Navigationssystem MCA mit Videoeingang nachrüsten

Ein beliebiges Navigationssystem MCA durch nachrüsten von Bauteilen in ein MCA-Plus mit Kameraeingang umbauen.

In Internetforen trifft man immer mal auf die Behauptung das sich durch einfaches auflöten einer Buchse auf dem Mainboard die Kamerafunktion nachrüsten liese. Ebenso das nach Umbau ein erneutes aufspielen der Firmware dem Gerät die Videofunktion wieder entnommen würde. Das alles ist absoluter Unsinn, wird aber gern weitererzählt, wie viele andere Märchen auch…

Wie ich in diesem Artikel auf mondeo-mk4.de dargestellt habe, wird neben der Videoeingangsbuchse vor allem ein entsprechender Displaycontroller mit Videochip benötigt. Auf der Platine des MCA ohne Videoeingang fehlen die gesamten Bauteile für die Videosignalverarbeitung. Weiterhin sind Bauteile vorhanden die bei der Platine mit Videoeingang wiederrum fehlen.

In diesem Beitrag auf mondeo-mk4.de habe ich die erfolgreiche Nachrüstung dokumentiert.

Fakt ist also, das sich durch nachrüsten von ca. 100 Bauteilen auf Grafikboard und Mainboard jedes MCA zu einem MCA-Plus umbauen lässt. Das habe ich in mühevoller Kleinarbeit über Monate selbst ermittelt und durch Nachrüstung bewiesen. Ebenso habe ich bewiesen das die Firmware für alle MCA-Modelle, auch Plus, absolut gleich ist. Nach erfolgter Nachrüstung funktioniert der Videoeingang sofort (oder garnicht wenn man was falsch gemacht hat ;-) und auch ein Firmwareupdate ändert nichts daran. Die Funktionalität ist bereits in der Firmware enthalten und ihre Aktivierung richtet sich nach interner Prüfung der vorhandenen Hardware (Video ADC).

Die nachfolgend beschriebene Nachrüstung der fehlenden Bauteile ist nur beim MCA möglich. Nur bei diesem Modell wurde, vermutlich aus Kostengründen, dieselbe Platine für Geräte mit und ohne Videoeingang verwendet. Bei den Vorgängersystemen NX und FX wurde für Geräte mit Videoeingang jeweils ein völlig anderes Grafikboard verbaut, wodurch eine Nachrüstung dort leider unmöglich ist.

Diese Art des Umbaus ist nur was für erfahrene Elektroniker mit entsprechendem Spezialwerkzeug zum SMD-Löten und herstellen von HF-Crimpverbindungen. Gern gebe ich übers Kontaktformular Tipps und Hilfen, sofern es meine Zeit erlaubt. Selbstverständlich übernehme ich keinerlei Gewähr und alles geschieht auf eigenes Risiko.

