Aus Kostengründen und natürlich auch der Freude halber habe ich mir zu frühen Studienzeiten einen Beamer selber gebaut. Dieser basiert auf einem Tageslichtprojektor, der statt einer Auflagefläche für Folien ein eingebautes 15″-Display enthält. Außerdem wurde die Lampe durch eine wesentlich stärkere ersetzt und alle weiteren Komponenten mussten im Projektor Platz finden. Dieses Vorhaben hatte ich bereits in einem ersten Beamer umgesetzt und beschlossen, diesen zu zerlegen und einen neuen besseren Beamer zu bauen, in den das Gelernte vom ersten Beamer einfließen kann.

Dieser neue Beamer konnte zur damaligen Zeit in einigen Aspekten durchaus mit kommerziellen Geräten für einige hundert Euro mithalten. Die Bildschärfe ist gut, die Farben sind sehr klar und der Kontrast ist ebenfalls ganz brauchbar. Auch heutige günstige Beamer bis 300 Euro haben häufig eine schlechtere Bildschärfe und schlappere Farben als mein DIY-Beamer. Die Nachteile meines Gerätes sind natürlich seine Größe und die fehlende Trapezkorrektur. (Trapezverzerrungen kann man jedoch extern ausgleichen.)

Im Artikel dokumentiere ich den Aufbau.

Einleitung

In dieser Dokumentation erfahrt ihr neben der Aufbau des Beamers auch Tipps aus erster Hand und rund 18 Monaten Beamerbauerfahrungen. Fehler und Schwächen, die im Betrieb mit meinem ersten Beamer aufgetreten sind, müsst ihr gar nicht erst machen. Seid also gespannt auf den Beamer 2 – Deluxe Edition!

Hier mal eine grobe Auflistung der benötigeten Materialien. Kleinkram und Montagematerial wird vorausgesetzt und nicht separat gelistet.

Der Beamer 2 funktioniert immer noch nach dem gleichen Prinzip wie der erste Beamer. Es wird ein Overhead-/Tageslicht-Projektor (kurz OHP) verwendet. Jedoch werde ich dieses Mal hochwertigere Materialien verwenden und dadurch eine wesentlich bessere Bildqualität erreichen. Die Materialkosten liegen insgesamt bei 180 bis 250 Euro. Bei mir war es weniger, weil ich Teile geschenkt bekam.

Hier mal die Vorteile des neuen Beamers im Vergleich zu den Nachteilen des Alten:

• Die Bildqualität wurde durch einen besseren OHP erheblich verbessert, d.h. Linsen sind hochwertiger und deren Abstände sind genauer berechnet. Dadurch entsteht vor allem mehr Bildschärfe.
• Die kurze Lampenlebensdauer durch große Hitze im ersten Beamer war ein großes Problem. Die 800 Watt Halogen-Lampe wird nun durch eine 400 Watt Metalldampflampe (HQI) ersetzt. Die neue Lampe ist heller, braucht nur halb so
  viel Strom, erzeugt ein weißes Licht (Halogen macht warmes, gelbliches Licht) und wesentlich weniger Hitze. Die Kosten für Ersatzlampen sind in beiden Fällen ähnlich, ca. 10 Euro. Das schlägt Kaufbeamer natürlich um Längen.
• Das Gewicht ist nun niedriger, da neuer OHP aus Kunststoff ist, der alte aber aus Stahlblech war.
• Der neue Beamer ist viel leiser, da die neue Lampe weniger Hitze erzeugt und zudem auch das Display sehr ausgeklügelt belüftet wird.
• Der neue Beamer ist unempfindlicher, weil keine außenliegende Elektronik existiert wie beim alten.
• Der neue Beamer erzeugt weniger Streulicht. Es tritt weniger Licht durch Lüftungsöffnungen und andere Öffnungen aus, da alle Lüftungsschlitze im neuen Gehäuse schräg durch die Wand nach innen verlaufen und so das Licht nicht
  austreten kann. Deshalb ist auch die Stoffabdeckung nicht nötig, die beim ersten Beamer verwendet wurde. Auf der Projektionsseite befinden sich gar keine Öffnungen im Gerät.
• Es verschwinden nur noch links ein paar Millimeter vom Bildrand, während beim ersten Beamer je über ein Zentimeter rechts und links fehlte. Das liegt an einer etwas größeren Fresnelllinse im neuen OHP.
• Der neue Beamer ist transportabler, weil der Arm pneumatisch einfahrbar ist und beim alten Beamer musste der Arm erst demontiert werden.
• Die Handhabung ist nun bequemer, da das Kabel in eine im Beamer integrierte Kabeltrommel eingezogen wird, wie bei einem Staubsauger. Beim alten Beamer musste es aufgewickelt und in die Seite gesteckt werden.
• Der neue Beamer ist leichter zu warten und zu reparieren. Man kommt an jedes Teil dran, ohne ein anderes ausbauen zu müssen.
• Wegen weniger Stromverbrauch ist der neue Beamer umweltfreundlicher.

