Der DIY-iMac im EinsatzDer DIY-iMac im Einsatz
Als Software-Entwickler für MacOS und iOS nutze ich mit dem Mac Studio M4 Max schon einen Computer der keine Wünsche offen lässt. Dennoch ist es gelegentlich praktisch, einen zweiten Computer zu haben. Dieser sollte nicht viel kosten, und da ich gerne "bastle", kam die Idee, mir einen neuen Mac einfach selbst zu bauen - und zwar aus (teil-)defekten ausgedienten Macs, die einfach und preiswert zu bekommen sind.
Es gibt bereits ein bekanntes DIY-Projekt, bei dem ein alter ausgedienter iMac zu einem externen Display umgebaut wird. Dabei werden bis auf das Display-Panel alle Komponenten aus dem iMac aus- und ein neuer Display-Controller eingebaut (diesen gibt es für praktisch alle von Apple verbauten Panels zu kaufen). Der Display-Controller stellt die für ein externes Display nötigen Anschlüsse wie HDMI, Display-Port etc. bereit.
Die Idee ist nun, den iMac nicht nur mit einem neuen Display-Controller zu bestücken, sondern gleich auch noch das Logicboard eines moderneren Macs (mit Apple-Silicon-Prozessor) mit einzubauen. Der alte ausgediente iMac wird so mit modernen Komponenten aufgefrischt und wieder verwendbar.
Die Rückseite mit 4 USB-C-Anschlüssen. Der Touch-ID-Sensor ist über den ehemaligen Ethernet-Anschluss zugänglich
Alte ausgediente oder defekte iMacs 27" mit intaktem Display gibt es für wenige Euro auf dem Gebrauchtmarkt. Beachten sollte man hier die Bauform, denn es gibt beim iMac 27" alte Modelle mit optischem Laufwerk und die neuere Varianten ohne dieses. Von vorne sehen beide Varianten identisch aus, die alten Modelle sind aber deutlich tiefer, was den Einbau der benötigten Komponenten einfacher macht. Daher habe ich eines der älteren iMac 27"-Modelle gewählt. Allerdings gibt es hochauflösende 5K-Displays nur mit den dünnen Gehäuseformen, darauf habe ich erst mal verzichtet.
Zum Einbau in das iMac-Gehäuse kann nahezu jeder mobile Mac sowie Mac mini mit Apple Silicon dienen. Deren Logicboard sind inzwischen so klein, dass diese problemlos Platz finden. Allerdings gehen "Desktop"-Macs wie der Mac mini mangels mechanischer Belastung praktisch nie kaputt, weswegen diese dann leider auch nicht wegen Defekten billig angeboten werden. Anders sieht es bei mobilen Macs wie z.B. einem MacBook Air aus. Hier passiert es dann doch häufiger, dass nach jahrelangem Auf-/Zuklappen, das Verbindungskabel zwischen Display und Tastatur-Einheit durch die mechanische Belastung irgendwann bricht und das Display ganz oder teilweise ausfällt. Daher werden vor allem ältere MacBook Airs mit M1 recht oft mit defektem Display auf dem Gebrauchtmarkt angeboten. Da man diese Macs immer noch an einem externem Display betreiben kann, sind viele der Angebote häufig noch übertrieben teuer, dennoch gibt es durchaus auch Angebote mit angemessenem Preis. Ein solches habe ich mir zugelegt.
Der neue Ein-/Ausschalter
Um den passenden Display-Controller zu kaufen, muss man zuerst den iMac zerlegen und die Typenbezeichnung des Display-Panels ablesen. Kaufen kann man den Controller z.B. bei Amazon, Ebay oder AliExpress, wobei aber praktisch immer der Händler in China sitzt.
Da das MacBook Air nur zwei USB-Anschlüsse hat, einer davon für die Stromversorgung herhalten muss, der andere an den Display-Controller angeschlossen wird, würden für den fertigen Rechner keine weiteren Anschlussmöglichkeiten für Peripherie übrig bleiben. Daher wurde auch noch ein USB-Hub mit eingeplant. Über den kann das MacBook mit Strom versorgt werden und es bleiben Anschlussmöglichkeiten für weitere Peripherie. Die Wahl fiel auf einen 4-fach USB-C-Hub mit USB-Stromversorgung. Dazu kommen noch einige USB-C-Verlängerungskabel um die 4 USB-Anschlüsse des Hubs zu den Gehäuseausparungen der ehemaligen USB-A-Anschlüssen des alten iMacs zu verlegen. Damit wird der neue DIY-iMac mit 4 USB-C-Anschlüssen für Peripherie ausgestattet sein, die genau dort zugänglich sind, wo der alte iMac seine USB-A-Anschlüsse hatte.