Anz. Funktion Wert Gehäuse Aufdruck Spez. Tol.
10 Capacitor 10 µF 1206 16V 0,1
1 Capacitor 4,7 µF 1206 16V 0,1
1 Capacitor 68 nF 1206 50V 0,1
15 Capacitor 100 nF 0402 25V 0,1
7 Capacitor 1 nF 0402 50V 0,1
2 Capacitor 1 µF 0402 10V 0,1
1 Capacitor 10 nF 0402
4 Capacitor 100 pF 0402
2 Capacitor 15 pF 0402
2 Capacitor 15 pf 0402
1 Capacitor 47 pF 0402 50V 0,01
1 Capacitor 470 nF 0805 25V 0,1
1 Capacitor 1 µF 0805 16V 0,1
1 Capacitor 15 nF 0805 0,1
4 EMI Suppression Filter BLM18AG 102 0603 1 kOhm/100 MHz
3 EMI Suppression Filter BLM21AG 102 0805 1 kOhm/100 MHz
1 Induction L-0805AS 3,3µ 3,3 µH 0805
3 Resistor 0 Ohm 0402
3 Resistor 1 k 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 1,5 k 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 1,8 k 0402 63 mW 0,01
3 Resistor 10 k 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 150 Ohm 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 180 k 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 22 k 0402 63 mW 0,01
3 Resistor 220 Ohm 0402 63 mW 0,01
2 Resistor 33 k 0402 63 mW 0,01
6 Resistor 33 Ohm 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 47 k 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 470 k 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 470 Ohm 0402 63 mW 0,01
1 Resistor 56 Ohm 0402 63 mW 0,01
1 Resistor array (4x 0402) 4x 33 Ohm 0805 330 63 mW 0,05
1 Resistor array (4x 0402) 4x 33 Ohm 0805 330 63 mW 0,05
1 Diode BAV99 SOT-23 A7 80V/0,2A
1 NPN Transistor BC847CW SOT323 1Gs 45V/0,2A
1 28,63636 MHz Quarz (18 pF) ABM8G-28.63636MHZ-18-D2Y-T 3.2 x 2.5 mm
1 Video A/D converter ADV7181C BSTZ LQFP-64
1 Operational amplifier LMH6601QMG SOT323-6 AKA
1 1.8V LDO voltage regulator MAX8880EUT+T SOT23-6 AAHR
1 Logic inverter gate 74LVC1G14GW SOT353-5 VF
1 Fakra-Buchse mit Crimpanschluß für den Videoeingang FAKRA-I (Beige)
1 Shielded RF cable (50 Ω imp.) RG178-U
1 SMP-Plug, 90°, crimp, 50 Ω Rosenberger 19K201-302L5
1 SMP-Socket, solder, SMD, 50 Ω Rosenberger 19S101-40ML5

:!: Beim ADV unbedingt darauf achten das es ein ADV7181C ist und kein ADV7181B, weil dieses Vorgängermodell ein völlig anderes Pinout hat.

  • SMD Rework-Station (Heißluft)
  • Lötstation mit feiner, schrägen, Lötspitze (0,8 - 1,0 mm), sowie breiter, meißförmiger (2-3 mm)
  • Feines Lot mit 0,5 mm Durchmesser und 3,5% integriertem Flußmittel
  • Mikroskop zur Kontrolle der Lötstellen
  • Micro-Pinzette zum platzieren der Bauteile (antistatisch)
  • Bestückungsrahmen/Platinenhalter
  • SMD Rework-Lötpaste
  • Flußmittel
  • Reinigungsmittel (Alkohol, Reinigungstücher, Borstenpinsel, …)

Hier zur Veranschaulichung nochmal unsere Ausgangssituation (links) und das Nachrüstziel (rechts) dieses Schrittes:

Unbestückt Nachbestückt

Um bei den Lötarbeiten mit Heißluft umliegende Bauteile und Stecker nicht zu überhitzen, diese mit Capton-Tape abkleben. Dies wirkt wie eine Art Hitzeschild. Es hält nicht alles ab, aber zumindest den UV-Anteil und damit ein Großteil der direkt einwirkenden Wärme. Sonst riskiert man, z.B. bei Steckergehäusen, das diese sich verformen.

Folgende Bauteile sind zunächst von der Platine zu entfernen:

  • 2x Widerstands-Array (4x 1 kOhm, 0805)
  • 1x Widerstand (0402)
  • 1x Widerstand (0402)

Für eine saubere Bestückung mittels SMD-Lotpaste muss das fertigungsbedingt hinterlassene Lot der unbestückten Pads entfernt werden. Hierzu den Bereich mit dem Heißluftlöter leicht erwärmen und großzügig Flußmittel aufbringen (die warme Platine hilft dabei das es flüssig wird und sich leicht verteilen lässt). Anschließend den Bereich mit Hilfe von Entlötlitze und einem starken Lötkolben mit breiter Spitze vollständig entzinnen.

