LED-Beamer - Umsetzung

Wenn man einen Beamer hat, bei dem sich das Ersetzen der Originallampe nicht mehr lohnt, dann kann manja eben mal ausprobieren wie empfindlich der Beamer auf die Richtung des einfallenden Lichtes reagiert.

Erste Tests

Bei dem Beamer handelt es sich um einen Medion MD2950NA. Ein LCD-Projektor mit 800x600 Pixeln Aufösung. Eine kurze Internetrecherche ergab welche der Steuerleitungen vom Mainboard zum Vorschaltgerät der Lampe (Bemerlampen sind Gasentladungslampen die man nicht einfach direkt an den Strom anschließen kann, sondern die ein Vorschaltgerät benötigen) den Zustand der Lampe kontrolliert. Ein Bild vom Rand der Hauptplatine an dem die verschiedenen Kabel angeschlossen sind. An dem markierten Stecker ist eine Lötbrücke.

Eine kleine Lötbrücke, und schon kann man mit dem Beamer experimentieren ohne das eine Lampe eingebaut ist. Dabei sollte man allerdings sehr vorsichtig mit den Anschlüssen der Lampe sein, da das EVG weiterhin versucht die Lampe zu “zünden”. Dabei wird eine hohe Spannung an die Lampenanschlüsse angelegt. Jetzt muss man nur noch den Taster der den Deckel des Lampenfachs kontrolliert brücken und schon kann man erste Experimente mit dem Beamer machen.

Eine Halogen-Schreibtischlampe wird in den geöffneten Beamer gehalten. Mit dieser 30W Halogenlampe lässt sich zwar nicht auch nur ansatzweise genug Licht erzeugen, aber es reicht bereits, um zu erkennen dass dem Beamer die Richtung des einfallenden Lichts herzlich egal ist. Auf dem Foto rechts erkennt man, dass das Bild scharf ist. Der Beamer hat also eine enorm gute Optik verbaut, die am Eingang sehr tolerant ist. Zum Helligkeitsvergleich: Das rote Leuchten unter dem Bild ist die Glimmlampe im Schalter einer Steckdosenleuchte. Die Diagonale des Bildes betrug ungefähr 15 Zoll, also genau die Bildgröße für die sich die Anschaffung eines Beamers lohnt.

Der Aufbau

Mit dem Wissen um die tolerante Optik ging es dann auf die Suche nach einer geeigneten neuen Lichtquelle. Bereits bei der Suche nach Bauteilen für ein früheres Projekt habe ich entdeckt dass es bei Satisled, ein chinesicher LED-Händler, einige ziemlich krasse LEDs im Angebot hat. Nach einigem hin und her überlegen habe ich mich für eine 80W “pure white” LED (6000-7000K Farbtemperatur) mit einem Bridgelux Chip entschieden. Diese LED sollte circa 10.000 Lumen erzeugen.

Mit der Originallampe kam der Beamer auf 1200 Lumen, allerdings kann man nicht die Helligkeit der Lichtquelle mit der Helligkeit des Beamers selbst vergleichen, da in der Optik ein großer Teil des Lichts verloren geht. Bei dem Experiment mit der Schreibtischlampe bemerkt man das sofort: Das projizierte Bild ist viel düsterer als würde man aus der gleichen Entfernung direkt mit der Lampe auf die Wand leuchten. In der Hoffnung dass von den zehntausend Lumen noch genug übrig bleiben würde habe ich also die 80W LED, sowie ein dazu passendes Netzteil, eine Linse einen Reflektor und eine Halterung dafür bestellt.

Anderthalb Monate, und einige lustige Zollformalitäten später ist die LED endlich da. Ganz schön groß, aber das war ja auch zu erwarten. Jetzt gilt es den Beamer zu zerlegen und die LED und das Netzteil dazu möglichst kompakt einzubauen. Idealerweise so dass man von außen nicht erkennt dass der Beamer verbastelt ist.

Nachdem der Deckel und die Hauptlatine abgenommen sowie alle weiteren Platinen, der hintere Gehäuselüfter und einige Bleche und Kunstofffolien entnommen waren stellte sich so etwas wie ein Überblick ein. Witzigerweise kam dabei heraus dass der Beamer eigentlich gar nicht von Aldi selbst ist.

Unter der Hauptplatine sitzt zunächst das eigentliche Netzteil, und unterhalb davon das EVG für die Beamerlampe. Da der Beamer bereits gezeigt hat dass er auch zufrieden ist wenn anstatt dem EVG nur eine Lötbrücke an der entsprechenden Verbindungsleitung sitzt, wird diese Platine ausgebaut um Platz für das Netzteil der LED zu schaffen. Das von unten kommende rote Kabel im Bild links, ist das Kabel welches durch besagte Lötbrücke kurzgeschlossen wird.

Ebenfalls ganz interessant ist die Fokussierungsmechanik des Objektivs. Wird am Objektiv gedreht verschieben sich die verschiedenen Linsen unterschiedlich weit, um bei gleichem Abstand verschiedene Bildgrößen zu ermöglichen.

