Der Apple iMac G3 Bondi Blue gehört zu den bekanntesten Computern der späten 1990er und frühen 2000er Jahre. Mit seinem transparenten Gehäuse, dem integrierten Röhrenmonitor und dem PowerPC-G3-Prozessor setzte er sich deutlich von den damals üblichen grauen und beigen PCs ab.
Doch auch diese mittlerweile fast 30 Jahre alten Rechner bleiben nicht von altersbedingten Problemen verschont. In diesem Reparaturbericht geht es um einen iMac G3 aus dem November 1998, der während des Betriebs gelegentlich durch ein deutlich hörbares Tick-Geräusch auffiel. Gleichzeitig wurde das Bild für einen kurzen Moment dunkler. Solche Symptome deuten häufig auf Hochspannungsüberschläge im Bereich der Bildröhre, der Anodenkappe oder des Zeilentrafos hin und sollten nicht ignoriert werden.
Neben der Fehlersuche und Reparatur wurde der Rechner vollständig zerlegt, gereinigt und überprüft. Anschließend erhielt der iMac eine größere 20-GB-Festplatte, ein Firmware-Update sowie eine Neuinstallation von Mac OS 9.1.
Mein Exemplar stammt laut Seriennummer aus der 45. Kalenderwoche des Jahres 1998 und gehört damit zu den frühen Geräten der ersten Generation. Zur ursprünglichen Ausstattung gehörten ein PowerPC G3 mit 233 MHz, 32 MB Arbeitsspeicher, eine 4-GB-Festplatte und 2 MB Grafikspeicher. Im Laufe der Jahre wurde der Rechner bereits auf 96 MB RAM und 6 MB Grafikspeicher erweitert, bevor ich ihn erhielt.
Äußerlich machte der iMac einen guten Eindruck. Allerdings fiel während des Betriebs nach dem Auspacken gelegentlich ein deutlich hörbares Tick-Geräusch auf. Gleichzeitig wurde das Bild für einen kurzen Moment etwas dunkler. Genau solche Symptome sollten bei einem Röhrenmonitor ernst genommen werden, denn sie können auf Probleme im Hochspannungsbereich hinweisen. Deshalb wollte ich diesem Fehlerbild zuerst auf dem Grund gehen.
Fehlersuche am iMac G3: Tickgeräusche und kurzzeitige Bildabdunklung
Das Geräusch erinnerte stark an einen Hochspannungsüberschlag. Solche Fehler treten bei älteren CRT-Monitoren und Fernsehern in einigen Fällen auf. Schon vor mehr als 30 Jahren hatte ich es mit einem Fernseher zu tun, bei dem ein ähnliches Phänomen auftrat und an das mich dieser Defekt erinnerte. Der Grund für solche Spannungsüberschläge ist folgender:
Die Bildröhre eines solchen Monitors benötigt Spannungen von mehreren zehntausend Volt. Bereits geringe Verschmutzungen oder gealterte Isolationsmaterialien können dazu führen, dass die Hochspannung nicht mehr ausschließlich den vorgesehenen Weg nimmt.
Besonders verdächtig war die Kombination aus Tick-Geräusch und kurzzeitig dunkler werdendem Bild. Das deutete darauf hin, dass tatsächlich ein kleiner Teil der Hochspannung verloren ging. Die Elektronik musste diesen Spannungsabfall unmittelbar ausgleichen, was sich in der kurzzeitigen Schwankung bzw. Abnahme der Helligkeit bemerkbar machte.
Bevor jedoch irgendwelche Bauteile ersetzt werden, lohnt sich immer eine gründliche Sichtprüfung. Gerade bei historischen Geräten sind Staub, Schmutz, Nikotinablagerungen oder gealterte Lötstellen häufig die eigentliche Ursache.
iMac G3 zerlegen: Das Bondi-Blue-Gehäuse ohne Beschädigungen öffnen
Wer einen Bondi Blue iMac zum ersten Mal zerlegt, wird schnell feststellen, dass Apple damals einen ganz eigenen Weg gegangen ist. Das Gehäuse besteht aus zahlreichen ineinandergreifenden Kunststoffteilen, die zwar solide konstruiert sind, nach fast drei Jahrzehnten aber dennoch mit Vorsicht behandelt werden sollten.