Als Stromversorgung benötigt der neue Display-Controller ein Netzteil mit 12V und 4-6W. Das Logicboard des MacBooks wird über USB mit Strom versorgt und benötigt ein entsprechendes USB-Netzteil. Das MacBook Air benötigt laut Angaben von Apple im Betrieb maximal ca 40W (inclusive Display und Akku laden, welches beides im iMac wegfällt). D.h. das USB-Netzteil sollte entsprechend dimensioniert sein.
Der Einschalter des alten iMacs ist ohne weiteres nicht weiterzuverwenden, da dieser keine 220V schalten kann. Es wurde somit noch ein neuer Ein-/Ausschalter gekauft.
| Produkt | Zustand | Quelle | Preis |
|---|---|---|---|
| iMac 27" | bootet nicht mehr, Display OK | Kleinanzeigen | 35€ |
| MacBook Air M1 | defektes Display | Kleinanzeigen | 150€ |
| Display-Controller | AliExpress | 13€ | |
| Netzteil 12V/6W | Amazon | 8€ | |
| USB-Netzteil 40W | Amazon | 10€ | |
| 4-fach USB-C-Hub mit PD | Amazon | 15€ | |
| 4 USB-C-Verlängungskabel | Amazon | 20€ | |
| HDMI-auf-USB-Kabel | Amazon | 8€ | |
| Ein-/Ausschalter | Amazon | 2€ | |
| Gesamtkosten | 261€ | ||
Die Gesamtkosten vermindern sich noch etwas, da nicht mehr benötigte aber noch intakte Komponenten (Akku, Tastatur, Trackpad, RAM) noch verkauft werden können.
Weiterhin nützlich sind zwei kleine Saugnäpfe, um die Displayscheibe des iMac zu entfernen.
Wer einen 3D-Drucker besitzt, kann sich passgenaue Einbauhilfen drucken, mit denen die Komponenten im iMac-Gehäuse befestigt werden können. Ansonsten funktionieren auch eine Heißklebepistole und kleine Holz- oder Plastikstifte als Abstandshalter sowie Isolierband.
Die Glasscheibe mit Hilfe von Saugnäpfen abheben
Das Zerlegen und Entkernen des iMacs ist recht einfach. Hier kann man fast nichts falsch machen. Vorsichtig sein muss man im Prinzip nur beim Ausbau des Displays, denn das wird ja noch benötigt.
Die Glasscheibe wird unten über Laschen und oben durch Magnete gehalten. Man muss die Scheibe daher zuerst oben mit Saugnäpfen anheben um sie von den Magneten zu lösen, dann kann man diese einfach rausheben. Dazu legt man den iMac am besten auf den Rücken, mit der Glasscheibe nach oben. Die beiden Saugnäpfe platziert man links und rechts am oberen Rand des iMacs. Normalerweise sollte sich die Glasscheibe recht einfach lösen, in dem man beide Saugnäpfe gleichzeitig gleichmäßig anhebt. Das Gewicht des iMacs sollte diesen unten halten während sich die Glasscheibe von den Magneten löst.
Das Typenschild mit der Modellnummer "LM270WQ1-SDA2" auf die der Display-Controller passen muss
Das Display ist mit 8 T8-Schrauben (je 4 links und rechts) festgeschraubt. Nachdem alle Schrauben gelöst sind, kann man es anheben. Aber nicht zu weit, denn es ist noch mit einigen Kabeln mit den Platinen verbinden, diese muss man erst noch lösen indem man die entsprechenden Stecker zieht. Je nach iMac-Modell sieht das etwas anders aus. Es gibt bei ifixit für die meisten Mac-Modelle Anleitungen zum Auseinanderbauen und zum Tauschen von Komponenten. Wer weitere Hilfe beim Zerlegen des iMacs benötigt, sollte sich dort umsehen.
