Dell MFP 1600n

Got this one from the owner with the hint „device is working, only toner is missing and there is no windows driver anymore“. It stood in a cellar for some years.

The 1600n is an ADF (multipage) scanner, a copier, a printer and a FAX device. It understands Postscript and PCL. It has a 100MBit/s LAN connector. Internally it has a166MHz (ARM-based) CPU and 32MB built in RAM. Firmware can be uploaded via USB and LAN. So it is an interesting device built 2005.

This printer is sold by Dell but designed and produced by Samsung. Samsung sells this printer with another name SCX-4920N.

Just from looking at it, the device looks good. So I take it with me and powered it on. No reaction.

My first idea was that this is due to a power supply fault, mostly caused by faulty power caps.  After I’ve got the service manual from Internet I was able to remove the power supply board from the bottom of the printer. The service manual says that the board must be reached from the top by removing nearly everything, but it is possible without any problem to remove the board from the bottom. Just about ten screws and some connectors.

All the device parts smelt of magic smoke.

The first problem was instantly visible. A big cap (1500uF 10V) was faulty. I replaced the cap. Examining the board shows seven 3K3 resistors in parallel which went very hot in the past, but measured ok.

One additional resistor at another place on the board (see images) also went hot but was also still ok. I supposed that this was just a follow up problem of the faulty cap and powered the device on.


The faulty cap (brown and ugly) and the resistors

 


R124 went also hot in the past, but looks still ok.

 


That was the remaining capacity from the 1500uF cap

And: tada, it booted up, made some good motor sounds and displayed that there was no toner and no paper. Good so far.


After first boot: Firmware versions

Next I hooked the device to my LAN. No connectivity. When I opened the device, I saw that the network card came out of its internal connector, maybe by brute force from the outside. I plugged it back into the connector and: LAN was working.

Checking the internal web server of the printer I saw that it had printed only ~29000 pages which is not much for a laser printer.


Controller board with network board on top (left)

 

So I decided to check the device further and ordered a toner cartridge. I found out that the printer part of the device is well working and fast. The scanner and copier were untested but I noticed before that the lamp never shined. Hm.

And when moving the Dell around, I heard some part tumbling inside. I found that it was a small but heavy inductance jumping around in the scanner case ;-(

So I removed the scanner part and opened it.


Cable flow for the ADF

 


Cable flow for display/control pad

I found that the CCFL inverter was mostly destroyed by heat coming from too much current. The PCB went very hot, the solder melt and the heavy inductivity fell out. The heat even more increased and the PCB became ash in parts.


Destroyed CCFL inverter. The transformer is still ok, but the other parts look bad. This cannot be repaired but must be replaced. It is an inverter for two lamps.

 

 


Solder side of CCFL inverter

Transistors are 2 x 2SD1857

 


Here the inductivity can be seen

And I found even more a problem. A small inductivity on the CCD PCB also went hot in the past. It measured ok and was not replaced.


The small inductivity with heavy signs of too much current…

The complete CCD/inverter/scanner unit. It seems to have part number 1000128-0005 and is maybe also used in Xerox C20/M20 laser MFPs and others (have not tested this)

The CCFL inverter is totally destroyed. Original is a COTEK 68200066-C000C4. Could not find that anywhere.So I decided to replace it with another CCFL inverter. I ordered several inverters (Pollin has them cheaply). Of course these replacements will not fit as they arrive in the scanner unit. But my idea was to find an inverter that works electronically well with the Dell 1600n and then etching a new PCB that fits exactly, reusing the parts from the new inverter.

Power supply to the CCFL inverter is 27.5V DC (usually inverters are made for 12V or 24V, so this is maybe wrong?). I checked the transformer which is ok and seems to work best at 114Khz.

Inverters arrived some days later. I used another COTEK inverter with 24V AC input. Reworking the PCB was not required. I had to clean all mirrors inside the CCD unit because they were blinded by the magic smoke that came from the PCB and its parts when it burned. After that I could make copies and scans. But there were new issues:

  • The burning PCB had melted the plastics of the CCD unit. During  a scan, the deformed unit collided with the cover and so the scan was not complete.
  • The copy function produced grey to black vertical lines for unknown reason. The mechanical problem that arises during scanning was not a problem here, because the CCD unit does move only a small part during copying without colliding with the cover.

