9241 Digitalanzeigensegmentreparatur mit SMD-LED

      Hallo,
      als langjähriger Freund der Marke SABA hat es mich nun in dieses tolle Forum verschlagen. Ich finde viel Information um mir bei der Reparatur meines 9241 zu helfen, Ihr scheint recht begeistert und für mich begeisternd zu sein. Da will ich nicht nur lesen sondern auch was beitragen.
      Worum geht es? Bei der Digitalanzeige an meinem 9241 ist ein Segment ausgefallen. Die Beispiele im Forum diese 5-fach Anzeige gegen 5 Einzelanzeigen auszutauschen habe ich mit Aufmerksamkeit gelesen, doch ich habe mich für einen anderen Weg entschieden: Ich möchte das defekte Segment direkt durch eine SMD-LED ersetzen.
      Also erst mal die Anzeige ausbauen und steckbar machen, damit es beim Ausprobieren später einfacher wird. Dazu verwende ich eine 40-polige IC-Präzisionsfassung, die ich passend abschneide.



      Diese Fassung benötigt etwa 4mm Platz in der Höhe. Das scheint mit flach genug damit ich die original Platine nicht bearbeiten muss. Danach wird die Anzeige in ihre Einzelteile zerlegt, sieht dann so aus:



      Wer genau hinschaut, sieht schon das ersetze Segment in der ersten „8“ links. Die verwendende SMD-LED hat die Bauform 0603 und ist kleiner als die Öffnungen der Maske:



      Der grüne Pfeil gibt die Stromrichtung an, er zeigt von Anode zur Kathode, d.h. das spitze Ende muss hier zu der gemeinsamen Rückleitung zeigen.
      So sieht es etwas größer aus, das Foto zeigt auch gut die originalen LEDs, sehr filigran:



      Wichtig ist die korrekte Ausrichtung, d.h. nach Einlöten sofort mit der Maske ausprobieren ob diese noch passt.



      Es kam wie es kommen musste: das Segment leuchtet wieder, aber deutlich heller als die anderen.



      Da gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder die neue LED mit einem schwarzen Filzstift halb abdecken damit sie dunkler wird (von einem Vorwiderstand rate ich wegen der Platzverhältnisse ab), oder aber alle Segmente tauschen. Ich habe mich für letzteres entschieden:



      Dabei bitte den Dezimalpunkt nicht vergessen (evtl. Maske etwas aufbohren um Platz zu schaffen), und bei den Segmenten für „Plus“ und Minus“ für die Kanalanzeige habe ich auch vorher die Leiterbahn unterbrochen, damit beim Löten nichts schief geht, es ist insgesamt schon sehr eng.



      Anschließend einbauen, Fehler finden und korrigieren, fertig.




      Ich erlaube mir noch ein paar Tipps zu ergänzen für die die eventuell diese Reparatur als Anregung nehmen:
      1. Kauft mehr LEDs als rechnerisch benötigt werden. Ich hatte zu Anfang eine Erfolgsquote von weniger als 50%, ab der zwanzigsten LED wurde es dann besser ;)
      2. Der Lötkolben sollte eine kleine wirklich spitze Spitze haben. Ebenso ist dünnes Lot wichtig, man braucht nur sehr geringe Mengen.
      3. Eine nichtmagnetische Pinzette macht sich bezahlt.
      4. Ich brauchte auch eine Arbeits-Lampen-Lupe.
      5. Der Ablauf verlief dann so:
      - Kein Vorverzinnen der LEDs, sondern nur ein kleines Stück der Leiterbahn.
      - Die LED mit einer Seite anlöten.
      - Mit Maske prüfen ob es mechanisch passt.
      - Die Polarität prüfen.
      - Die verbleibende Seite anlöten. Bei manchen Segmenten war es sogar besser einen winzigen Draht aus einer Litze zu nehmen. Das vereinfacht es enorm (z.B. bei Ziffer ganz rechts die linken senkrechten Segmente).

      Mit dem Ergebnis bin ich sehr zufrieden, jetzt muss nur noch die Frequenzanzeige als solche funktionieren, bei MW ist es ok, aber bei UKW klappt nur die Kanalanzeige, nicht die Frequenz. Aber es gibt hier im Forum auch dazu ja schon Beiträge.

      Gruß aus Franken.