Die "Innereien" des iMacs können auf dem Recyclinghof entsorgt werden
Nachdem das Panel ausgebaut ist, kann man auf dessen Rückseite die Modellnummer ablesen, nach der man dann z.B. bei AliExpress, Ebay & Co nach einem passenden Display-Controller suchen kann. Man muss unbedingt den zum Panel passenden Controller bestellen.
Danach löst man alle Schrauben aller im Gehäuse befindlichen Komponenten und Platinen und entfernt alles. Nicht antasten sollte man die Neige-Mechanik mit der der iMac am Ständer befestigt ist, sowie den Netzanschluss.
Vorsicht ist beim Netzteil angesagt, denn hier könnten sich noch längere Zeit nach dem Trennen der Stormversorgung hohe Spannungen halten.
Grundsätzlich könnte man sich vorstellen, auf die Mikrofone, Lautsprecher sowie das Board mit der Kopfhörerbuchse zu verzichten, denn man könnte Laufsprecher und Mikrofone, falls benötigt, auch über USB anschliessen. Allerdings sind beim MacBook Air M1 in den Kabeln zu den Mikrofonen (die kleben auf dem rechten Lautsprecher) sowie im linken Lautsprecher die Sensoren eingebaut, die erkennen, ob das Display auf- oder zugeklappt ist. Und diese Sensoren sind sehr wichtig sobald das interne MacBook-Display nicht mehr vorhanden ist.
Ausgesägte Magnete
Ohne diese Sensoren geht das MacBook davon aus, dass das Display aufgeklappt ist und wird grundsätzlich das (nicht mehr vorhandene) interne Display als Hauptbildschirm nutzen.
Das MacBook muss aber annehmen, dass das Display zugeklappt ist, denn nur so nutzt es statt dem internen Display ein angeschlossenes externes Display (also in unserem Falls das des iMac). Diese Sensoren funktionieren über Magnetfelder.
Im Display sind etwa mittig am linken und rechten Rand Magnete verbaut, die wenn sie den Sensoren nahe kommen, ein geschlossenes Display signalisieren. D.h. in unserem DIY-iMac müssen ebenfalls Magnete in der Nähe beider Sensoren platziert werden, damit das MacBook Air auch tatsächlich das iMac-Display als Hauptdisplay nutzt. Hat man keine Magnete zur Hand, kann man die aus dem Display des MacBooks nutzen. Die genaue Position der Magnete findet man leicht, indem man einen Metall-Schraubenzieher am Displayrand entlangfährt, bis man die Anziehungskraft des Magneten spürt. Leider sind die Magnete fest im Displaygehäuse integriert und lassen sich nicht lösen, daher habe ich sie einfach aus dem Displaydeckel ausgesägt (großzügig Rand lassen) und dann auf die Sensoren geklebt.
Fazit: Es müssen nahezu alle Komponenten des MacBooks in den iMac wandern. D.h. außer dem Logicboard sind das auch WLAN/Bluetooth-Antenne, Lautsprecher, Kopfhörerplatine sowie die Mikrofone. Die einzigen Komponenten die nicht mehr benötigt werden, wären der Akku, das interne Display sowie Tastatur und Trackpad.
Der Touch-ID-Sensor lässt sich ebenfalls übernehmen. Dessen Anschlußkabel ist über die Kopfhörer-Platine festgeschraubt. Ist dieses gelöst, kann man den Sensor auf der Tastaturseite einfach abheben.
Zuerst sollte man den Display-Controller mit Netzteil und Panel provisorisch verbinden und prüfen, ob das iMac-Display als externer Monitor korrekt funktioniert. Das Verbinden dieser Komponenten sollte nicht allzu schwierig sein. Im Prinzip sollte der Display-Controller mit zwei Kabeln mit dem Panel verbunden werden (einmal Display-Daten und einmal Hintergrundbeleuchtung) sowie mit einem Netzteil. Der Display-Controller bietet weiterhin diverse Anschlüsse zur Verbindung mit einem Computer (HDMI, Display-Port etc). Zum Testen sollte man einen Computer anschliessen sowie Strom. Funktioniert alles kann man sich passende Plätze im iMac-Gehäuse suchen, um den Display-Controller sowie Netzteil unterzubringen. Man muss natürlich darauf achten, dass der Controller dort platziert wird, wo die Kabel auch problemlos zum Panel geführt werden können. Die linke Hälfte des Gehäuses sollte optimal sein, die rechte Seite eignet sich besser für die Komponenten des MacBooks.
