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Hey Freaks

hier ist mein aktuelles Projekt, die Komplettrestaurierung einer alten schweizer ACR Laseranlage Anno 1987.
Damals war ACR einer der bedeutendsten Laserbankhersteller zusammen mit Tarm und später Datronik.

Der Zustand ist nach 30 Jahren Betrieb nicht gerade berauschend, da kommt einiges an Arbeit auf mich zu, um den Originalzustand wieder herzustellen.

Ich versuche hier meine Erkenntnisse bei der Analyse der Schaltung und der Funktion so gut wie möglich wiederzugeben.
Es gibt keinerlei schriftliches Material zu der Anlage, es muss also das komplette Know How empirisch ermittelt werden.
Bis jetzt habe ich 1.200 Detailfotos von der Restaurierung gemacht.


Beim Ausbau ist die Anlage leider auf die Seite gestellt worden, wodurch sich das Silikon zum verkleben der Bankspiegel gelöst hat.
Es gibt also leider keinen einzigen befestigten Spiegel mehr in der Bank sondern nur noch ein großes Puzzlespiel.
Da ACR Anlagen beim Einbau immer noch vorort an den Raum angepasst worden sind, kann man sich leider auch nicht auf die alten Klebereste auf der Grundplatte, die übrigens aus einem 1.95m langen Alu Rippenkühlkörper besteht, verlassen.

Die Anlage stammt aus einer Discothek in der Nähe von Heidelberg und ist vor dem Abriss "gerettet" worden.
Es handelt sich um das Modell "Schneewittchensarg" mit dem ACR Laserpult "Gold", allerdings in der silbernen Ausführung.

Die Bank ist eine etwas kürzere Spezialanfertigung, üblicherweise ist das Gehäuse aus Eisen mit einer Länge von 2.70m, diese Bank ist bei gleicher Effektanzahl aber nur 1.95m lang und wurde komplett aus Aluminium gefertigt, was sich sehr postiv auf das Gewicht auswirkt.
Die Anordnung der 3 internen Strahlschalterbänke ist etwas anders als bei der Standardausgabe mit 4 Glasscheiben, diese Bank hat auch nur 3 Glasscheiben. Das Gehäuse ist bis auf das leichtere Material völlig identisch.
Im Original war ein Spectra Physics SP168 Weißlichtlaser in der OEM Version mit der bekannten Glasröhre verbaut.
Irgend ein "Witzbold" hat im Laufe der Jahre die defekte SP168 Röhre gegen einen Coherent Purelight I70 getauscht, dieser ist aber 10cm länger, also wurde das Gehäuse an der Seite mit der Flex ausgeschnitten.

Bei der Standard Bank sind die Strahlschalterbänke so angeordnet, dass erst eine Bank mit der "Colorbox" und einigen (Scanner-)Effekten, dann eine zuschaltbare Bank mit 50/50 Strahlteiler, und dann eine weitere Bank im Hauptstrahl steht.
Die Abfallstrahlen der Dichros von der "Colorbox" wurden über eine Strahlfalle "Rückwärts" auf die Scanner eingekoppelt.

Frühe Versionen hatten kein Blank Shift, es wurden auch noch nie PCAOMs verbaut, es gab also keinerlei Farbmodulation, somit war die Auswertung der Abfallstrahlen die einzige Möglichkeit farbige Grafikmuster per Scanner zu erzeugen.

Bei meiner "kleinen" Version gibt es keinen extra Hubmagneten für die zweite Bankebene, der Mutterstrahl wurde fest mit einem 50/50 Strahlteiler aufgeteilt.
Es lassen sich also immer 2 Effekte aus Bank 1/3 und aus Bank 2 ausgeben, dazu kommt noch der rückwärtige (reflektierte) Strahl von der Colorbox auf die Scanner.

Wenn man das Alter und die technischen Möglichkeiten aus den 1980er Jahren berücksichtigt, so ist das Konzept sehr einfallsreich und effektiv gewesen.


Alle Effekte wurden mit Weißlicht oder einer ausgewählten Farbe der Colorbox (Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Blau) beschickt.
Am eindrucksvollsten waren also die farbigen Gratingeffekte.
ACR hat auch gerne mit Tunnelmotoren und Dichros gearbeitet, wodurch farbige Tunnel oder Lissajous Figuren entstanden. In manchen Versionen wurden auch Prismen für die Farbtrennung eingesetzt.