Hm, the scanner/CCD unit is giving multiple problems…

This scanner/CCD part is named „ELA HOU-CCD MODULE“ numbered JC96-02759A. This unit is also used in the Samsung product SCX-4920 and other printers. So it is not hard to replace it as a complete part.

… to be continued

Reparatur eines Samsung Syncmaster 204B – Bild flimmert

Kurz nach Ablauf  der Garantie zeigte mein Samsung Syncmaster 204B folgendes Fehlerbild: Der Bildschirm flimmert nach jeden Neueinschalten. Das Flimmern beginnt mit einer niedrigeren Frequenz und der Bildschirm ist während des Flimmerns öfter in Dunkelphasen als in Hellphasen. Die Flimmerfrequenz erhöht sich dann innerhalb ca. einer Minute, der Anteil der Hellphasen erhöht sich auch und schließlich geht der Monitor in eine normale Darstellung ohne Flimmern über. Mehrfaches Einschalten ist oft erforderlich, um den Bildschirm so zur Anzeige zu bringen. Manchmal bleibt er ganz dunkel, durch Neueinschalten ist er aber immer zum Funktionieren zu bewegen.

Suche im Internet zeigt: Dies ist ein bekanntes Problem der Samsung Syncmaster-Geräte. Im Syncmaster wurden Elektrolyt-Kondensatoren verbaut, die entweder mindere Qualität haben oder nicht innerhalb ihrer Spezifikation betrieben werden.

Es handelt sich um zwei Kondensatoren 820 Mikrofarad, 25Volt, bis 105 Grad Celsius einsetzbar. beide Kondensatoren sind in der Schaltung parallelgeschaltet.

Ich habe diese Kondensatoren durch zwei Kondensatoren mit 35V Spannungsfestigkeit ersetzt. Mangels genauen Ersatzwerten habe ich 1000+470 Mikrofarad genommen, Betriebstemperatur ebenfalls 105 Grad Celsius. Dies ist von der Kapazität etwas niedrig, hat aber im Dauertest (Reparatur ist ca. 3 Jahre her) auch funktioniert. Ich würde aber immer zum Ersatz mit gleichen Kapazitätswerten wie beim Original raten.

Beim Einlöten der Elektrolyt-Kondensatoren unbedingt auf deren Polarität achten. Der Minus-Pol des Kondensators ist meist durch einen dicken Strich auf der Kunststoffhülle gekennzeichnet. Im Zweifelsfalle immer ein Foto/Video (Handy!) von den Originalkondensatoren VOR dem Auslöten machen, so dass Sie die neuen Kondensatoren später polungskorrekt einsetzen!

Das Zerlegen des Geräts und das Ersetzen der beiden Elkos ist im folgenden beschrieben.

Hinweis 10/2012: Ich habe mittlerweile viele positive Zuschriften von Lesern erhalten, die auf die unten beschriebene Weise Ihren Samsung Monitor reparieren konnten. Aus den Zuschriften kann ich manchmal entnehmen, dass offensichtlich auch nicht sachkundige Personen diese Reparatur erfolgreich durchgeführt haben. Dass Laien Ihren Bildschirm zerlegen, irgendwo Kondensatoren bestellen und diese einlöten, das hätte ich beim Schreiben des Textes ehrlich gesagt nicht gedacht. Ganz klar gesagt: Ich rate diesem Personenkreis von einer Reparatur ab. Falls Sie zu diesem Personenkreis gehören, suchen Sie sich in Ihrem Bekanntenkreis jemanden, der fachlich geeignet ist.

Vor dem Öffnen: Um eventuelle Restladungen im Gerät abbauen zu lassen, das Gerät am besten ohne Netzkabel in der Steckdose einige Stunden stehen lassen.

Zerlegung

Das Plastikgehäuse besteht aus zwei Schalen (Vorderschale und Hinterseite), die in „marktüblicher“ Weise durch von aussen nicht zugängliche Plastikhaken ineinander verhakt sind. Um das Gehäuse zu öffnen, müssen diese Haken auseinandergedrückt werden, ohne dabei die Haken oder das Gehäuse selbst zu zerstören.

Das Gerät wird zunächst mit dem Display nach unten auf eine weiche Unterlage gelegt. Damit wird verhindert, dass beim Zerlegen Kratzer etc. entstehen.

