{"id":770,"date":"2011-07-01T18:45:52","date_gmt":"2011-07-01T16:45:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=770"},"modified":"2011-07-31T17:13:31","modified_gmt":"2011-07-31T15:13:31","slug":"acryl-goes-led","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=770","title":{"rendered":"Acryl goes LED (Update)"},"content":{"rendered":"

Umbau eines Acryl-Cinema-Displays auf LED-Beleuchtung<\/h1>\n

Gleich vorab – diese Anleitung enth\u00e4lt nicht die ganze Beschreibung. Apple hat n\u00e4mlich bereits in einem ausf\u00fchrlichen Service Manual<\/a> beschrieben, wie man ein Cinema Display (ACD) fachm\u00e4nnisch \u00f6ffnet. Man findet es unter dem angegebenen Link oder auch bei google mit den Stichw\u00f6rtern „Apple Cinema Display Service Manual“. Und keine Sorge – es gibt Service Manuals ausschlie\u00dflich f\u00fcr die Acryl-Serie. Alle sp\u00e4teren Displays enthalten laut Apple keine austauschbaren oder reparierbaren Teile. Vorsicht: das Entfernen des Fu\u00dfes muss mit h\u00f6chster Vorsicht vorgenommen werden – denn dort befindet sich ein kleines Metallteil mit einer Sollbruchstelle.<\/p>\n

Ziel der Arbeit war die Umr\u00fcstung der inzwischen doch etwas faden Beleuchtung des ACD gegen eine mit LEDs. Ich wusste bereits aus fr\u00fcheren Projekten, dass dies immer auf ein komplettes Zerlegen des Displays hinausl\u00e4uft, und hier ist es nicht anders: es m\u00fcssen wirklich s\u00e4mtliche Schrauben gel\u00f6st werden, die sich irgendwo am Display befinden. Gl\u00fccklicherweise sind sie alle sehr unterschiedlich, so dass man sp\u00e4ter beim Zusammensetzen nicht viele Fehler machen kann.<\/p>\n

Es geht los<\/h3>\n

Die Anleitung beginnt dort, wo das Apple-Servicemanual endet, n\u00e4mlich an einer geschlossenen Metallabdeckung. Die nun zu \u00f6ffnenden Schrauben sind im Bild rot markiert; zwei davon liegen unter den Plastikstreifen. Diese sind \u00fcbrigens reine Zierde, damit man durch die hinteren L\u00f6cher des Displays kein Metall sieht.<\/p>\n

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Nach dem \u00d6ffnen hat man die Elektronik vor sich. Im rechten Bild sind die beiden Anschl\u00fcsse zum Display markiert, die man am besten bereits jetzt l\u00f6st. Die n\u00e4chsten beiden Bilder zeigen einen Blick auf die beiden USB-Ports (1.1) und den Controller. Grunds\u00e4tzlich k\u00f6nnte man hier einen USB2.0-Controller zwischenschalten, davon habe ich aber erst einmal abgesehen. Der USB-Anschluss wird \u00fcbrigens auch vom Display selbst genutzt – die Helligkeitskontrolle \u00fcber die Apple-Systemsteuerung wird auf diese Weise umgesetzt.<\/p>\n

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Die folgenden Bilder zeigen den ausgebauten Inverter und das neue Board, das zuk\u00fcnftig die Steuerung der LEDs (Helligkeit und an\/aus) \u00fcbernehmen wird. Es wird weiter unten beschrieben. Die Kabel stammen noch von den Kaltkathodenr\u00f6hren.<\/p>\n

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Die gesamten weiteren Elektronikkomponenten befinden sich auf einem aufgeschraubten Metallrahmen. Dort werden zun\u00e4chst die Metall-Aufkleber gel\u00f6st, die die Kabel f\u00fcr die Hintergrundbeleuchtung abdecken. Danach werden die Schrauben gel\u00f6st, die den Metallrahmen mit dem vorderen Plastikrahmen verbinden. Dabei sind auch die beiden Kabel f\u00fcr den Einschalter und die Helligkeitskontrolle zu l\u00f6sen.<\/p>\n

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Nach dem Entfernen des Plastikrahmens werden die Gummiabdichtungen der CCFLs entfernt, und der metallene Elektronikrahmen kann abgeschraubt werden. Da die Verbindungen zum Display gel\u00f6st sind, sollte er sich problemlos abheben lassen.<\/p>\n