Die größte Sorge beim Zerlegen bestand zunächst darin, eine oder mehere der Kunststoffnasen abzubrechen. Ersatzteile sind inzwischen selten geworden, und Beschädigungen am Gehäuse lassen sich nur schwer wieder instandsetzen.
Nach dem Entfernen der unteren Abdeckung konnte die komplette Computereinheit ausgebaut werden. Anschließend wurden nach und nach die weiteren Gehäuseteile entfernt. Dabei zeigte sich erneut, wie ungewöhnlich der innere Aufbau des iMac G3 konstruiert wurde. Anders als bei einem klassischen Desktop-PC sitzt die gesamte Technik unter dem Monitor, aber im gleichen Gehäuse in einem abgeschirmten Metallgehäuse.
Nach dem Lösen weiterer Kunststoffteile (und einige Kunststoffnasen weiter) lag schließlich auch der obere Bereich mit der Bildröhre und der Analogplatine frei. Nach dem Entfernen der Abschirmung konnte die eigentliche Fehlersuche beginnen.
Zeilentrafo und Analogplatine überprüfen und nachlöten
Bei Röhrenmonitoren übernimmt die Analogplatine eine wichtige Aufgabe. Sie erzeugt unter anderem die Versorgungsspannungen für die Bildröhre sowie die Hochspannung,die sogenannte Anodenspannung.
Besonders interessant war deshalb der Bereich um den Zeilentrafo.
Der Zeilentrafo, oft auch Flyback-Transformer oder Diodensplittrafo (kurz DST) genannt, gehört zu den markantesten Bauteilen eines CRT-Monitors. Leider gehört er auch zu den Bauteilen, die zur Zeit der Röhrenmonitore und Fernseher häufiger kaputtgingen und nur schwer und/oder teuer zu beschaffen sind. Seine Aufgabe besteht darin, aus vergleichsweise niedrigen Spannungen die für die Bildröhre erforderliche Hochspannung zu erzeugen. Je nach Gerät liegen dort Spannungen von deutlich über 20.000 Volt an.
Bei der Sichtprüfung fielen mir zwar keine offensichtlich beschädigten Bauteile auf, dennoch wurden sämtliche Lötstellen im Bereich des Zeilentrafos sorgfältig kontrolliert. Auch die Elkos wurden genauer unter die Lupe genommen.
Gerade bei Geräten dieses Alters entstehen häufig sogenannte kalte Lötstellen. Durch jahrzehntelange Temperaturwechsel können sich feine Risse rund um die Anschlusspins bilden. Solche Haarrisse sind oft nur unter genauer Betrachtung erkennbar.
Um diese Fehlerquelle auszuschließen, wurden sämtliche Anschlüsse des Zeilentrafos sowie einige weitere auffällige Lötstellen vorsorglich nachgelötet.
Anodenkappe reinigen und Hochspannungsanschluss überprüfen
Der nächste Schritt betraf die Anodenkappe der Bildröhre.
Bevor hier gearbeitet werden konnte, musste die Bildröhre zunächst entladen werden. Selbst nach längerer Trennung vom Stromnetz können in einer Bildröhre noch gefährliche Spannungen gespeichert sein. Ich verband dazu die Klinge eines dünnen Schlitzschraubendrehers mit der Gerätemasse (mit Masse verbundener Kühlkörper auf der Platine) und schob dessen Klinge vorsichtig unter die Anodenkappe, bis diese den darunterliegenden Kontakt berührte.
Nach der Entladung wurde die Anodenkappe vorsichtig entfernt.
Unter der Kappe befindet sich der eigentliche Hochspannungsanschluss der Bildröhre. Dieser Bereich war äußerlich zwar nicht stark verschmutzt, dennoch wurden sowohl die Glasoberfläche als auch die Gummikappe gründlich mit Isopropylalkohol gereinigt.
