LED-Beamer

Einleitung

Wenn einem die Lampe eines Beamers platzt, lohnt es sich nicht unbedingt, einfach eine Ersatzlampe für einen Haufen Geld zu kaufen. Wenn man Abstriche in der Bildqualität im wahrsten Sinne des Wortes in Kauf nimmt, lässt sich mit LEDs ein ordentlicher Ersatz basteln. Und mal ehrlich, wer bekommt bei dem Gedanken an LEDs mit mehreren tausend Lumen Lichtstrom kein Grinsen im Gesicht?

Technische Umsetzung

Lampe vortäuschen

Da der Beamer ohne funktionstüchtige Lampe nicht anspringt, muss man der Elektronik das Vorhandensein einer Lampe vorgaukeln. Zum Glück geht das vergleichsweise einfach, denn in den meisten Beamern muss nur ein Optokoppler überbrückt werden. Um den richtigen Optokoppler ausfindig zu machen, sollte man die Suche in der Nähe des Vorschaltgerätes für die Lampe beginnen. Meist findet man mehrere Optokoppler, die in verschiedenen Richtungen eingelötet sind. Mein nächster Schritt war dann, das Datenblatt zu den Optokopplern zu finden, denn so findet man heraus, in welche Richtung welcher Optokoppler kommuniziert. Dadurch reduziert sich die Zahl der Möglichkeiten, im Idealfall bleibt nur noch ein Optokoppler übrig. Diesen muss man dann einfach überbrücken, damit der Projektor wieder seinen Dienst tut. Zur Sicherheit kann man auch einen Widerstand nehmen, damit einem nicht gleich alles um die Ohren fliegt, sollte man etwas falsches Brücken.

Hier das Netzteil für die Lampe aus meinem Beamer. In diesem Falle ist der Optokoppler schnell zu identifizieren. Zwar befinden sich auf der Platine noch weitere Optokoppler (zwischen den Kabel schielt zum Beispiel einer durch), aber da die drei Optokoppler auf der vertikalen Platine direkt über ein Kabel mit der Hauptplatine verbunden sind, müssen diese die Richtigen sein. Hier ist der mittlere Optokoppler derjenige, welcher in die richtige Richtung arbeitet. Da ich das Netzteil später gegen ein Netzteil für die LEDs austauschen werde, habe ich den entsprechenden Pin am Kabel gebrückt, statt direkt den Optokoppler.

LED Leuchtmittel

So, jetzt kommt also das eigentlich Wichtige: der Ersatz der Lampe mit LEDs. Hier muss man sich erst einmal entscheiden, wie man vorgehen möchte. Die beste Lösung wäre ein einzelner RGB-Emitter, denn so hat man die bessere Farbwiedergabe und es ist leichter, mit einem passenden Reflektor das ganze Bild gleichmäßig auszuleuchten. Die günstigere Alternative ist, mehrere weiße Emitter einzubauen, wobei aber die Farbwiedergabe und die Homogenität der Ausleuchtung leiden. Ich entschied mich wegen der Kosten für den zweiten Weg, denn so häufig benötige ich keinen Beamer. Als LEDs bieten sich zu diesem Zweck die Cree XM-L LEDs an. Diese liefern bis zu 1000lm bei 100lm/W. Kombiniert man vier von diesen Emittern mit passenden Optiken, so ergibt das ein LED-Array, das ziemlich genau den Abmessungen der Originallampe entspricht. Bei den Optiken musste ich allerdings auf Cree CXP Optiken mit 26° Abstrahlwinkel zurückgreifen, da zu dem Zeitpunkt, als ich die LEDs kaufte, noch keine für die XM-L Serie verfügbar waren. Zur Kühlung reicht ein recht kompakter Kühlkörper mit Lüfter. Dieser Kühlkörper stammt, wenn ich mich recht erinnere, von einem AMD K6 und passt wunderbar in den vorhandenen Platz.

LED Stromversorgung

LEDs sollten mit einer Konstantstromquelle versorgt werden und in der Vergangenheit habe ich schon gute Erfahrungen mit den speziell für LED-Anwendungen ausgelegten Netzteilen von Meanwell gemacht, deshalb wollte ich hier wieder eines dieser Netzteile verwenden. Die vier LEDs haben bei maximaler Belastung eine Leistung von 40W, jeweils bei einer Vorwärtsspannung von 3,35 Volt und einem Strom von 3 Ampere. In Reihenschaltung gibt das eine LED-Spannung von 13,4 Volt, sodass hier das PLC-45 Netzteil in der 12 Volt Ausführung passen würde, da man die Spannung noch etwas höher einstellen kann. Leider wäre das zu groß gewesen, um es in den Beamer an Stelle der original Stromversorgung für die Gasentladungslampe einzubauen. Auch die 30 Watt Variante dieser Serie wäre laut den im Datenblatt angegebenen Abmessungen zu groß, jedoch "nur" um einen knappen Zentimeter. Da sollte sich genug Platz machen lassen, denn ich würde das Gehäuse des Netzteils nicht benötigen. Letzten Endes musste ich aber trotzdem noch einen Teil der Platine wegschneiden, um alles in den Beamer einbauen zu können. Dafür habe ich die Teile, die ich von der Platine abgeschnitten habe, benutzt, um die LEDs am Strahlenkanal des Beamers zu befestigen (das sind die beiden grünen Platinenschnispel im Bild, die so professionell mit Heißkleber festgemacht sind). Ganz links ist die gestutzte, umgedreht verbaute Platine des LED-Netzteils zu sehen.

So bearbeitet passte dann alles perfekt in den Beamer. Schade nur, dass mir jetzt etwas Licht fehlt, denn mit diesem Netzteil bekomme ich maximal 2,5 Ampere statt den eigentlich möglichen 3 Ampere. Mit diesem Setup sollte ich also ungefähr 850 Lumen pro LED erreichen, insgesamt also 3400 Lumen. Mit dem Helligkeitsverlust durch Strahlteiler, LCD und Optik sollte aber immer noch genügend Licht übrig bleiben. Nach einem subjektiven Vergleich mit einem 2400 Lumen Gerät schätze ich die Helligkeit des LED-Beamers auf ungefähr 2000 Lumen. Pi mal Daumen scheint man also sagen zu können, dass die LEDs in etwa das doppelte des geplanten Lichtstroms erzeugen sollten.

Ergebnis

Mit einem Aufwand von ca. 60€ funktioniert dieser Beamer nun wieder und aufgrund der hohen Lebensdauer von LEDs im Vergleich zu den herkömmlichen Gasentladungslampen sollte der nächste Ersatz noch eine Weile auf sich warten lassen. Eine Ersatzlampe wäre ab 150€ zu haben gewesen, sodass die nicht ganz perfekte Farbwiedergabe locker zu verschmerzen ist. Als einziges Manko bleibt noch, dass die LEDs angehen, sobald der Netzstecker ins Gerät gesteckt wird. Das ließe sich mit einem Relais noch lösen, aber ich nutze den Beamer so selten, dass ich kein Problem damit habe, den Stecker wieder zu ziehen. Außerdem ist der Beamer jetzt deutlich leiser, da der tierisch laute Radiallüfter, der die Lampe gekühlt hatte, nicht mehr notwendig ist. Insgesamt hat sich dieser Schritt also wirklich gelohnt.