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Als n\u00e4chstes wird die Abdeckung des LCD-Panels entfernt. Sie ist oben eingerastet, ein Spachtel leistet hier gute Dienste. Der Ausbau des Panels erfordert auch das L\u00f6sen eines geklebten Flachbandkabels.<\/p>\n

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Die Verriegelung des Kabels l\u00e4sst sich mit einem kleinen Uhrmacherschraubenzieher nach oben klappen, danach kann das Flachbandkabel aus dem Stecker herausgezogen werden.<\/p>\n

Danach liegt das Display in einem weiteren Metallrahmen auf dem Tisch. Dieser ist mit einigen Schrauben und Klebefolien mit dem Display verbunden. Er wird komplett vom Display getrennt und kann dann entfernt werden.<\/p>\n

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Sp\u00e4testens hier bemerkt man, dass der gerne gegebene Tipp, bei einem Ausfall einfach die R\u00f6hren zu tauschen, offenbar nur von Leuten stammen kann, die das noch nie gemacht haben. Denn nun werden die allerletzten, sehr kleinen Schrauben gel\u00f6st, damit man den verbliebenen Metallrahmen mit Hilfe eines Spachtels vom Kunststoffrahmen trennen kann.<\/p>\n

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Und noch immer scheinen die R\u00f6hren fest mit dem Restpanel verbunden. Nachdem man die beiden Abdeckungen f\u00fcr die Kabelzuf\u00fchrungen entfernt hat, kann man mit Spachtel, Schraubenzieher und etwas Gewalt nun die beiden Metallrahmen am oberen und unteren Rand des Panels entfernen. Dann sieht man im Inneren der Rahmen die jeweils drei Kaltkathodenr\u00f6hren. Sie sind verklebt und m\u00fchsam zu entfernen. Vorsicht: sie zerbrechen auch sehr leicht. Die folgenden Bilder zeigt sie bereits im ausgebauten Zustand.<\/p>\n

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Ich habe die Anschlusskabel wiederverwendet, um die LEDs anzuschlie\u00dfen. Das geht allerdings nicht ganz zerst\u00f6rungsfrei. Man muss im Abschlussgummi drei Schnitte machen, um die Kabel herausziehen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Einbau der LEDs<\/h3>\n

Nun erfolgt der Einbau der LED-Beleuchtung. Diese wird auf Rollen bereits fertig aufgel\u00f6tet geliefert. F\u00fcr das gro\u00dfe Display ben\u00f6tigt man eine recht hohe Lichtst\u00e4rke, deshalb gen\u00fcgt es nicht, einfach nur einen Streifen mit LEDs in die Rahmen einzukleben. Das Ergebnis ist dann recht d\u00fcster und nur f\u00fcr schlecht beleuchtete R\u00e4ume tauglich.<\/p>\n

F\u00fcr eine h\u00f6here Lichtausbeute faltete ich die LED-Streifen, so dass insgesamt doppelt so viele LEDs auf der gleichen L\u00e4nge eingesetzt werden konnten.<\/p>\n

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Die LED-Streifen sind zwar selbstklebend, nach der Faltung haftet der Kleber auch aufgrund der Unebenheiten aber nicht mehr gut. Daher habe ich die Streifen auf eine Lage doppelseitiges Klebeband aufgebracht, das ich in die beiden Metallrahmen eingesetzt hatte. Es wird im Baumarkt auch als Teppichklebeband angeboten und haftet besser als jede andere Verbindung.<\/p>\n

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Es wird Zeit f\u00fcr einen ersten Test – die LED-Zeile sollte gleichm\u00e4\u00dfig und vor allem hell erstrahlen.<\/p>\n

Danach erfolgt der Zusammenbau des Displays. Es scheint zun\u00e4chst, als m\u00fcssten die beiden Metallprofile mit den LEDs \u00fcber die R\u00e4nder des Displays geschoben werden. Daran kann man sich versuchen und wird scheitern. Die LED-Metallprofile haben jedoch im Kunststoffrahmen auch neben dem Panel ausreichend Platz, so dass man alles an einer Stelle zusammensetzen kann. Es ist nur Vorsicht geboten bei den Diffusorfolien, die leicht verrutschen. Sie d\u00fcrfen keine Knicke bekommen. Der weitere Zusammenbau – Panel einsetzen, Metallrahmen aufsetzen, mit Platinenboard verbinden usw. – erfolgt in genau umgekehrter Richtung wie der Ausbau und erfordert keine speziellen Ma\u00dfnahmen.<\/p>\n