Glücklicherweise sind die EVG-Platine, und das LED-Netzteil fast gleich groß. Allerdings eben nur fast, so dass der Blechkäfig in dem das EVG saß zersägt werden muss damit das LED-Netzteil in das Gehäuse passt. Um dieses später zu befestigen werden vier Löcher durch den Gehäuseboden gebohrt, so dass das Netzteil dann mit zwei Kabelbindern befestig werden kann. Das ist nicht unbedingt professionell, aber einfach und stabil.

Man beachte auch das spezielle CE-Zeichen auf dem Netzteil.

Da das LED Netzteil auch ein Stück höher ist als das EVG es war, gibt es jetzt kaum noch Abstand zwischen den beiden Platinen. Dies ist allerdings nicht weiter tragisch, da dazwischen noch eine dünne Kunststoffplatte kommt, welche für ausreichend elektrische Isolation sorgt (Für das Foto wurde diese weggelassen da sie die Sicht auf die Platinen versperrt hätte.) Die Eingangsseite des Netzteils wird direkt hinter dem Netzschalter des Beamers angebracht. Das ist zunächst ein bisschen unpraktisch, da so die LED auch angeht wenn der Beamer im Standby ist, also keine Lüfter laufen. Aber vielleicht kann man da ja später noch ein Relais zwischenschalten.

Die LED hat wie gesagt eine Nennleistung von 80W. Der Großteil davon wird in Wärme umgewandelt, und die muss abgeführt werden, denn die Lebensdauer einer LED hängt stark von der Betriebstemperatur ab. Da die Wärmemenge von der gleichen Größenordnung ist wie die einer CPU bietet es sich an einen CPU-Kühler zu verwenden. In diesem Fall war in der Restekiste noch ein Xbox 360 Kühlkörper - der taugt genauso.

Der Kühlkörper wird probeweise ins Gehäuse gehalten. Der Kühlkörper wurde ein Bisschen zurechtgeflext um gut ins Gehäuse zu passen. In Ermangelung eines Gewindebohrers musste wieder zu Kabelbindern gegriffen werden um die LED zu befestigen. Zwischen dem Chip und dem Kühler befindet sich eine dünne Schicht Wärmeleitpaste, ganz analog zur CPU-Kühlung. Auf dem Foto ist noch ein Testaufbau zu sehen, ohne Linse. Diese wurde später dann eingesetzt. Der Kühlkörper selbst wurde mit selbstschneidenden Schrauben am Beamergehäuse befestigt. Um Platz zu schaffen wurden Teile Gehäuses weggefräst, so dass sich der Kühlkörper mit der LED optimal im Beamer platzieren lässt.

Im Anschluss wurden die beiden Netzteile fest eingebaut. D.h. das LED-Netzteil wurde mit den Kabelbindern befestigt , darüber die Kunstoffplatte gelegt, und dann das Beamer-Netzteil verschraubt. Auch der Lüfter wurde wieder eingesetzt, und mit viel Klebeband der Airflow optimiert, so dass möglichst viel Luft durch den LED Kühler gesaugt wird (Ziel ist es ohne einen zusätzlichen Lüfter auszukommen).

Der Orange Streifen den man hier im Bild sieht ist ein Temperaturfühler. Ursprünglich zum überwachen der Temperatur in der Umgebung der Lampe. Dieser wird mit dem Kopf eines Wattestäbchens direkt in den Kühlkörper geklemmt. Der direkte Kontakt anstatt der Messung der Lufttemperatur trägt der Tatsache Rechnung, dass die LED wärmeempfindlicher als die Gasentladungslampe ist, und daher eine eventuelle Abschaltung früher erfolgen sollte.

Nachdem anschließend die Hauptplatine wieder montiert, und alle Kabel zusammengesteckt waren, war das ganze wieder bereit für den nächsten Testlauf. Erfreulicherweise funktionierte soweit alles so wie es sollte. Der Gehäusedeckelschalter wurde mit einem Tempo blockiert, und ein weiteres Tempo blockierte das Streulicht, so dass sich ein Foto machen lies.

Soweit funktioniert alles. Das Gehäuse kann also wieder zugemacht werden, und ein Film für einen richtigen Test ausgewählt werden. Davor werden die Lüftungschlitze im Gehäuse noch vergrößert. Dieses sieht dann zwar nicht mehr so hübsch aus, aber wie gesagt, eine LED ist da empflindlicher als eine Gasentladungslampe. Jemand der handwerklich etwas geschickter ist bekäme sowas sicher auch deutlich sauberer hin.

Test des fertigen Aufbaus

Dann kam aber die große Enttäuschung: Auch wenn das Ganze prinzipiell funktioniert, reicht das Licht nicht aus um ein ausreichend großes Bild an die Wand zu werfen. Auch nicht wenn man das Zimmer komplett abdunkelt. Von den 80W bzw. 10.000 Lumen wird einfach zu viel von der Optik des Beamers (D.h. die ganzen Linsen, Filter etc.) geschluckt.