Nach rechts ragt der (rechte) Lautsprecher des MacBooks, darauf klebt das Kabel mit den Mikrofonen (zwei schimmern gold) und eines der Display-Sensoren, darauf aufgeklebt befindet sich einer der aus dem Displaydeckel gesägt Magnet
Danach sollte man alle Komponenten des MacBook Airs wieder miteinander verbinden (Logicboard, Lautsprecher, Antenne, Kopfhörer-Platine, USB-Platine, Mikrofon). Danach sollte man einen der USB-Anschüsse mit einem USB-Netzteil verbinden, der andere mit einem externen Display. Wird das Netzteil an den Strom angeschlossen, sollte der Mac starten (Startsound) und auf dem Display den Login-Bildschirm zeigen. Passiert letzteres nicht, erkennen die Sensoren (die, die ein geschlossenes Display signalisieren sollen) ggfs. noch kein Magnetfeld. Man sollte dann Magnete an beide Sensoren halten so dass der Login-Bildschirm sichtbar wird (es müssen immer beide Sensoren ein Magnetfeld erkennen). Hat man das geschafft, sollte man beide Magnete am besten fest an passender Stelle auf die Sensoren kleben, damit dauerhaft auch ein geschlossenes Display erkannt wird.
Funktioniert das MacBook Air korrekt, kann der Einbau aller Komponenten in das iMac Gehäuse beginnen.
Plazierung aller Komponenten
Die Platzierung der Komponenten kann kompliziert werden, speziell wenn man den Touch-ID-Sensor ebenfalls nutzbar nach außen führen will. Das Problem sind dabei die extrem empfindlichen und filigranen Kabelverbindungen zwischen den MacBook-Komponenten. Diese sind so klein und dünn, dass man diese mit den für normale Hobby-Bastler verfügbaren Werkzeugen nicht verlängern kann. D.h. das komplette Gebilde muss letztendlich in der Original-Konfiguration, so wie es auch im MacBook selbst ausgerichtet war, im iMac untergebracht werden.
Es hat sich auch gezeigt, dass es (für mich) einfacher war, alle Verbindungen zwischen den Komponenten schon vorher auf dem Tisch herzustellen und zu verschrauben, und dies nicht später im iMac-Gehäuse selbst zu verbinden, denn dort kommt man z.T. nur noch schwer an die winzigen Steckverbindungen, die dann auch noch mit mikroskopisch kleinen Schräubchen verschraubt werden müssen. Andererseits ist das vorher verschraubte Gebilde auch nicht gerade handlich.
Bevor aber die MacBook-Komponenten endgültig eingebaut werden, müssen erst die USB-C-Verlängerungskabel an die Öffnungen zu den ehemaligen USB-A-Anschlüssen verlegt werden, damit der DIY-iMac später auch außen ausreichend USB-Anschlüsse für Peripherie hat. Hierbei ist das "dicke" Gehäuse der alten iMacs optimal, da USB-Verlängerungskabel i.d.R. recht lange Griffstücke haben, die gerade so noch im unteren Teil des iMac-Gehäuses Platz finden, nachdem deren Buchse durch die Gehäuseöffnungen geschoben wurde. Ich musste die Buchsen der Verlängerungskabel noch leicht abfeilen, da diese minimal zu dick für die Öffnungen waren. Mithilfe von Holzleisten und einiges an Heißkleber wurden die USB-Verlängerungskabel fest in die vorhanden Öffnungen im Gehäuse geklebt.
Danach konnte dann das Logicboard mitsamt den anderen MacBook Air-Komponenten im Gehäuse plaziert und befestigt werden.