Elektrischer Anschluss<\/h3>\n

Die folgenden Bilder zeigen die elektrische Verdrahtung. Die beiden LED-Streifen werden mit 12 Volt betrieben; der urspr\u00fcngliche Inverter liefert etwa 25 Volt. Man kann daher getrost die beiden Streifen hintereinander schalten und mit Pin 4\/7\/8 (Minus) und Pin 9\/10 (Plus) des zum Inverter f\u00fchrenden Kabels verbinden. Ein L\u00f6tkolben und etwas Schrumpfschlauch zur Isolierung sind hilfreich.<\/p>\n

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Damit l\u00e4sst sich das Display noch nicht dunkel schalten – es bleibt beim Standby-Modus dunkelgrau erleuchtet.Au\u00dferdem l\u00e4sst sich die Helligkeit nicht regeln, und zu allem \u00dcberfluss blinkt die Power-LED \u00fcberdeutlich das Signal „kurz-kurz-lang“. Dieser Code<\/a> weist darauf hin, dass es ein Problem mit der Hintergrundbeleuchtung gibt – was streng genommen richtig ist, denn sie liegt ja ausgebaut neben dem Display.<\/p>\n

F\u00fcr all diese Probleme existiert jedoch eine L\u00f6sung, die ich nach eingehender Suche im Internet und mit etwas Bastelerfahrung entwerfen konnte.Es folgt zun\u00e4chst einmal die entschl\u00fcsselte Pin-Belegung des Inverterkabels:<\/p>\n

1 – Brightness (bright=0..4,8V=dark)
\n2,6 – Backlight Control – here the Inverter reports normal operating backlights with 0V (ground). On the ACD logic board, these wires have to be connected to ground to simulate a normal behaviour.
\n3 – +5V low power supply
\n4,7,8 – Ground
\n5 – Display on (3.5V)\/off (0V)
\n9,10 – +25V power supply<\/p><\/blockquote>\n

\u00dcber Pin 5 steht also eine Spannung von ca. 3,5 Volt zur Verf\u00fcgung, wenn das Display eingeschaltet sein soll. Pin 1 liefert zudem eine analoge Spannung von 0 bis 4,8 Volt und m\u00f6chte damit \u00fcbermitteln, wie hell das Display sein soll. Sinnigerweise bedeutet 0 Volt „hell“ und 4,8 Volt „dunkel“.<\/p>\n

Der Fehlercode an der Power-LED wird ausgegeben, wenn die Pins 2 und 6 nicht an Masse liegen. Offenbar steuert beim Original-Inverter eine kleine Schaltung, welche Spannung diese Pins f\u00fchren. Es gen\u00fcgt nicht, sie einfach nicht anzuschlie\u00dfen; beide m\u00fcssen auf Masse gelegt werden.<\/p>\n

Die folgende Schaltung ber\u00fccksichtigt all dies und steuert die Helligkeit durch eine Pulswellenmodulation (PWM). Das verwendet Bauteil, ein TL494, ist speziell daf\u00fcr vorgesehen. Die beiden MOSFET-Transistoren vom Typ BUZ11 steuern Ein\/Aus und das Pulsverh\u00e4ltnis. Wahrscheinlich gen\u00fcgt hier auch einer, aber ich wollte die Helligkeitsregelung vom Ein-Ausschalten trennen. Als Anschlussstecker zu den LEDs dient einer der Originalstecker des Inverters, den ich wiederverwendet habe.<\/p>\n

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Ich hatte zun\u00e4chst mit analogen Komponenten experimentiert – das Ergebnis war allerdings wegen einer W\u00e4rmeentwicklung nicht zufriedenstellend. Zudem behalten die LEDs ihre Lichtfarbe, wenn man sie per PWM dimmt. Wenn man nur den Strom verringert, werden sie gelblicher.<\/p>\n

Im folgenden ist die Schaltung samt Best\u00fcckungsplan dargestellt. Die Schaltung wurde dann mit ein paar Unterlegscheiben auf die bereits vorhandenen L\u00f6cher der urspr\u00fcnglichen Inverterbefestigung geschraubt.<\/p>\n

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Nun kann erstmals ein Test erfolgen. Das Display wurde an meinen Cube angeschlossen, der die altert\u00fcmliche ACD-Schnittstelle noch besitzt.<\/p>\n