Die eigentlichen Old School Effekte werden durch Raumspiegel erreicht, zu dieser Anlage gehören 3 Raumspiegel, 3 Raumgratings (Line/Burst), 1 Tunnelmotor und 4 langsamdrehende Raumburstgratings.

Die Scannereffekte waren trotz der fehlenden Farbmodulation recht beeindruckend, man muß sich das so vorstellen, dass z.B. ein Fächer durch die 3 rückwärtigen Strahlen der "Colorbox" jeweis in Rot, Grün und Blau, also dreimal mit leicht versetzter Achse ausgegeben wurde.

Da jede ACR Anlage eine Einzelanfertigung in Serie war, haben auch alle Banken eine abweichende Bestückung, allerdings gibt es einige Grundprinzipien, nach denen alle Anlagen arbeiten.
Es gibt Anlagen mit einem oder zwei G120 Scannerpaaren, mit und ohne Shiftblanking beim Hauptscanner und mit einem G120 Paar und einem OpenLoop Elypsenscannerpaar.


Bei meiner Anlage sind folgende Effekte verbaut:

3 Farben "Colorbox": Gelb, Magenta, Cyan (meistens ist eine 4 Farb Colorbox verbaut)
G120D Scanner
Horizontales Line Grating (ähnl. Machida)
Motor Line Grating Links
Tunnel Links
Lissajouseffekt mit RGB Prisma (2 Motoren)
Motor Art Grating
Motor Burst Grating
Motor Line Grating Rechts
Tunnel via Lissajous
Motor Reflex Burst Grating Rechts
Doppel Tunnel Color
Motor Burst Grating Bank 2

sowie einem 2 Color Doppelbeam und 7 Einzelbeams.

Die Hubmangneten "Marke Telegrafenrelais" auf den Laserbanken arbeiten mit einer Stromregelung im 3.3 Volt Bereich, das ganze System wird aber mit einer ungeregelten Spannung von 27V vom Controller aus versorgt, das hat man vermutlich wegend der OpAmps auf den Strahlschaltertreibern und der geringeren Leitungsverluste so gemacht.

Für die Grating- und Lissajousmotoren sind 2 getrennt regelbare und in der Richtung umschaltbare Ausgänge auf dem Steuerkabel.
Die Tunnelmotoren werden mit einer konstanten Spannung von 5 Volt betrieben, durch einen Fehler in der ACR Regelung liegen aber je nach Motorenanzahl nur 3V an.
Zum Einschalten der Anlage müssen 27V (unter Last ca. 23-24V) anliegen, damit werden auch die Scannertreiber und die Beleuchtung des mittels Dichro und Linestraröhre hinterleuchteten ACR Logos auf der Bank aktiviert.
Im Gehäusedeckel gibt es noch eine schaltbare Neonröhre zu Wartungszwecken.
Die Spannungsversorgung war bei meiner Anlage defekt, worauf ich später noch zurückkomme.



Angesteuert wird die Bank mit dem "Gold Controller" von der Größe eines Laptops aus den 80er Jahren
Das Teil wiegt über 50 Kg und ist mit den Maßen 1000 x 800 x 800 mm sehr gut für den Portabeleinsatz geeignet

Im Controller sitzt ein aufwändiges viel zu großes längsgeregeltes Netzteil für die OpAmp Logic und den Digitalteil. Die stromintensiven Aufgaben (27V Hubmagneten + Motoren) werden aber von 2 kleineren Platinen im unteren Teil des massiven Holzgehäuses erledigt.
Bei meinem Controller war eine Leitung am Trafo mechanisch abgerissen, ist mir also völlig unklar, wie die Anlage funktioniert haben soll.

Weiterhin sitzt im oberen Teil des Gehäuses die Ansteuerung der Bankeffekte, was ACR mit einem Z80 Stack auf einem VME/STe ähnlichen Busstecksystem realisiert hat.
Der "Microcontroller" besteht aus 5 Europakarten: Z80 CPU, 3x Z80 Doppel PIO, 1x Video SMPTE Timecode.
Mit dem Z80 System wird die Klaviatur und alle Switchboards ausgewertet, von hier wird auch die Bank direkt angesteuert.
Ein Interface zum Sollinger DSP gibt es ebenfalls. Die Tastaturbelegung lässt sich in einem akkugepufferten SRAM speichern.