Gefahr!

In diesem Tutorial wird mit 230V NETZSPANNUNG gearbeitet. DIE ARBEIT MIT NETZSPANNUNG IST SEHR GEFÄHRLICH!!! Durch falsches oder unbedachtes Handeln kann es zu Kurzschlüssen, Wohnungsbrand und sogar PERSONENSCHADEN kommen, also beachte folgende Warnhinweise:

 

• Arbeite nur unter der Aufsicht von FACHPERSONAL!
• TRENNE alle Leitungen vom Netz, bevor du daran bastelst!
• Lasse deinen Beamer anschließend NIE OHNE AUFSICHT laufen.

NETZSPANNUNG IST LEBENSGEFÄHRLICH! Ich übernehme KEINE VERANTWORTUNG für Sach- und Personenschäden. Jeder ist für sich selbst verantwortlich!

Diesen OHP habe ich verwendet. Er ist von der Marke Geha. Ich bekam ihn geschenkt.

Wenn man den Arm antippt, fährt er automatisch aus.

Von innen sah der OHP so aus. Er enthielt eine 400 W Halogenlampe für 12 V. Für einen Beamer natürlich völlig ungeeignet, da diese Lampe viel zu lichtschwach ist. Unter dem linken schwarzen Blech befindet sich ein großer schwerer Trafo und hinten unter der Abdeckung ist ein großer Lüfter.

Außen hat der OHP eine eingebaute Kabeltrommel und eine Steckdose. Die Trommel funktioniert wie bei einem Staubsauger: Man zieht das Kabel einfach heraus und lässt es langsam zurückziehen. Dann rastet es ein und wird nicht aufgerollt. Zieht man nochmal kurz an dem Kabel, zieht die Trommel das ganze Kabel von alleine in sich hinein. Sehr praktisch und spart Zeit.

Hier der große Trafo. Den brauchen wir nicht, der fliegt raus.

Die kleine Lampe mit einer Wechselschaltung. In die zweite Fassung kann eine weitere Lampe eingesetzt werden. Dann kann man während einer Präsentation schnell wechseln, falls eine Lampe ausfällt. Fliegt aber alles raus.

Ich habe den OHP erstmal ganz ausgeräumt. Bis auf den Lüfter und einen Teil der Lampenhalterung wird weiter nichts mehr verwendet.

Das Display

Das Display vom ersten Beamer habe ich beibehalten. Es hat gute Qualität und funktioniert einwandfrei. Warum also ein neues besorgen? Wie man ein TFT-Display freistellt und worauf man bei der Beschaffung achten muss, habe ich bereits beim ersten Beamer geschildert. Das ist nicht Teil dieses Upgrades.

Hier siehst du den Deckel vom OHP. Bei diesem Beamer soll ALLES innen verbaut werden. Deshalb war es besonders aufwändig den Deckel zu planen, weil das Display und die Fresnelllinse darunter liegen müssen, aber auch die am Display angebrachte Platine.

Zunächst müssen die Teile entfernt werden, die ich hier im Grafikprogramm rot markiert habe, damit das Display unter den Deckel passt.

Alles, was man später nicht sieht, habe ich eher zügig bearbeitet.

Die schrägen Ecken habe ich ebenfalls etwas aufgeweitet.

Hier liegt das Display völlig nackig im Deckel. Erst habe ich lange überlegt, ob ich es so einbaue oder mit seinem Rahmen. Ich habe mich dann für den Rahmen entschieden, weil das Display sonst sehr bruchgefärdet wäre.

Also habe ich das Display wieder in seinen Metallrahmen eingebaut, der jedoch von innen weich ausgekleidet ist und das Glaspanel vor Stößen und Verspannungen schützt. Mit den Folienkabeln zwischen Display und Platine muss sehr vorsichtig umgegangen werden. Diese reißen leicht ein und können bei zu häufigem Biegen auch Kontaktprobleme bekommen.

Die Platine muss diesmal nach innen gedreht werden. Im ersten Beamer stand sie außen, was ich unschön fand.

Das Display sowie die Platine habe ich nun im Deckel mit Schrauben befestigt. Man muss immer Gummipuffer zwischen Display und festen Verschraubungen haben, damit man die Glasplatte nicht verspannt.