Ich verwende dazu billiges „China“-Flußmittel (RMA):

aber eine gute Entlötlitze, z.B. „Techspray No-Clean #3“:

Nach erfolgter Entfernung und anschließender Reinigung mit Alkoholgetränkten Reinigungstüchern sieht das dann so aus:

Hierzu verwende ich für die kleinen Bauteile (0402, 0603 und teilweise auch 0805) SMD-Rework-Paste. Da spare ich nicht und kaufe gute Qualität, z.B. Edsyn CR-88:

Diese appliziere ich dann mittels Spritze und einer feinen Nadel auf die Pads. Nahezu alle Lotpasten die in Sprizen angeboten werden haben den sog. „Luer-Lock“ Verbindungstyp. Damit lassen sich die Spitzen wechseln. Ich bevorzuge kurze Spitzen, möglichst dünn. Wählt man zu dünn, verstopfen diese schnell. Hier muss man etwas experimentieren.

Bei der Bestückung gehe ich Bereichsweise vor und arbeite mich im Uhrzeigersinn voran. Den jeweiligen Bereich erwärme ich vor dem aufbringen der Lötpaste mit Heißluft, so hält diese wesentlich besser auf den Pads, lässt sich noch feiner dosieren und zieht keine Nasen. Ich bestücke immer „von unten nach oben“, d.H. die kleinsten/niedrigsten Bauteile zuerst und anschließend die großen. Letztere per Hand mit Lötkolben und dünner Spitze, ebenso wie ICs. Dazu zunächst ein Pad leicht verzinnen, das Bauteil mit der Pinzette dranhalten, erwärmen, positionen und erkalten lassen. Anschließend die Gegenseite löten.

Für diese Arbeiten ist neben einer ruhigen Hand ein Bestückungsrahmen sinnvoll und eine Lupenlampe oder Kopf-Lupe.

Nach dem auftragen der Paste platziere ich die Bauteile mit einer Pinzette auf diese drauf. Nicht eindrücken, einfach auflegen, das reicht. Anschließend erwärme ich vorsichtig mit Heißluft. Vorsichtig heißt, den Luftstrom soweit zu reduzieren das man nahe an die Bauteile kann (2-3 cm) ohne diese wegzupusten. Auf meiner Reworkstation nutze ich dazu 330°C mit Gebläsestufe 4 (von 10), was ganz gut funktioniert. Dann in kreisenden Bewegungen um die Bauteile herum bis das Lot schmilzt. Sobald das geschieht „zieht“ sich das Bauteil aufgrund der Oberflächenspannung automatisch in die richtige Position. Kleine Positionierungsabweichungen werden damit ausgeglichen.

Nach dem löten einer Seite die Oberfläche mit kurzem Borstenpinsel und Alkohol gründlich von Flußmittel- und den durch Lötpastenreste entstandenen Mini-Zinn-Kügelchen befreien. Zuletzt die Lötstellen mit einem Mikroskop kontrollieren.

So, genug der Theorie - Los gehts!

1.4.1) Oberseite, Gruppe 1

  • 2x 100 nF (0402)
  • 2x 1 nF (0402)
  • 1x 33 Ohm Widerstands-Array (0402)

:i: Widerstandsarrays sind bescheiden zu löten und ziehen sehr schnell „Brücken“. Hier also beim aufbringen der Lotpaste besonders sparsam und aufmerksam sein!

1.4.2) Oberseite, Gruppe 2

Hier gehe ich zweistufig vor, zuerst die kleinen Bauteile, mit Heißluft gelötet:

  • 4x 33 Ohm (0402)
  • 2x 100 nF (0402)
  • 1x 1 nF (0402)
  • 1x 470 Ohm (0402)
  • 1x 33 Ohm Widerstands-Array (0402)

Und anschließend die größeren, per Hand gelötet mit einer dünnen Lötspitze:

  • 1x 10 µF (1206)
  • 1x BLM21AG (0805)
  • 1x 470 nF (0805)

1.4.3) Oberseite, Gruppe 3

  • 7x 100 nF (0402)
  • 1x 1 nF (0402)
  • 2x 100 pF (0402)

  • 5x 10 µF (1206)

1.4.4) Oberseite, Gruppe 4

  • 2x 100 nF (0402)
  • 1x 10 nF (0402)
  • 2x 1 nF (0402)
  • 2x 15 pF (0402)
  • 1x 1.8 kOhm (0402)
  • 1x 33 kOhm (0402)

  • 2x 10 µF (1206)
  • 1x 68 nF (1206)
  • 1x 15 nF (0805)
  • 2x BLM21AG-102 (0805)
  • 1x ABM8G-28.636MHZ (Ausrichtung beachten, wie auf Foto!)

