\/p>\n<p>Noch ein Hinweis zu diesen DC\/DC-Konvertern: es handelt sich dabei um Schaltnetzteile, die also die Konversion weitgehend leistungslos vornehmen. Im Gegensatz dazu nutzt der Analog-Elektroniker oft L\u00e4ngsregler (Typ LM78xx), die die \u00fcbersch\u00fcssige Spannung als W\u00e4rme verbraten. Aufgrund der hohen Str\u00f6me sind solche L\u00e4ngsregler in Umbauten wie diesen nicht zu empfehlen. Die Konverter machen eine bessere und vor allem k\u00e4ltere Arbeit.<\/p>\n<h2>Hauptplatine<\/h2>\n<p>Nachdem ich im Rahmen der <a title=\"Elektronik\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=1039\">Elektronikbasteleien <\/a>gen\u00fcgend neue Erfahrungen in der Herstellung von Platinen gesammelt hatte, war klar, dass ich diesmal keinen Lochraster-Drahtverhau aufbauen w\u00fcrde. Statt dessen wurde eine Platine entworfen, die drei Aufgaben erf\u00fcllen sollte:<\/p>\n<ul>\n<li>Helligkeitsregelung des Displays mittels PWM-Steuerung<\/li>\n<li>Auf- und abschwellende PWM-LED, wenn der Rechner im Standby ist<\/li>\n<li>Stereo-Audio-Verst\u00e4rker zum Anschluss von 8-Ohm-Lautsprechern<\/li>\n<\/ul>\n<p>Das Platinendesign zeigt die drei Komponenten in r\u00e4umlicher Trennung nebeneinander. Die Helligkeitsregelung entspricht jener, die schon bei den <a title=\"Ein iMac wird zum Monitor\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=896\">Display-Umbauten<\/a> zum Einsatz kam. Gleiches gilt f\u00fcr die Standby-Regelung, sie entspricht schaltungstechnisch jener aus dem <a title=\"Display \u2013 Meine ersten Erfahrungen mit LVDS\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=562\">Selbstbau-iMac<\/a>. Die dritte Komponente bildet der weiter unten detailliert beschriebene Verst\u00e4rker.<\/p>\n<p>Die Standby-Steuerung erfordert ebenso wie die Abschaltung des Displays einen kleinen Trick. Dazu wird die 5-Volt-Leitung des DVI-Kabels ausgenutzt, die dann Spannung f\u00fchrt, wenn der Monitor aktiviert werden soll. Dann, und nur dann, werden weite Teile der Hauptplatine mit Strom versorgt. Das betrifft auch die 5V-Stromversorgung des USB-Hubs &#8211; die externen USB-Anschl\u00fcsse sind stromlos, wenn das Display abgeschaltet ist. Zum Betrieb der Standby-LED wird die USB-Eingangsleitung angezapft. Sie betreibt die Blinkschaltung und die LED, wenn der Monitor ansonsten stromlos ist. Die Belastung bleibt mit unter 10mA sehr gering.<\/p>\n<p>Die Betriebsspannung wird auf klassische Weise mit einem Relais abgeschaltet. Dazu wurde ein altes Reed-Relais benutzt, das urspr\u00fcnglich aus einer Heizungsregelung stammt und mit seinem dicken Glaskontakt auch gr\u00f6\u00dfere Str\u00f6me schalten kann.<\/p>\n<h2>Aktiver USB-Hub<\/h2>\n<p>Der USB-Hub wird gebildet durch einen kleinen 4-Port-Hub von Belkin. Dieser besitzt eine Anschlussm\u00f6glichkeit f\u00fcr ein externes Netzteil und ist mit dem 5V-Ausgang des DC-Konverters verbunden. Die USB-Anschl\u00fcsse sind durch Kabel aus der Restekiste mit den drei USB-Ausg\u00e4ngen verbunden. Der vierte USB-Port bleibt vorerst frei.<\/p>\n<h2>Audio-Verst\u00e4rker<\/h2>\n<p>Der Verst\u00e4rker baut auf dem TDA1417 auf, der einen kompletten  10-Watt-Verst\u00e4rker mit nur sehr wenig zus\u00e4tzlichen Elementen darstellt.  Das verringert nicht zuletzt drastisch die Schwinggefahr (etwas, das  sich mit unangenehm lautem Pfeifen bemerkbar macht). Nicht auf der  Platine, aber intern dem Verst\u00e4rker vorgeschaltet ist ein NF-Entkoppler,  wie er zur Verhinderung von Brummst\u00f6rungen an Stereoanlagen zum Einsatz  kommt. Solche Entkoppler sind letztlich Transformatoren, die Ein- und  Ausgang galvanisch trennen und nur das Nutzsignal weiterleiten. So wird  verhindert, dass zwischen dem Audioeingang und dem angeschlossenen  Computer eine Brummschleife entstehen kann.<\/p>\n<p>Man sagt Apple heute gerne nach, dass sie Elemente, die eigentlich standardisiert sind, gerne verdongeln, damit sie eben doch nur in bestimmten Umgebungen funktionieren. So k\u00f6nnte das iPhone an jedem USB-Netzteil geladen werden &#8211; doch Apple erlaubt das nur, wenn die beiden unbenutzten Daten-Pins eine bestimmte Spannung aufweisen. Die Apple Pro-Speaker sind aber ein klassisches Beispiel, dass Apple schon l\u00e4nger einen Hang zur Verdongelung hat. Diese besitzen einen gemeinsamen 2,5&#8243;-Klinkenstecker mit 4 Anschl\u00fcssen. Hinter einer runden Plastikscheibe teilt sich das Kabel in zwei weitere Leitungen zu den Lautsprechern.<\/p>\n<p>Schaut man sich nun diese kleine Plastikscheibe genauer an, stellt sich heraus, dass sie einen winzigen Chip enth\u00e4lt, der nur eine Aufgabe hat: &#8222;P<em>revent the speakers from being connected to computers other than Apple<\/em>&#8222;. Also schneidet man die beiden Kabel einfach hinter der Plastikscheibe ab und verbindet sie mit einem normalen 3,5&#8220;-Klinkenstecker. Danach funktionieren die Pro-Lautsprecher an jedem gew\u00f6hnlichen Verst\u00e4rker.<\/p>\n<p><a title=\"Mac\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=528\">Zur\u00fcck zur \u00dcbersicht<\/a><\/p>\n<div class=\"twoclick_social_bookmarks_post_1870 social_share_privacy clearfix 1.6.4 locale-de_DE sprite-de_DE\"><\/div><div class=\"twoclick-js\"><script type=\"text\/javascript\">\/* <![CDATA[ *\/\njQuery(document).ready(function($){if($('.twoclick_social_bookmarks_post_1870')){$('.twoclick_social_bookmarks_post_1870').socialSharePrivacy({\"services\":{\"facebook\":{\"status\":\"on\",\"txt_info\":\"2 Klicks f\\u00fcr mehr Datenschutz: Erst wenn Sie hier klicken, wird der Button aktiv und Sie k\\u00f6nnen Ihre Empfehlung an Facebook senden. 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