Da ich den Touch-ID-Sensor nutzen wollte, musste der irgendwie in eine der Öffnungen der ehemaligen Anschlüsse des iMacs zu liegen kommen. Mit viel Mühe konnte der Touch-Sensor in die Öffnung des ehemaligen Ethernet-Anschusses platziert werden (und mit Heißkleber fixiert), damit musste das Logicboard dann hochkant eingebaut werden, die beiden Lautsprecher dann nach rechts ausgerichtet. Speziell unten an den Anschlüssen wurde es extrem eng (dort tummeln sich die USB-Verlängerungskabel und machen dem (linken) Lautsprecher des MacBooks den Platz streitig). Hier ist also viel Feingefühl nötig, und Heißkleber, der alle Komponenten an Ort und Stelle hält.
Nachdem das MacBook eingebaut wurde, ist der USB-Hub darn (links neben dem Logicboard des MacBooks) und mit USB-Verlängerungen und einem der MacBook-USB-Anschlüsse verbunden.
Es folgt der Einbau des USB-Netzteils, welches den USB-Hub mit Strom versorgt, welcher wiederum das MacBook versorgt.
Jetzt muss nur noch der Display-Controller mit einem HDMI-nach-USB-Kabel an den verbliebenden USB-Anschluss des MacBooks gesteckt werden, damit sind alle Komponenten miteinander verbunden.
Ich nutze den normalen bereits vorhandenen Netzanschluss des iMacs, um das Gerät mit Strom zu versorgen. Im Gehäuse kann das vorhandene Stromkabel über den neuen Schalter unterbrochen werden (um den Rechner ein- oder auszuschalten) und dann an die beiden Netzteile (für Display-Controller und MacBook/USB-Hub) weiterleiten. In meinem Fall war der neue Ein-/Ausschalter geringfügig zu dick für die vorhandene Aussparung des alten Schalters, daher musste mit einer Feile die Öffnung noch etwas erweitert werden. Beim Netzanschluss und der zugehörigen Verkabelung muss man sorgfältig vorgehen, das Gehäuse ist standardmäßig schon passend geerdet und dies sollte man auch nicht ändern.
Zum Schluss muss noch das iMac-Display-Panel mit den Display-Controller verbunden werden, das Panel wieder festschrauben, die Scheibe aufsetzen und fertig ist der neue iMac.
Der DIY-iMac im Einsatz
Das Ergebnis des DIY-Projekts ist ein neuer iMac Air M1 27". Er hat folgende Spezifikationen:
Der iMac kann nach dem Herunterfahren nicht einfach wieder eingeschaltet werden (wie man das beim original-MacBook durch Aufklappen des Displays machen würde). Nach dem Herunterfahren muss man daher den iMac über den Ein/Ausschalter tatsächlich erst komplett ausschalten (also stromlos machen). Danach startet er beim Einschalten der Stromversorgung aber ganz normal.
Die Audioqualität ist nicht optimal da die Lautsprecher des MacBooks nicht an der besten Position liegen. Allerdings ist das Ergebnis dennoch brauchbar.
Touch-ID ist vollständig funktionsfähig, allerdings nicht mehr bequem über die Tastatur erreichbar, sondern hinten am ehemaligen Ethernet-Anschluss zu finden. Mit etwas Übung findet man den Sensor aber auch blind, wenn man den braucht.
Wegen des nicht vorhandenen Akkus vergisst der Mac im ausgeschaltetem Zustand das aktuelle Datum die Uhrzeit. Bei Desktop-Macs gibt es kleine Batterien damit die Uhr immer weiter läuft, bei mobilen Macs wird der normale Akku genutzt. Allerdings ist dies kein echtes Problem, denn nach dem Booten verbindet sich der Mac sowieso mit dem Internet und holt sich sofort wieder die aktuelle Uhrzeit. Im reinen Offline-Betrieb müsste man dagegen die Uhrzeit manuell stelen.
Da der alte iMac im Gehäuse noch Öffnungen für ein CD/DVD-Laufwerk und ein SD-Kartenleser besitzt, könnte man beispielsweise entsprechende Geräte (als USB-Ausführung) ebenfalls einbauen und über den internen USB-Hub anschliessen. Auch könnte man den Kopfhörer-Anschluss des MacBooks bis zur entsprechenden Gehäuseöffnung des iMacs verlängern und so externe Lautsprecher oder Kopfhörer anschliessen.
Auch wäre im Gehäuse noch Platz für eine SSD, um den Speicher des MacBooks zu erweitern.
Es gibt also noch Optionen zur Erweiterung.