Wie Staub und Schmutz Hochspannungsüberschläge verursachen können
Vielen ist nicht bewusst, wie problematisch Staub im Hochspannungsbereich werden kann.
Staub allein ist meist noch kein großes Problem. Im Laufe der Jahre vermischt er sich jedoch mit Luftfeuchtigkeit, Nikotin oder anderen Verunreinigungen. Dadurch entstehen leitfähige Ablagerungen.
Unter Hochspannung können sich entlang solcher Verschmutzungen sogenannte Kriechstrecken bilden. Die Hochspannung sucht sich dann einen alternativen Weg über die Oberfläche von Isolatoren.
Anfangs entstehen lediglich winzige Entladungen. Mit jeder Entladung wird die Oberfläche jedoch weiter belastet. Es können sich regelrechte Kohlespuren bilden, die wiederum leitfähig werden und weitere Überschläge begünstigen.
Dieser Prozess verstärkt sich also selbst.
Die Folgen reichen von gelegentlichen Tick-Geräuschen bis hin zu schweren Schäden am Zeilentrafo oder anderen Komponenten der Hochspannungserzeugung.
Genau deshalb lohnt sich eine gründliche Reinigung häufig bereits als vorbeugende Maßnahme.
Warum Staub Hochspannungsüberschläge verursachen kann
Staub allein ist meist unproblematisch. Im Laufe der Jahre vermischt er sich jedoch mit Luftfeuchtigkeit, Nikotin, Küchendämpfen und anderen Verunreinigungen. Dadurch können leitfähige Ablagerungen entstehen.
Im Hochspannungsbereich eines Röhrenmonitors bilden sich entlang solcher Verschmutzungen sogenannte Kriechstrecken. Die Hochspannung sucht sich dann einen alternativen Weg über die Oberfläche von Isolatoren und verursacht kleine Entladungen.
Diese machen sich häufig durch Tick- oder Knistergeräusche sowie kurzzeitige Helligkeitsschwankungen bemerkbar. Mit jeder Entladung wird die Oberfläche weiter belastet, wodurch sich leitfähige Kohlespuren bilden können.
Die Folge ist ein sich selbst verstärkender Prozess, der langfristig den Zeilentrafo und andere Komponenten der Hochspannungserzeugung belasten kann. Eine gründliche Reinigung kann daher nicht nur bestehende Probleme beseitigen, sondern auch zukünftigen Schäden vorbeugen.
Kondensatoren und Elkos auf typische Alterungserscheinungen prüfen
Während das Gerät geöffnet war, wurden selbstverständlich auch sämtliche Elektrolytkondensatoren überprüft.
Erfreulicherweise zeigten sich keine aufgeblähten Gehäuse, auslaufende Elektrolyte oder andere offensichtliche Schäden.
Das bedeutet zwar nicht automatisch, dass alle Kondensatoren noch ihre ursprünglichen Werte besitzen, dennoch gab es keinen unmittelbaren Anlass für einen Komplettaustausch.
Gerade bei einem ansonsten funktionierenden Gerät sollte man nicht vorschnell funktionierende Bauteile ersetzen.
Zusammenbau Funktionstest nach der Reparatur
Nach Abschluss aller Arbeiten begann der umgekehrte Weg.
Die Abschirmung wurde wieder montiert, sämtliche Kabelverbindungen überprüft und schließlich das Gehäuse Stück für Stück wieder zusammengesetzt.
Wie so oft bei solchen Projekten folgt anschließend der spannendste Moment: Funktioniert das Gerät noch?
Der iMac startete problemlos.
Zunächst war vereinzelt noch ein leises Tick-Geräusch zu hören. Allerdings deutlich seltener und wesentlich leiser als zuvor.
Nach mehreren Stunden Testbetrieb trat das ursprüngliche Problem überhaupt nicht mehr auf.