Für alle außenliegenden Verschraubungen habe ich Senkkopfschrauben gewählt und diese ganz im Kunststoff versenkt. Das sieht wesentlich schöner aus. Die Wände vom OHP sind dick genug für diese Art der Verschraubung.

Hier ist das Display fest montiert.

Vom Deckelgelenk musste ich eine Ecke entfernen. Macht aber nix. An der eingezeichneten blauen Linie sieht man sehr schön, dass der Displayrahmen genau so hoch ragt, wie die Auflagefläche für die Fresnelllinse. Das ist sehr vorteilhaft für die spätere Displaykühlung.

Displaybelüftung

Vom äußeren Blechrand des Displays musste ich ein Stück wegschneiden. Der Grund wird gleich klar.

Ebenfalls habe ich den inneren Kunststoffrand vorne aufgetrennt.

Durch die herausgenommenen Teile habe ich einen Weg für die Kühlungsluft gebaut. Man bedenke, dass die Fresnellinse (flache Kunststofflinse) flach auf den hier sichtbaren weißen Displayrand aufgelegt wird und somit zwischen Display und Fresnellinse ein Hohlraum entsteht. Dieser ist hier im Bild nach vorne geöffnet.

Die Lüfter für das Display sollen diesmal nicht vorne am Beamer sein, denn sonst fällt dadurch Licht auf die Leinwand. (Beim ersten Beamer musste man dann etwas davorstellen). Die Lüfter werden seitlich angebracht. Statt drei 80er Lüftern auf fast 12 V sollen hier zwei 60er Lüfter auf 5 V reichen. Dank einer besseren Luftführung und der weniger heißen Lampe. Zu beachten ist weiterhin, dass das Display laut Datenblatt maximal 45 °C heiß werden darf. Das ist nicht viel und ohne Belüftung ist das in wenigen Minuten erreicht.

Mit einem Reißzirkel habe ich die Kreise angezeichnet und dann ausgesägt. Zur Befestigung der Lüfter habe ich Löcher gebohrt.

Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein Gitter, durch das die Luft für das Display einströmen kann. Hinter der Führung steigt sie nach oben. Dabei steht sie nicht im Kontakt mit der warmen Luft aus dem unteren Gehäusebereich.

Aus Karton habe ich eine kleine Lippe an die Führung gebaut. Diese Lippe soll bündig an der Fresnellinse abschließen und zwar auf ganzer Breite des Displays. Deswegen ist die Lippe rechts im Bild etwas schräg.

Hier ist der Deckel aufgesetzt und es wurde von der gegenüberliegenden Seite fotografiert. Die Lippe sorgt dafür, dass die eingesaugte Luft direkt zwischen Display und Fresnelllinse gelangt.

Auf der anderen Seite kann die Luft wieder ausströmen.

Dafür ist eine weitere Luftführung notwendig. Die habe ich aus dünnem Blech gebaut.

Mit einer Blechschere kann man das Blech einfach zurechtschneiden und dann biegen.

Hier kann die Luft jetzt schön zwischen Display und Fresnellinse hindurchströmen und aus dem Beamer herausgedrückt werden, ohne jemals mit der warmen Luft vom unteren Bereich Kontakt gehabt zu haben.

Hier habe ich die Lüfter (60×60 mm) mit Schutzgittern eingebaut.

Ich habe die Lüftung dann mit Kerzenrauch getestet und sie zieht den Rauch sehr zügig durch den Beamer durch. Die Belüftung ist sehr erfolgreich und wird eine Menge Lärm sparen, denn die Lüfter können sehr langsam laufen. Im Video kann man den Rauch am Besten in Sekunde 18-19 sehen:

Video-Player

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Die Fresnellinse

Das ist die Fresnellinse. Sie besteht aus zwei aufeinandergesetzten Einzellinsen, also zwei miteinander verschweißte Kunststoffplatten, die zusammen eine dickere Platte ergeben. Beide Linsen befinden sich auf der Innenseite der Doppel-Platte und sind so gegen Beschädigungen geschützt. Der untere Linsenteil nimmt das Licht der Lampe auf und richtet die Lichtstrahlen parallel, der obere Teil bündelt das Licht auf die Linse im Kopf des OHP. Da beide Linsen (vermutlich) verschiedene Brennweiten, darf man die Fresnellinse nicht umdrehen. Das Display sollte zudem möglichst nah an der Fresnellinse liegen. Je näher es liegt, desto besser wird das Bild. Ein gewisser Abstand ist aber für die Belüftung notwendig, wie ich bereits gezeigt habe. In meinem Fall ist der Abstand zwischen der Fresnellinse und dem darüber liegenden Display ca. 1 cm.