Für die Scanner stehen 2 analoge Lissajous Generatoren sowie ein Joystick zur freien Positionierung des Outputs zur Verfügung.
Es gibt keinerlei Safety Funktion, es lässt sich also problemlos ein stehender 5-Watt Weißlichtbeam auf eine beliebige Zielperson im Publikum richten. Das war sicher ein Feature und kein Bug

Für die Textausgabe und die Grafikfunktionen ist ein Sollinger Lasergraph IIc im Gehäuse eingebaut der über eine Matrix wahlweise abwechselnd mit den Lissajous Generatoren auf die Scanner geschaltet werden kann.
Der DSP basiert auf einem Apple II Clone in einem offenen Alu Kartenträgergehäuse. Damals wurden noch ICs abgeschliffen, und die Unterseite der DSP Platinen in weißen Kunststoff getaucht, um der Piratrie vorzubeugen.
Für das Einspielen neuer Grafiken und Shows ist ein 5-1/4 Zoll Laufwerk im Aplle II Standard vorhanden, der eigentliche DSP bootet aber aus dem ROM ohne eine eingelegte Diskette.
Der Apple Clone hat einen Standard BAS Videoausgang, hier wird ein 10-Zoll schwarz/weiß Monitor angeschlossen.
Eine Tastatur in einer Schublade unten im Controller dient zur Texteingabe, z.B. für Geburtstagswünsche an die Discobesucher.
Neben der Tastatur sitzt ein "geheimer" Kippschalter, womit man die eingebaute Hirschmann KFZ-Motorantenne betätigen kann, diese dient dazu eine Glasscheibe über der oberen Programmierebene anzuheben.


Für die Anlage soll der Original-/Sammlerzustand wieder hergestellt werden, es sind also einige Tasks dazu erforderlich.
Dazu gehört neben der Beseitigung umfangreicher elektrischer Fehler, auch das Verschließen der Coherent Löcher im Gehäuse, das Entfernen des schwarzen Discolacks und natürlich der Originalbestückung der optischen Komponenten in der Bank.

Zum Testen habe ich ein kleines Singlemode Puredioden RGB-Modul (R 150mW, G 50mW, B 80mW) mit ca. 30mW WL Einstellleistung verwendet, der Nebel kam aus einer Akku Nebelmaschine Look Tiny FX.
In der endgültigen Version wird die Laserbank mit einem 1.5 Watt balancierten Weißlichtmodul gemischt aus 4 Linien betrieben, nämlich 638nm Rot, 532nm Grün, und 445nm sowie 473nm Blau.


Hier kommen schon mal die ersten "schmutzigen" Bilder, weitere werden successive bis zur Fertigstellung folgen...


Falls jemand Interesse an der fertig restaurierten und gereinigten Bank hat, freue ich mich über Angebote per PM, denn auch mein Platz ist leider begrenzt.


...

Weiter gehts mit der Restaurierung....

Auf den Bilder haben die Komponenten die Reinigung schon absolviert


Hier sind erst mal die Platinen von der unteren Aluplatte mit der Klaviatur von links nach rechts:


Noch ein paar Ansichten vom unteren Gehäuseteil:


Hier ist der Z80 Stack, der die Bankfunktionen steuert und für die Tastatur- und Keyboardauswertung zuständig ist:


Hier sieht man die Ausgabe vom Sollinger Lasergraph IIc DSP:



...

Hier nun die ACR G120D Scannertreiber. Damals hat man die Scanner noch mit 2 bipolaren Transistoren angesteuert, statt der heute üblichen NF (Brücken-)Verstärker ICs.

Die ersten Gehversuche mit den G120 Scannern in der Bank und externem 27V Netzteil, da die Spannungsaufbereitung im Controller noch defekt ist.

Leider hat das Oszilloskop nicht funktioniert, deswegen musste ich die Röhre ausbauen, und die Sockelbeschaltung überarbeiten. Jetzt läuft das Oszi wieder fast wie am ersten Tag.

Das rückwärtige Anschlußpanel:
Der 64-polige DIN41612 Stecker mit den Banksteuersignalen, Interlock, Raumspiegelmotoren, DB-9 Scanner, SMPTE Video In/Out, Audio In und Monitor Out Anschlüssen.