Ob die Ursache nun eine kalte Lötstelle, Verschmutzungen im Bereich der Anodenkappe oder eine Kombination aus beidem war, lässt sich im Nachhinein nicht mit letzter Sicherheit sagen. Die Wahrscheinlichkeit ist jedoch hoch, dass die durchgeführten Maßnahmen den Fehler beseitigt haben.
Festplattentausch: Von 4 GB auf 20 GB Speicherkapazität
Da der Rechner ohnehin geöffnet war, sollte gleichzeitig auch die ursprüngliche 4-GB-Festplatte ersetzt werden.
Vier Gigabyte waren Ende der 1990er Jahre durchaus großzügig bemessen. Heute stößt man damit jedoch schnell an Grenzen.
Der Einbau einer größeren Festplatte gestaltete sich weniger komfortabel als bei einem klassischen PC. Die kompakte Bauweise des iMac verlangt einiges an Geduld, bis das Laufwerk an seinem Platz sitzt und alle Kabel korrekt verlegt sind.
Zum Einsatz kam schließlich eine 20-GB-IDE-Festplatte aus meinem Fundus, die einmal in einem zeitgemäßen Windows-PC verbaut gewesen war.
Damit steht nun ein Vielfaches der ursprünglichen Speicherkapazität zur Verfügung, ohne den historischen Charakter des Systems zu verändern.
Firmware-Update vor der Installation von Mac OS 9.1
Nach dem Austausch der Festplatte folgte die Neuinstallation des Betriebssystems.
Zunächst wurde Mac OS 8.5 installiert. Anschließend sollte direkt auf Mac OS 9.1 aktualisiert werden.
Dabei tauchte jedoch ein Problem auf.
Der Installer verweigerte die Installation und verlangte zunächst ein Firmware-Update.
Das sorgte zunächst für Verwirrung, da der Firmware-Updater seinerseits meldete, die erforderlichen Dateien nicht in den Systemordner kopieren zu können.
Die Ursache war letztlich einfach: Der Rechner war von der Installations-CD gestartet worden. Da CDs schreibgeschützt sind, konnte der Updater seine Dateien nicht auf das aktuelle Startvolume kopieren.
Die Lösung bestand darin, zunächst Mac OS 8.5 auf der Festplatte zu installieren und von dort zu starten. Anschließend ließ sich das Firmware-Update problemlos durchführen.
Erst danach konnte Mac OS 9.1 erfolgreich installiert werden.
Das Ergebnis der Reparatur und Aufrüstung
Nach Abschluss aller Arbeiten präsentiert sich der Bondi Blue iMac wieder in erstaunlich gutem Zustand.
Die Ausstattung umfasst nun:
- PowerPC G3 mit 233 MHz
- 96 MB Arbeitsspeicher
- 6 MB Grafikspeicher
- 20-GB-Festplatte
- Mac OS 9.1
Besonders erfreulich ist, dass das ursprünglich störende Tick-Geräusch nach der Reparatur nicht mehr aufgetreten ist. Nach mehreren Stunden Testbetrieb blieb der Monitor stabil und zeigte keine Auffälligkeiten mehr.
Gerade solche Projekte zeigen, dass viele vermeintlich schwerwiegende Defekte historischer Computer oft mit überschaubarem Aufwand behoben werden können. Nicht immer sind es gleich defekte Bauteile, sondern gealterte Lötstellen, Staubablagerungen oder Kontaktprobleme, die zu Störungen führen.
Der Bondi Blue iMac ist heute nicht nur ein Stück Computergeschichte, sondern auch ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie langlebig Elektronik sein kann. Fast drei Jahrzehnte nach seiner Herstellung verrichtet dieser Rechner wieder zuverlässig seinen Dienst. Und genau das macht den Reiz solcher Restaurierungsprojekte aus.