      Vorex

      Hallo Vorex,
      ich finde deine lösung sehr gut.
      Es müsste doch hilfreich sein wenn man die Öffnungen der Maske (Bild3) auf einer Folie oder Papier Fotokopieren würde.
      Dann die öffnungen mit einer Teppichmesser ausschneiden und diese als Schablone benützen und mit einer Edding auf die Platine übertragen würde.
      Dann müstte die korrekte Ausrichtung der LEDs einfacher gehen.

      Gruss Yüksel

      Gute Idee, schön dokumentiert, nicht alltäglich!

      Ich würde vermutlich einen Vorwiderstand nehmen, um mir Arbeit zu ersparen. Inzwischen gibt es so kleine SMD-Widerstände, die man kaum noch sieht, werden nicht ohne Grund spaßeshalber "Fliegenschiss" genannt.
      In das Loch der Maske sollte problemlos eine LED 0402 mit Vorwiderstand 0402 passen. So kleines Zeugs haben inzwischen einige Elektronikanbieter, die auch an Endverbraucher liefern. Zum Ausrichten würde ich zuerst Vorwiderstand und LED zusammenlöten, damit man das Gebilde als ein Bauteil platzieren kann.
      Es bedarf in der Tat etwas Übung und einen geeigneten Löterich, um so kleines Zeug einzubauen. Für den Anfänger mit ungeregeltem Bastellötkolben 30 Watt aus dem Baumarkt ist dieser schöne Tip praktisch nicht geeignet.

      Andreas, DL2JAS
      Was bedeutet DL2JAS? Amateurfunk, www.dl2jas.com

      Guten Morgen,
      danke für eure Rückmeldungen, dann will ich auch nicht lange warten mit einer Antwort.

      @ESB Axel: So schwierig ist das Prüfen mit der Maske nicht. Die Maske mit dem Teppichmesser aus einer Kopie ausscheiden halte ich für ziemlich aufwändig und schwierig wenn es genau werden soll. Außerdem könnte die Farbe des Edding beim Löten stören.

      @ dl2jas: Ich wusste gar nicht dass es auch die Bauform 0402 gibt, wieder was gelernt. 0402 ist 1,0mm x 0,5mm groß, mir war 0603 mit 1,6mm x 0,8mm schon klein genug. Die Bauteile sind so leicht, die kleben am Lötkolben und verbrennen dann schnell. Die Öffnung in der Maske selbst ist 2,5mm x 1,1 mm und nicht ganz rechteckig, ich habe es nochmal nachgemessen. Da wird es mit zweimal 0402 in Reihe recht eng, scheint aber machbar.

      @nightbear: Freut mich wenn es hilft und als Anregung dient.

      Falls nur ein Segment repariert werden soll bitte wirklich vorsichtig arbeiten. Ich zeige hier die original LED von der Seite, der Draht geht schnell kaputt wenn man ihn berührt, oder das Teil vom Tisch fällt. Das war es dann, und es bleibt nur die "große" Lösung mit mehr Helligkeit bei allen Segmenten.



      Gruß aus Franken.

      Vorex

      Nach der exzellenten Dokumentation von Vorex, wie man die defekten winzigen LEDs im Display durch SMD LED der Bauform 603 (1,6x0,8mm) ersetzen kann, habe ich es gewagt.

      1. Nach Ausbau des Displays schneidet man mit einem scharfen Messer die kleinen Überstände der roten thermoplastisch gespreizten Zapfen der roten Abdeckung, bündig an der Platinenoberseite ab, so dass man vorsichtig die rote Abdeckung mit dem darin liegenden Vellum und der Maske abheben kann.

      2. Wie schon von Vorex gesagt, darf man die nun freiliegende LED-Seite nicht mit den Fingern berühren, da man sonst die dünner als haarfeinen mit blossem Auge praktisch unsichtbaren Drähtchen beschädigen kann, die sich nicht nur an den LEDs selbst befinden, sondern auch teilweise Leiterbahnen brücken. Man spannt am besten die Platte an den beiden Aussenkanten in eine sog. "Dritte Hand", mit einer Lupe darüber mit 2-4-facher Vergrösserung.

      3. Die defekte winzige LED kann man unter Lupen-Vergrösserung bei guter Beleuchtung mit einer feinen Lötspitze bei leichtem seitlichen Druck der Spitze gegen die defekte LED entfernen. Sie bleibt meist dabei an der Lötspitze kleben und man streift sie danach am Lötschwamm einfach ab.