Bei der Arbeit mit der Linse ist sehr viel Vorsicht vor Kratzern angebracht.

Damit die Linse nicht mit der Platine am Display kollidiert, musste ich sie ein Stück zusägen. Um sie bei der Arbeit nicht zu zerkratzen, habe ich den betroffenen Teil mit Creppband abgeklebt.

Zum Sägen habe ich eine Dekupiersäge verwendet und das Sägeblatt quer gestellt. Die Sägerichtung erfolgt also nach links, wie ich das mit dem roten Pfeil gekennzeichnet habe.

Die hier im Bild vordere Kante ist hier bereits abgesägt.

Dabei ist ein großes Problem aufgetreten. Durch die Vibration beim Sägen sind Sägespäne zwischen die Linsen gekommen. Diese bekommt man da nie wieder raus und sie wären ganz scharf auf der Leinwand zu sehen. Also musste ich die Linse öffnen und reinigen. Im Nachhinein wüsste ich trotzdem nicht, wie man eine Linse ohne dieses Problem sägen könnte.

Nachdem ich die Linse gründlich gereinigt und getrocknet hatte, habe ich sie erstmal mit Creppband zugeklebt, damit kein neuer Dreck hineingelangt. Dabei muss man beide Linsen präzise übereinander ausrichten, damit die Fresnellinse im gesamten noch funktioniert. Die Linsen bestehen beide aus zentrisch angeordneten Ringen, d.h. es gibt je einen Mittelpunkt. Diese kann man gut übereinander positionieren.

Später habe ich dann die beiden Hälften mit Heißkleber verbunden und darauf geachtet, dass die Verklebung luftdicht ist.

Die Lampe

Die neue sparsamere und dennoch hellere und weißere Lampe ist ja eine wesentliche Verbesserung des neuen Beamers gegenüber meinem ersten. Im Foto sieht man oben die 800 W Halogenlampe vom ersten Beamer und unten die neue 400 W HQI-Lampe. Eine HQI-Lampe hat keine Glühfäden, sondern nur zwei Elektroden in einem Gasmedium, zwischen denen ein Blitz erzeugt wird. Dadurch entsteht weniger Verschleiß und es ist eine hohe Lebensdauer zu erwarten. Direkt in die Lampe integriert ist ein mehr oder weniger guter UV-Filter.

Es reicht aber nicht, diese Lampe an Spannung anzuschließen. Man benötigt ein Zündgerät und ein Vorschaltgerät. Diese Geräte erzeugen in sehr kurzen Zeitabständen kurze Spannungsstöße von mehreren Tausend Volt, wodurch in der Lampe ein Blitz überschlägt. Genau betrachtet flimmert die Lampe also. Das geht aber so schnell, dass das Auge es nicht sieht.

Oben links liegt das Zündgerät und oben rechts das Vorschaltgerät. Das Vorschaltgerät ist leider ziemlich schwer und bedarf einer durchdachten Befestigung, sonst traue ich ihm zu, dass es das Kunststoffgehäuse des Beamers bei einem Stoß einfach zerschmettert. Das Set, wie es hier im Bild ist, kostet rund 80 Euro. Ersatzlampen gibt es für rund 10 Euro. Ein besonderer Vorteil gegenüber handelsüblichen Geräten, wo eine Ersatzlampe meist jenseits von 100 Euro kostet, teilweise auch mehrere hundert Euro.

Hier ist die Lampenhalterung aus dem neuen OHP. Der rot markierte Bereich muss entfernt werden, weil die HQI Lampe zu lang ist.

Mit abgefallenem Blech aus dem OHP werde ich die Lampenhalterung verlängern.

Hier habe ich schon die Fassungen aufgeschraubt. Diese sind aus Keramik und müssen weich befestigt werden, damit sie nicht brechen. Dieses Lampenset habe ich gebraucht gekauft und es war schon die Ecke der linken Fassung abgebrochen. Ist aber nicht so schlimm. Weiterhin sollte man darauf achten, dass die Fassungen ein paar Millimeter weiter voneinander entfernt sind, also die Lampe es erfordern würde. Im Betrieb kann die Lampe sich nämlich ausdehnen und sie darf nicht unter mechanische Spannung geraten.

Oben drüber muss dieses Glas. Es hat einen Linseneffekt und wirkt auch als Schutzglas. Sollte die Lampe einmal explodieren, können die Scherben die Fresnelllinse nicht beschädigen.