Update<\/h2>\n

Der Umbau funktioniert in gleicher Weise auch mit dem kleineren 15″-Studio-Display. Dort baut man die beiden R\u00f6hren samt der Metallumh\u00fcllung komplett aus und braucht dann 2×42 LEDs. Die 15″-Studio-Displays arbeiten allerdings mit 12V Betriebsspannung – hier werden die beiden LED-Streifen daher parallel angeschlossen. Der neue Inverter selbst braucht nicht modifiziert zu werden; er arbeitet auch mit 12V Eingangsspannung. Auch die Pinbelegung ist beim kleinen Display exakt die gleiche wie beim gro\u00dfen.<\/p>\n

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Die Ecken des Displays sind lichtdurchl\u00e4ssig. Sie sind urspr\u00fcnglich durch eine Gummiisolierung der Kaltkathodenr\u00f6hren abgeschirmt. Beim Einsatz der LEDs musste eine andere L\u00f6sung her; ich habe einfach schwarze Pappe und Klebestreifen benutzt. Es ist hilfreich, das ganze vor dem Zusammenbau einmal zu testen, denn ansonsten leuchtet das Display nach hinten durch.<\/p>\n

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Die folgenden Bilder zeigen das Ergebnis des Umbaus. Farben und Helligkeit entsprechen in etwa dem Originalzustand. Ein Kalibrierungsversuch erbrachte, dass keine einzige Einstellung des Monitors zu \u00e4ndern war. Die Schlieren auf dem Display haben mit dem Umbau nichts zu tun – ich habe es als „defekt“ aus der Bucht ersteigert, und es wies ein paar Druckstellen direkt auf dem Panel auf, die sich nicht mehr beheben lassen.<\/p>\n

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Fazit – Lohnt sich das?<\/h3>\n

Die Apple Cinema Displays erreichen inzwischen ein Alter, bei dem die Kaltkathodenr\u00f6hren und auch der Inverter deutlich an Leistung verlieren. Neue, gro\u00dfe Monitore sind allerdings so g\u00fcnstig, dass es sich nicht lohnt, die alten Teile professionell reparieren zu lassen.<\/p>\n

Auf der anderen Seite sind die ACDs einfach sch\u00f6n – genau wie ihre Nachfolger aus Aluminium. Der LED-Umbau l\u00f6st alle Probleme mit Displayhelligkeit und Inverter dauerhaft, senkt den Stromverbrauch erheblich (Leistungsaufnahme: weniger als die H\u00e4lfte als bisher) und ist relativ einfach zu bewerkstelligen. Ein L\u00f6tkolben, etwas feinmechanisches Werkzeug (inklusive Torx-Schraubendreher) und eine ruhige Hand vorausgesetzt, l\u00e4sst sich der Umbau in drei Stunden vollziehen. Kostenpunkt: ca. 20 Euro f\u00fcr 5 Meter LED-Streifen (von denen man etwa 2 Meter ben\u00f6tigt) bei ebay, dazu ein Transistor und ein Widerstand. Billiger geht es kaum. Die Teile f\u00fcr den LED-Inverter kamen aus der Bastelkiste – ihr Wert d\u00fcrfte jedoch 10 Euro nicht \u00fcbersteigen.<\/p>\n

Update<\/h3>\n

Bei zwei meiner Displays habe ich inzwischen das propriet\u00e4re ACD-Kabel durch eine Kombination aus DVI, USB und Netzkabel (mit einem Standard-24V-Netzteil) ersetzt. Man kann die Kabel einfach abschneiden und zusammenl\u00f6ten. Dieser Umbau ist recht einfach, erfordert aber gewisse F\u00e4higkeiten beim L\u00f6ten, da die Kabel doch sehr d\u00fcnn sind.<\/p>\n

Empfehlenswerter ist der Bau einer Breakout-Box, also einer Adapterbox, in die man alle passenden Kabel einstecken kann. W\u00e4hrend man DVI-, USB- und Stromanschl\u00fcsse im Elektronikfachhandel bekommt, gilt das leider nicht f\u00fcr die proprit\u00e4re ACD-Buchse. Ich habe meine aus einer alten Mac-Grafikkarte vom Typ ATI Radeon 128 ausgel\u00f6tet. Dazu ist es zun\u00e4chst erforderlich, die gesamte Buchse auf der Platine Kontakt f\u00fcr Kontakt mit einer Dremel-Trennscheibe freizuschneiden, so dass man sp\u00e4ter die Kontakte einzeln von den Platinenresten befreien kann.<\/p>\n

Ich freue mich \u00fcber rege Kommentare und Fragen. Es gr\u00fc\u00dft herzlichst JeanLuc7.<\/p>\n

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