      4. Der Ersatz mit der neuen Form 603 SMD LED, 1,7-2,4V, 20mA, ist oben von Vorex ausfühlich beschrieben. Ist nicht ganz einfach, man braucht Geduld und eine ruhige Hand. Ich habe es an etwa 10 LEDs geübt, danach konnte ich es.

      5. Meine neue LED war etwa 100 x so hell wie die originalen im Display verbauten, das scheint typisch für die heute erhältlichen LED (ca. 60 mCd). Vorex hatte schon gesagt, man könne versuchen, die Intensität durch "Anmalen" mit einem schwarzen Filzstift zu reduzieren, hatte sich aber für die sehr zeitaufwändige Lösung mit dem Austausch aller LEDs entschieden. Ich habe mich nun für die Intensitätsanpassung durch Schwärzung der LED entschieden.

      6. Nachdem die neue LED mit der Maske eingepasst und danach auch an der zweiten Seite verlötet wurde, prüft man ihre Funktion (immer noch unter der Lupe, eingespannt in die 3. Hand) mit der Diodentestfunktion im abgedunkelten Raum. Die Kathodenseite der Leiterbahn berührt man mit dem Minus-Pol des DVM und die Anodenseite der Leiterbahn mit dem Pluspol des DVM. Die LED muss nun aufleuchten.

      7. Ich habe dann mit dem "Edding 3000 permanent Marker" (1,5-3mm) unter der Lupe die Oberfläche und die Seiten der SMD-LED vollständig geschwärzt. Dann vorsichtig die Maske und die rote Abdeckung mit Vellum aufgesetzt.

      8. Die Prüfung des Displays kann man meist machen, ohne das Display einbauen zu müssen - einfach mit dem Diodentester des DVM. Man verbindet den Minuspol des DVM in Diodenteststellung mit dem äussersten rechten Kontaktpin (bei nach oben zeigendem Display) und tastet mit dem Pluspol des DVM dann vom äussersten linken Kontaktpin nacheinander in Richtung nach rechts die Pins ab. Das macht man im stark abgedunkelten Raum. Dabei sieht man die entsprechenden Segmente im Display schwach aufleuchten. Man setzt dann den Minuspol des DVM an den 2. Kontaktpin von rechts, wiederholt das ganze, dann an den 3.Kontaktpin das ganze nochmal, den 4. und 5. Kontaktpin genauso. So prüft man sämtliche Segmente aller Ziffern und die Dezimalpunkte des Displays (lediglich zwei in Serie geschaltete Segmente der + (Kanal) Anzeige lassen sich so nicht prüfen, sie bleiben dabei immer dunkel). Man achtet dabei nun darauf, ob das reparierte Segment genauso hell leuchtet wie die anderen Segmente. Ist es noch zu hell, muss man eine weitere Schicht mit dem Edding auf die LED aufbringen, bzw. Licht-Lecks am LED-Rand noch abdecken. Ist die neue LED schon zu stark gedämpft, reibt man etwas der Schwärzung mit einem trockenen Wattestäbchen von der Oberfläche der LED wieder ab. (Immer unter der Lupe und konzentriert, dass man nicht an andere LED oder feine Drähtchen kommt).

      Wenn die Intensität bei der Prüfung mit dem Diodentester etwa gleich der Intensität der originalen Segment LED ist, dann ist sie es nach meiner Beobachtung ebenfalls unter den regulären Betriebsbedingungen nach dem Einbau.

      9. Schliesslich verbindet man die rote Abdeckung mit dem darunter befindlichen Vellum und der Maske fest wieder mit der Platine, indem man die feine Lötsspitze in die roten Zapfenenden der Abdeckung, die bündig in der Platine sitzen sollen, eindrückt und damit verbreitert.

      ERGEBNIS:

      Die schon von Vorex genannte Schwärzungsmethode mit Filzstift funktioniert ausserordentlich zufriedenstellend, wenn sie, wie beschrieben, durchgeführt wird. Eine komplette Neubestückung des Displays ist nicht erforderlich. Die so durchgeführte Reparatur ist am Display hinterher nicht erkennbar.


      Gruss,
      Reinhard

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