1.4.5) Oberseite, Gruppe 5

Zu guter Letzt auf der Oberseite das IC auflöten:

  • 1x ADV7181C(W)BSTZ

:i: Das IC ausrichten sodass alle Pins exakt über den Pads liegen. Dann einen äußeren Pin mit dem Lötkolben und ganz wenig Zinn verlöten. Nochmals die Ausrichtung kontrollieren und das gleiche mit dem gegenüberliegenden (diagonalen) Pin durchführen. Jetzt über alle Pins reichlich Flußmittel auftragen und die Pins nacheinander mit der feinen Lötspitze und wenig Zinn verlöten. Lötbrücken lassen sich in der Regel „rausziehen“ bzw. mit feiner Entlötlitze (z.B. Techspray No-Clean #1) entfernen.

1.4.6) Unterseite, Gruppe 6

  • 1x 0 Ohm (0402)
  • 1x 33 Ohm (0402)
  • 3x 10 kOhm (0402)
  • 1x 22 kOhm (0402)
  • 1x 180 kOhm (0402)
  • 1x 470 kOhm (0402)
  • 1x 1 nF (0402)
  • 2x 100 nF (0402)
  • 2x 1 µF (0402)
  • 1x BLM18AG (0603)
  • 1x BAV99 (SOT23)
  • 1x 74LVC1G14GW (SOT353-5)

1.4.7) Unterseite, Gruppe 7

  • 1x 0 Ohm (0402)
  • 3x 220 Ohm (0402)
  • 3x 1 kOhm (0402)
  • 1x 47 kOhm (0402)
  • 1x 100 pF (0402)
  • 1x 1,0 µF (0805)
  • 1x 4,7 µF (1206)
  • 1x 10 µF (1206)
  • 2x BLM18AG (0805)
  • 1x LMH6601 (SOT323-6)
  • 1x MAX8880 (SOT23-6)

1.4.8) Unterseite, Gruppe 8

  • 1x 0 Ohm (0402)
  • 1x 56 Ohm (0402)
  • 1x 150 Ohm (0402)
  • 1x 1,5 kOhm (0402)
  • 1x 33 kOhm (0402)
  • 1x 47 pF (0402)
  • 1x 100 pF (0402)
  • 1x BLM18AG (0805)
  • 1x BC847 (SOT323)

  • 1x 10 µF (1206)
  • 1x 3,3 µH (0805)

FERTIG - DIE PLATINE IST NUN VOLLSTÄNDIG BESTÜCKT ! :-)

Bevor wir weitermachen wollen wir jetzt erstmal testen ob alles ok war. Dazu bauen wir die Platine wieder in das Bedienteil vom MCA ein:

Auf dem Mainboard befindet sich das Lötpad für die RF-Buchse des Video-Steckers:

Hier habe ich zum testen einfach von einem herkömmlichen Cinch-Kabel mit Stecker ein Stück abgeschnitten und die Leitungen direkt aufgelötet:

Damit kann ich dann direkt das Videosignal von div. S-Video Quellen (gelber Cinch) einspeisen, z.B. von einer günstigen Rückfahrkamera wie dieser:

Neben dem Videosignal benötigt das MCA auch die über MM-CAN Bus kommenden Informationen „Zündung ein“ und „Rückwärtsgang eingelegt“. Diese müssen außerhalb eines Fahrzeugs simuliert werden. Wer dazu nicht die Möglichkeit hat muss das Gerät ans Auto schleppen und es dort testen. Ich habe in meiner Werkstatt dazu einen entsprechenden Quadlock-Stecker gebaut, sowie ein CAN-Verteiler-Board und einen SLCAN basierenden CAN-Emulator welchen ich mit der Software CAN-Hacker bediene:

Folgende CAN-Botschaften sende ich darüber an den MM-CAN vom Radio mit 125 kbit/s aus:

  • ID: 285, LEN: 3, DATA: 60 00 00, PERIOD: 125 ms ⇒ „Zündung auf POS-II“
  • ID: 433, LEN: 8, DATA: 00 00 00 02 00 A0 00 00, PERIOD: 1000 ms ⇒ „Rückwärtsgang eingelegt“

Sofort nach einschalten des Gerätes sollte das Bild zu sehen sein:

(Hier im Beispiel das Videosignal von meinem Laptop)

Nun, da wir wissen das alles funktioniert geht es an den letzten Teil der Umrüstung, der Videosignal-Buchse. Hier gibt es ein paar Möglichkeiten von den teils schwer beschaffbaren und teuren Originalteilen abzuweichen, ohne das dies Einfluß auf die Qualität hat. Zunächst möchte ich aber die Originalgetreue Umrüstung beschreiben.

1.6.1) Video-Eingangsbuchse mit Original-Teilen

Vom Hersteller aus wird die beige Fakra-Buchse auf der Rückseite über eine kleine abgeschirmte Leitung und einen daran angecrimpten Stecker auf eine Buchse welche auf dem Mainboard verlötet ist geführt. Das ganze schaut dann so aus:

Herstellung der Pigtail-Leitung

Die Fakra-Eingangsbuchse ist I-Kodiert (Beige) und hat einen Crimp-Anschluß:

Die Videoleitung ist ca. 13 cm lang, hat eine Impedanz von 50 Ohm und ist vom Typ RG178-U:

<FOTO>

Der Stecker dieses „Pigtail“-Kabels ist ein 90° abgewinkelter Rosenberger SMP-Steckverbinder, Typ 19K201-302L5

Montage der SMP-Buchse

Die Buchse auf dem Mainboard ist ebenfalls eine Rosenberger SMP vom Typ 19S101-40ML5

Zunächst wieder den Zinn auf der Stelle der Buchse entfernen:

Dann Buchse platzieren und ringsrum mit wenig Lötzinn und einem starken Lötkolben mit breiter Meißelspitze erhitzen bis sich alles gleichmäßig verteilt hat:

1.6.2) Alternativ: Video-Eingangsbuchse in Cinch-Ausführung

Anstelle der FAKRA-I Buchse, wie sie im Original verwendet wird, kann man natürlich auch jede andere Buchse seiner Wahl einbauen. Kameras aus dem Zubehörhandel verwenden z.B. überwiegend einen gelben Cinch-Stecker (RCA) und man müsste dann noch einen Adapter auf FAKRA dazu kaufen. Zudem sind die passenden, beigen FAKRA-Buchsen extrem schwer zu beschaffen.

Hier zeige ich also eine Variante mit einer handelsüblichen Cinch-Buchse. Diese gibt es unisoliert:

aber auch mit Isolierung:

In jedem Fall muss die Buchse so eingebaut werden, das zwischen Buchsen-Aussenring (Video-Masse) und Gehäuse keine elektrische Verbindung entsteht!

Bei einer nicht isolierten Buchse kann man sich mit einer Plastikhülse um das Gewinde und Plastik-Unterlegscheiben vor und hinter dem Montageblech behelfen.

Damit die Cinch-Buchse durch passt muss das vorhandene Loch aufgebohrt werden. Hierbei besonders darauf achten das keine Späne oder feiner Metallabrieb vom anschließenden Grat-Entfernen auf die Platine fallen!

Der Einbau und Anschluß erfolgt ähnlich wie bei der FAKRA-Buchse:

Damit der Cinch-Stecker später keinen Kontakt zur Gehäuseblende erhält, muss der Ausschnitt etwas ausgearbeitet werden:

So sieht dann das fertige Ergebnis aus:

  • artikel/nav_mca/videoeingang_nachruesten.txt
  • Zuletzt geändert: Tue. 21.07.2020 23:40
  • von go4it