Ich habe das Gerät mittels mehrerer Schraubenzieher auseinandergedrückt. Professioneller und ganz ohne Kratzer/Spuren geht es mit einem speziellen Werkzeug „Spudger“ genannt, unten ein Bild von einem solchen Teil. Es ist z.B. via ebay aus Fernost erhältlich und dient auch der Öffnung von Tablet-PCs und Handys.


Ein billiger „Spudger“ aus China, ca 12 cm lang. Kostenpunkt ca. 5 Euro.


Der unzerlegte Syncmaster

Danach wird der Fuß entfernt. Dazu sind zwei Schrauben zu lösen.


Hier wurde der Fuß gelöst.

Nun wird das Vorderteil (Silbern) vom Hinterteil (Schwarz) gelöst.


Beginnend an den Einstellknöpfen wird das Vorderteil vom Hinterteil gelöst. Dazu sind Plastikteile („Haken“), die die Vorder- und Rückseite miteinander verhaken, durch Drücken nach hinten nacheinander zu lösen. Diese hakenartige Plastikteile haben etwa 15cm Abstand voneinander und gehen komplett um das Gerät herum.Ich habe die beiden Teile trotz großer Sorgfalt nicht ohne Spuren voneinander lösen können. Die Spuren treten aber nur an der Unterseite auf und sind später so nicht mehr sichtbar. (Noch besser: Spudger verwenden!)

 


Das Vorderteil ist auf diesem Bild komplett gelöst.

Das Vorderteil kann allerdings am Gerät verbleiben. Wenn das Vorderteil lose ist, kann aber auch die hintere Abdeckung entfernt werden.

 


Entfernen der hinteren Abdeckung

 


Lösen einer Verbindung, um die Metallabdeckung weiter zu entfernen.

 


Entfernen von Schrauben, die die hintere Metallabdeckung halten.

 


Auch an der Oberseite sind Schrauben zu lösen.

Die lose Metallabdeckung kann nun entfernt werden. Man sieht nun zwei Platinen, links die Hochspannungsplatine für die Backlight-Beleuchtung und rechts die Controller-Platine für das Display. Die linke Platine ist die, die uns interessiert.


Blick auf die Platinen unter der Metallabdeckung.

Kondensator-Wechsel


Die Hochspannungs-Platine. Hier sind die schadhaften Elkos zu finden.

 


Die Controller-Platine. Hier ist normalerweise nichts zu tun.

Auch ein ungeübtes Auge wird vermutlich die defekten Elkos erkennen. Je nach Zustand sind diese aufgequollen, zeigen ausgetretenes Elektrolyt oder sind gar geborsten.

Die beiden problematischen Elkos C110 und C111. Beide sind aufgequollen,
bei beiden ist auch schon Elektrolyt ausgetreten (braune Verfärbungen). Elkos die so aussehen, sind generell „hinüber“ und müssen sicherheitshalber immer ersetzt werden, selbst wenn sie beim Nachmessen noch Ihre Sollwerte (an Kapazität) aufweisen würden.
Der ebenfalls sichtbare Elko C112 ganz rechts ist übrigens ein Beispiel, wie ein Elko aussehen sollte, wenn er funktioniert. Nicht aufgequollen, nicht verformt, kein ausgetretenes Elektrolyt, halt „fabrikneu“ (die leichte dunkle Verfärbung auf dem Aluminium dieses Kondensators kommt von einem Farbstift und ist kein Elektrolyt)

Um die Elkos zu ersetzen, muss die Platine vom Gerät entfernt werden. Dazu sind drei Kabelbäume zu lösen (abzuziehen) und einige Schrauben zu entfernen.

Hinweis: Falls Sie auf Ihrem Board noch weitere defekte Elkos sehen, sind diese übrigens auch auszuwechseln. Ansonsten haben Sie eventuell kurz nach der Reparatur wieder ein ähnliches Problem, wenn dann der andere, bereits sichtbar in Mitleidenschaft gezogene Kondensator auch elektrisch ganz kaputt geht!


Lösen der beiden Backlight-Anschlüsse

 


Lösen der Verbindung zum Controller-Board

 


Entfernen von Schrauben …

 


… und weiteren Schrauben.

Im folgenden Bild ist die Platine gelöst.

Auf der Lötseite der Platine befindet sich eine Lage aus isolierendem Plastik. Diese muss teilweise gelöst werden.