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Hier ist das Innenleben des Sollinger Lasergraph IIc DSP, also praktisch die Dynamics oder Pangolin Einheit der 80er Jahre. Damals war das "State-of-the-Art" Technologie. Die Basis ist ein Nachbau des Apple II Computers mit 6502 CPU, den man damals im Elektronikhandel als Platinenversion kaufen konnte.

Der weiße Kunststoff und die abgeschliffenen ICs sollten das Kopieren der Schaltung unmöglich machen. Es gab allerdings damals recht schnell kleine Analysatoren auf Commodore 64 Basis, in die man einfach die abgeschliffenen ICs in einen Textool Sockel gesteckt hat, und schon konnte man auf dem Bildschirm den IC Typen ablesen.

Der DSP hat Anschlüsse für die ASCII Tastatur, ein Zweitkeyboard, hier kommuniziert der Z80 Stack mit dem DSP, eine parallele Schnittstelle für die Bankeffeke, ein 5-1/4" Floppy Port, einen BAS Videoausgang und den Scannerausgang. Hierfür ist ein D-Sub 9 Stecker zuständig, er stellt die analogen X/Y Signale, TTL Blanking, sowie 4 TTL Farbkanäle zur Verfügung. Die Farbbelegung ist unbekannt, damals gab es ja noch keine Farbmodulation, aber mit dem Oszi kann man auf allen 4 Pins je nach ausgewählter Grafik "etwas" messen.

Der DSP wird komplett über die obere Tastatur gesteuert, jede Taste ist einem eigenen Trickfilm (Cue) zugeordnet.

Mein DSP war bestimmt von James Bond, denn die Seriennummer lautet: 007





Jetzt geht es aber ans Eingemachte, denn der Controller stellt die 27V Schaltspannung für die Hubmagneten leider nicht mehr zur Verfügung, also muß erst mal "ALLES" ausgebaut werden, denn die zuständige Platine sitzt natürlich ganz unten.

Von oben ist nichts zu sehen, aber messtechnisch hat eine Diode des Brückengleichrichters Durchgang - da ist doch etwas faul... und das zeigt sich dann auch gleich beim Ausbau des Gleichrichters... da ist wohl eine Leiterbahn zur Sicherung mutiert...

Das war dann wohl der Fehler, neuen Gleichrichter rein, und schon stehen wieder knapp 27V bei 5A an.

Das Keyboard Interface zum DSP

Die reparierte Hauptplatine ist wieder eingebaut, an der Rückwand sieht man den Open Collector Treiber für die Bank.
Das ist das Interface für die Klaviatur

Nächster Fehler: Auf dem Motorkontrollboard ist ein Elko defekt. Auf dem Board befindet sich die Geschwindigkeitsregelung der beiden Motorkanäle sowie die Aktivierung und Richtungsumschaltung per Relais.



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Hier mal wieder ein paar Scanner und Bankimpressionen.

Auf dem ersten Bild erkennt man deutlich das fehlende Blanking.

Hier ist gut das Prinzip der "Farbmodulation" zu erkennen.


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Leider haben einige der Taster nicht mehr funktioniert. Die Bank benötigt nur 24 Kanäle, es stehen also 8 Taster zum Austausch zur Verfügung. Letztendlich mussten 6 Taster und 6 Birnchen getauscht werden. Jetzt funktionieren wieder alle belegten Taster.

Den defekten Z80 PIO Baustein gab es in der Bucht als Vintage-Ware für ein paar Euro als Ersatz.

Die Klaviatur Taste Nummer 27 hat bestimmt schon lange nicht mehr funktioniert, da die Schraube in der Bohrung die Leiterbahn beschädigt hat. Der gelbe Draht fixt jetzt das Problem.

Jetzt gehts an den Ersatz der 2 abgebrochenen Tasten.

Die Tastatur wurde von ACR speziell für den Controller in Handarbeit gefertigt. Unter jeder Taste sitzt ein Druckschalter.

Erst mal die Stahlführung der Tastatur herausklopfen und drücken, dann lassen sich die Tasten entfernen.

Dann mit dem Heißluftfön die alte defekte Tasten vom Alu Träger lösen.

Zum Glück gibt es mechanisch fast gleichwertige Tasten als Ersatzteil für Wersi Heimorgeln zu kaufen.
Die Tasten müssen nur noch etwas zurechtgesägt und gefeilt werden.

So passen sie auf den ACR Aluträger.