Elektronik erfolgreich reparieren – Schritt für Schritt erklärt
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Externen VGA-Monitor am iMac G3 anschließen
Eine Bildröhre, die fast 30 Jahre auf dem Buckel hat, kann trotz aller Reparatur irgendwann endgültig den Dienst quittieren. Deshalb interessierte es mich, ob ich den iMac G3 zusätzlich an einem externen VGA-Monitor betreiben könnte. Ich wollte es zunächst ausprobieren, später eventuell als dauerhafte Lösung parallel zum internen Bildschirm.
Der Apple-G3-Monitoranschluss: zwei Reihen statt drei
Der Nachfolger dieses G3 iMac hat bereits einen VGA-Asnchluss verbaut. Allerdings nicht der Bondi Blue von 1998. Hier ist der interne Monitor über ein Kabel mit 15-poligen Stecker mit dem Conpouter im unteren Bereich verbunden. Leider ist es kein herkömmlicher VGA-Anschluss, über den sich der externe Monitor mit einem Standard-VGA-Kabel anschließen ließe. Aber wie ich nach ein paar Recherchen im Intrenet herausfinden konnte, sollten die Ausgangssignale kompatibel sein, sodass der externe Monitor über einen Adapter angeschlossen werden kann.
Hier ist ein erster Probeaufbau für den textlauf zu sehen, bei dem der externe VGA-Monitor an das Mainboard des G3 angeschlossen wurde. Der Rechner fährt so hoch, der intrene Monitor schaltet auf Stand-by. Ein normaler VGA-Stecker (HD-15) hat drei Pinreihen. Der Apple-Anschluss am G3 ist dagegen eine zweireihige 15-polige Sub-D-Buchse (DA-15), wie sie früher auch bei manchen älteren Mac-Modellen und Grafikkarten verwendet wurde. Die beiden Stecksysteme sind mechanisch aber nicht kompatibel. Ohne Adapter geht hier leider nichts. Die Verdrahtung des internen Anschlusses mit dem VGA Kabel mussnach der folgenden Anschlusstabelle vorgenommen werden.
Die Stecker bzw. Buchsen haben normalerweise Beschriftungen, sodass man ohne Probleme erkennen kann, wo Pin 1, 2, 3 oder die weiteren Anschlüsse sind. Die nicht aufgeführten Anschlusspins werden für den Adapter nicht benötigt.
Das erste Adapterkabel: ein geopfertes VGA-Kabel wird zum Provisorium
Für den ersten Test habe ich mir einen zweireihigen 15-poligen Sub-D-Stecker besorgt und ein altes, nicht mehr benötigtes VGA-Kabel geopfert. Der dreireihige Stecker an dessen Monitorseite blieb erhalten, das andere Ende wurde abgeschnitten und die einzelnen Adern freigelegt.
Anschließend habe ich jede Ader entsprechend der Pinbelegung an den zweireihigen Stecker gelötet. Die Zuordnung zwischen VGA-Pin und Apple-Pin sieht so aus:
| VGA-Pin | Signal | Apple-Pin |
| 1 | Rot (R) | 2 |
| 2 | Grün (G) | 5 |
| 3 | Blau (B) | 9 |
| 4 | ID-Bit / V-Sync GND | 4 |
| 6 | Red Ground | 1 |
| 7 | Green Ground | 6 |
| 8 | Blue Ground | 13 |
| 13 | H-Sync | 15 |
| 14 | V-Sync | 12 |
Mit diesem Adapterkabel ließ sich der externe Monitor tatsächlich sofort ansteuern. Kein Bild-Jitter, keine Farbfehler, das Signal aus der Analogplatine des iMac war offenbar sauber genug, um auch ohne die Anpassungen eines fertigen Herstelleradapters zu funktionieren.
Feste Zeilenfrequenz: warum Mac OS 9.1 bei 800×600 keine 75 Hz anbietet
Wer wie ich beim externen Monitor mit den Bildwiederholfrequenzen experimentiert, stößt schnell auf eine Besonderheit des Bondi Blue. Bei 800×600 Pixel zeigt das System eine Bildwiederholfrequenz von etwa 95 Hz an, die in Mac OS 9.1 nicht auf 75 Hz absenkbar ist. Das liegt an der Hardware selbst.