Lösen eines Befestigungspunktes der Abdeckung zur Platine

 


Hier sind die Lötpunkte für C110 und C111 sichtbar. Die Abdeckfolie ist mit einem Stück Styropor weggebogen.

Im folgenden Bild sind die beiden ausgetauschten, neuen Elkos zu sehen. Ich hatte keine 2×820µF. Da beide parallel geschaltet sind (also eine Gesamtkapazität von 1640µF bilden) habe ich ersatzweise einen 1000µF und einen 470µF Kondensator verwendet. Wichtig ist neben der Kapazität gleiche oder bessere Temperaturbelastbarkeit (Soll: 105 Grad Celsius) und gleiche oder bessere Spannungsbelastbarkeit (Soll: 25V). Ich habe gleiche Temperaturfestigkeit und etwas höhere Spannungsfestigkeit (35V) genommen.


Die neuen Kondensatoren sind eingelötet.

 


Das Board wurde wieder eingesetzt.

 


Beim Zusammenbau keinen Anschluss vergessen …

Zum Abschluss ein Blick auf die ausgelöteten Elkos.


Blick von vorn. Die Ausbeulung ist deutlich zu sehen.

 


Blick von der Seite. Auch auf der Unterseite sind die Elkos deutlich aufgequollen.

Nach dem Zusammenbau funktioniert mein Samsung Syncmaster 204B wieder wunderbar.
Nachtrag nach ca. 1 Jahr Betrieb (2010): Der Bildschirm funktioniert immer noch wunderbar 🙂
Nachtrag nach ca. 3 Jahren Betrieb (2012): dito!

Nachtrag nach 8 Jahren: (2017): dito!

Theorie in Kürze

Die defekten Kondensatoren verlieren zum Teil ihre Kapazität, zum Teil erhöhen sie (durch Verlust des Elektrolyts) ihren ESR-Widerstand. Beides ist fatal und führt zu Fehlfunktionen im Schaltnetzteil. Die Veränderung der technischen Nennwerte ist eine Folge von „vorzeitiger Alterung“. Die Elkos werden in Schaltnetzteilen bis an Ihre Grenzen belastet und altern so -bei minderer Qualität- sehr schnell. Sie werden beispielsweise im Betrieb warm oder gar heiss, so dass das flüssige Elektrolyt eines Elkos (Elko=Elektrolyt-Kondensator) „kocht“ und in Teilen gasförmig wird. Ein Elko ist ein geschlossener Behälter und besitzt eine Aluminiumummantelung, die durch den zunehmenden Gasdruck undicht wird und schlimmstenfalls platzen würde. Um einer Explosion des Kondensators vorzubeugen, besitzt dieser bereits eingepresste Nähte, die sich unter Überdruck öffnen – hier quillt dann normalerweise das Elektrolyt heraus. Nur in Extremfällen wie riesige Überspannungen und/oder sehr starke Überhitzung ist die innere Ausdehnung so schnell, dass die Sollbruchstellen sich nicht mehr rechtzeitig öffnen können um den Innendruck kontrolliert zu reduzieren. Dann explodiert der Aluminiumbecher als ganzes.
Eine Gerätereparatur ist dann auch mit einer aufwendigen Säuberung verbunden…
Übrigens: Eine Explosion kann nur auftreten, wenn der Elko unter Spannung steht. Beim Auswechseln nach ein paar Stunden Auszeit besteht keine Gefahr.

Es gibt Geräte (ESR-Meßgeräte) mit denen man den ESR-Widerstand eines Elkos im eingelöteten Gerät direkt messen kann, dies ist natürlich viel aussagekräftiger als eine reine Sichtprüfung. Hier ein Video, in dem ein Monitor mithilfe eines solchen ESR-Meßgeräts repariert wird: http://www.eevblog.com/2012/10/06/eevblog-365-esr-meter- -cap-monitor-repair/

Ein sehr gutes und günstiges ESR-Meßgerät (Design von Bob Parker) gibt es hier (Kauf für einmalige Reparatur wie hier beschrieben nicht sinnvoll): http://clientes.netvisao.pt/greenpal/evb1.htm

Beispielhaft kann das Verhalten  (Explodieren) von Elkos bei extremer Überspannung hier betrachtet werden:
http://www.eevblog.com/2009/11/04/eevblog-42-exploding-capacitors-in-high-speed/