Und werden mit 2 Komponenten Epoxydkleber verklebt.

Und so sieht die reparierte Tastatur aus.


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So sehen die ACR Raumgratings aus. Die Gratings sind tatsächlich noch echte Glashologramme im Gegensatz zu den heute üblichen Gratings aus Kunststoff.
Als Motoren hat ACR einfach langsamdrehende Spiegelkugelmotoren mit 3 U/Min. verwendet, darauf wurde ein Holzklotz mit Loch für die Achse geklebt, und darauf dann das Glasgrating.


Das grüne Gehäuse beherbergt einen schnelldrehenden Tunnelmotor, auf der Achse befindet sich ein normaler Oberflächenspiegel, so konnt man auch Tunnel an beliebigen Stellen im Club erzeugen.


Die Originalbestückung der Bank ist fast wieder komplett, jetzt werden nochmal die 3 Strahlschalterbänke ausgebaut um die Grundplatte reinigen zu können.


Endlich ist alles vom Staub der 3 Jahrzehnte befreit.


Die Anschlußplatine der Laserbank, hier sitzt auch das Relais, welches die Schweizer Steckdose aktiviert, hier sind die Lampen und der Scannertreiber angeschlossen. Die 4 kleinen Pfostenfeldleisten versorgen maximal 4 Strahlschalterbänke mit der 27V Spannung und den Einschaltsignalen für die Magneten (TTL: Akt=Low), es werden aber in der Regel nur 24 der 32 möglichen Kanäle genutzt. An den Schraubanschlüssen werden die Motoren angeschlossen, ein 5V Spannungsregler mit Leistungsvorwiderstand versorgt die Tunnelmotoren, die mit fester Drehzahl im Dauerbetrieb arbeiten. Durch einen Dimensionierungsfehler sinkt allerdings die Spannung bis auf 3V ab.


Eine der 3 Strahlschalterbänke, hier ist ein Kanal defekt, also ist wieder mal Fehlersuche angesagt. Komisch dass niemand so etwas im Betrieb im Club bemerkt.

Eine Zehnerdiode und eine Klemmdiode hatten keinen Durchgang mehr, nachdem ich beides ausgetauscht habe, laufen wieder alle 8 Treiber auf der Strahlschalterbank. Die Hubmagneten arbeiten mit ca. 3,3 Volt und werden stromgeregelt.



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Hier sieht man sehr gut, wie die "Schwarz/Weiß" Grafik vom DSP durch die "Colorbox" mit leichtem X/Y-Versatz rückwärtig über Spiegel auf die Scanner geleitet wird. Daraus entsteht dann eine 3 farbige RGB Beamshow.

Die dazugehörige monochrome Grafik vom Sollinger DSP auf dem eingebauten Vorschau-Oszilloskop.

Hier ist die Strahlfalle, die erst ausgelöst werden muß, damit die rückwärtigen Abfallstrahlen der "Colorbox" auf die Scanner gelangen können. Ansonsten gibt es noch eine Möglichkeit die Scanner vom Mutterstrahl zu speisen, was meistens für Textausgabe genutzt wurde.


Hier ist der mechanische Lissajous Generator, nicht zu verwechseln mit den 2 analogen Lissajous Generatoren, die über die G120 Scanner ausgegeben werden können.
Der Weißlicht Laserstrahl wird zuerst über ein Prisma (vorne links im Bild) in die einzelnen Wellenlängen der Farblinien zerlegt, in diesem Fall in R 637nm, G 520nm und B 445nm. Danach wird der erste Motor mit den 3 Einzeltrahlen angestrahlt, dieser erzeugt dann 3 farbige Tunnel die wiederum vom zweiten Motor zu klassischen Lissajous Figuren geformt werden. Die Drehzahl der Motoren lässt sich zwar regeln, das Verhältnis der beiden Drehzahlen ist allerdings fest, was nur begrenzte Effekte zulässt.
Der zweite Motor dient auch als Tunnelmotor, er wird dann über einen weiteren Strahlschalter vom Mutterstrahl angestrahlt.


Die fast fertige Bank im Betrieb. Es können maximal 3 farbige Effekte gleichzeitig ausgegeben werden, in diesem Fall wird noch ein rückwärtiger Farbtunnel mit ausgegeben. Die Bilder zeigen die dazugehörigen Controllerkanäle, Oszi Vorschau und DSP Auswahl.


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