Der iMac G3 arbeitet mit einer praktisch fest eingestellten horizontalen Ablenkfrequenz von rund 60 kHz, an die das interne CRT gekoppelt ist. Daraus ergeben sich exakt die drei von Apple vorgesehenen Modi:
| Auflösung | Bildwiederholfrequenz | Horizontalfrequenz |
| 640 × 480 | ca. 117 Hz | ca. 60 kHz |
| 800 × 600 | ca. 95 Hz | ca. 60 kHz |
| 1024 × 768 | ca. 75 Hz | ca. 60 kHz |
Für 800×600 bei 75 Hz müsste der Rechner ein völlig anderes vertikales Timing erzeugen, mit deutlich mehr Gesamtzeilen pro Bild als in den festgelegten Modi vorgesehen. Das ist im Apple Service Manual so dokumentiert und lässt sich mit den Bordmitteln von Mac OS 9.1 nicht umgehen. Der externe Videoausgang ist bei diesen Modellen letztlich nur ein Abgriff des internen Signals und übernimmt dessen Timing eins zu eins. Der externe Monitor muss also mit den etwas ungewöhnlichen Kombinationen aus niedriger Auflösung und hoher Bildwiederholfrequenz zurechtkommen, statt mit den heute gewohnten Standardmodi.
Das gilt aber nur, wenn gleichzeitig der interne Monitor angeschlossen ist. Ohne diesen kann die Grafikkarte des G3 noch weitere Modi an Auflösungen mit unterschiedlichen Frequenzen liefern als die drei genannten.
Die endgültige Lösung: Stecker und Buchse fest verlötet
Nachdem der externe Monitor zuverlässig lief, wollte ich eine dauerhaftere Lösung, bei der auch der interne Bildschirm weiterhin funktioniert. Dafür habe ich einen zweireihigen 15-poligen Stecker und eine passende Buchse direkt zusammengelötet, Pin für Pin, sodass beide Seiten elektrisch durchgeschleift sind. An diese Verbindung wurde dann das Kabel für den externen Monitor angelötet.
Das Ergebnis: Die Buchse am iMac nimmt weiterhin die interne Bildröhre auf, während gleichzeitig über das durchgeschleifte Stück das Signal für den externen VGA-Monitor abgegriffen wird.
Beide Bildschirme zeigen dasselbe Bild, ganz ohne Umschalter oder zusätzliche Elektronik. Für einen fast 30 Jahre alten Rechner, der mit vergleichsweise einfachen Mitteln um eine zusätzliche Anzeigemöglichkeit erweitert wurde, ist das ein durchaus zufriedenstellendes Ergebnis. Bleibt der interne Monitor angeklemmt, sind weitere Bildauflösungen einstellbar.
Elektronik erfolgreich reparieren – Schritt für Schritt erklärt
Viele Defekte lassen sich mit der richtigen Vorgehensweise selbst finden und beheben. Genau darum geht es in meinem Buch Elektronik-Reparaturen.
Sie erfahren, wie Sie Fehler systematisch eingrenzen, typische Defekte erkennen und Reparaturen sicher durchführen. Das Buch richtet sich an alle Leser, die elektronische Geräte verstehen und nachhaltig instand setzen möchten.
Die verwendeten Methoden wie Sichtprüfung, Fehlersuche, Messen, Nachlöten und systematisches Ausschließen von Fehlerursachen sind typische Vorgehensweisen, die im Buch weiter erläutert werden.
Praxisnah, verständlich und mit zahlreichen Beispielen aus echten Reparaturprojekten.
Über den Autor
Gerd Weichhaus beschäftigt sich seit vielen Jahren praktisch mit Elektronik, Reparaturtechnik und der Fehlersuche an elektronischen Geräten. Er ist außerdem Autor von Fachbüchern zu Netzteilen und elektronischen Grundlagen.
Viele der beschriebenen Ursachen und Lösungen basieren auf praktischen Erfahrungen aus der Reparaturpraxis. Mehr über den Autor
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