Как сделать проекторы для рисования

Как сделать проектор своими руками

Для просмотра фильмов и изображений можно создать не только простейший проектор для телефона своими руками, рекламных логотипов, но и более сложные конструкции, используя запчасти от электроники, готовые модули управления. Картинка у примитивной самоделки будет немного расплывчатой, но этого хватит для просмотра художественных фильмов. А если подойти к сборке основательно, создать светодиодный проектор, то по функциональности он сравнится с заводскими моделями и одновременно будет в разы дешевле.

Принцип работы проектора

В основе проектора, как и всевозможных слайдеров, фильмоскопов, законы оптики: когда носитель изображения взаимодействует со световыми потоками, лучи преломляются, картинка увеличивается, транслируется на экран.

Методы как сделать проектор своими руками могут быть разными, в основе самого простого и элементарного – прохождение света через прозрачные носители (лупу, линзы), такие приборы называют диапроекторами. Эпипроекторы основываются на отражение от непрозрачных объектов. Цифровые мультимедийные DLP и LCD самые качественные, с предельно четкой картинкой, точной цветопередачей, поскольку традиционный принцип просвета лупы в них не используется. В первых поток отражается от специального чипа, создается логической матрицей, во вторых используется прозрачная LCD панель, обеспечивающая яркую, живую цветовую гамму.

Собрать цифровую мультимедийную конструкцию самостоятельно предельно сложно – потребуется синхронизация работы механики, оптики, цифровых частей. Но сделать проектор для телефона (диапроектор) или более сложную установку с цифровым оборудованием вполне возможно с минимальными познаниями в электротехнике (в первом случае их вовсе не потребуется).

Диапроектор со смартфоном

У смартфона, подобных гаджетов есть небольшой экран. Задача состоит в том, чтобы увеличить его изображение и транслировать на ровную поверхность. Для этого используется подсветка, оптика: большое увеличительное стекло, лупа. В проекторах такие элементы называются линзами Френеля. С небольшими дополнениями данный принцип используется в заводской продукции такого типа.

• большое увеличительное стекло. Размер должен соответствовать экрану смартфона, расположенном на некотором расстоянии, чтобы картинка не обрезалась;
• полностью затемненный корпус: картонный, деревянный (фанера) или пластмассовый короб. Можно сделать из коробки любой, например, распаячной, от обуви. Своими руками создать элемент с внутренними крепежами (фиксирующими перегородками) легко: подойдет любой материал, который можно разрезать и скрепить;
• если применяют картон, то самоделка собирается с помощью скотча, клея, канцелярского ножа, карандаша, линейки, циркуля. Для дерева может потребоваться лобзик, для пластика — он же и паяльник или устройство для выжигания, нагретым жалом которого можно обрабатывать материал.

Рассмотрим самый простой самодельный проектор из телефона с картонным корпусом:

1. Приставляют к фронтальной стенке короба линзу, обводят ее карандашом. Вырезают отверстие и закрепляют лупу там клеем, скотч тоже можно использовать. Важно, чтобы эти материалы не попали в просвет, что испортит изображение.
2. Помещают смартфон внутрь, экспериментальным путем соотносят расстояние до его экрана от линзы, чтобы картинка не обрезалась ею. На этом месте приклеивают держатели — перегородки.
3. Сзади проделывают отверстие для зарядного кабеля.
4. Вставляют в посадочное место телефон, предварительно надо установить приложение, переворачивающее изображение на 180°, или деактивировать автоповорот и разместить смартфон вверх ногами.
5. Просмотр организовывают в хорошо затемненном месте.

Проектор из планшета, ноутбука

У проецирующего устройства из ноутбука, планшета или даже из небольшого монитора компьютера (сам блок ПК будет стоять отдельно), качество изображения будет лучше, так как экран габаритнее.

Рассмотрим «гуманный» метод, при котором от ноутбука не надо отсоединять матрицу с монитором. Негуманный способ тот же, но гаджет разбирают, вытаскивают указанный узел и используют его как дисплей, при этом потребуется удлинительный шлейф к части с клавиатурой (он продается в магазинах электроники, на интернет площадках).

Потребуются те же инструменты, что и в предыдущем случае, но картонную коробку или ящик надо взять побольше, например, от габаритных бытовых приборов. Фронтальная ее часть должна подходить под размер матрицы, длина — от 50 см. Линза должна быть большая. Можно купить (линзы Френеля или обычные), снять с устройства для полностраничного чтения книг или со специальных ламп, которые используются при реставрационных работах, в медицине, лабораториях (круг с подсветкой с лупой).

Процесс сборки поэтапно:

1. Для увеличительного стекла делают отверстие на торце ящика чуть меньше линзы для ее надежного закрепления.
2. Фиксируют объектив скотчем, силиконовым клеем, акриловым герметиком, эпоксидной смолой. Прилегание должно быть плотным для исключения попадания света внутрь.
3. На противоположной стенке прорезают разъем для экрана ноутбука. Края картона должны заходить на него нахлестом по указанной выше причине.
4. Раскрывают ноутбук и размещают его вверх ногами, так, чтобы клавиатура была на верху короба, а монитор помещался в отверстие для него. Таким образом, одновременно реализуется нужный нам принцип оптического переворота линзой.

Так же как описано можно приспособить планшет.

Профессиональный проектор из ж/к матрицы и электроники

Сразу оговоримся: светодиодный проектор домашний, сделанный своими руками трудоемкий в сборке, общая стоимость деталей приблизительно 1000$, но это дешевле заводских устройств такого уровня. Запчасти приобретают на всем известных китайских торговых площадках.

• жидкокристаллический монитор (5.98 дюйма, 2560×1440) с HDMI платой (200$). Можно взять эти элементы и с б/у устройств, подойдет любой 2К ЖК-дисплей. Модуль подсветки не потребуется;
• корпус из полимерных материалов, вырезанный лазерной резкой ($100). Или же его можно создать своими руками лобзиком из фанеры. В сети есть чертежи в AutoCad; (https://cdn.instructables.com/ORIG/F4I/A5S0/IN0TKC4U/F4IA5S0IN0TKC4U.zip);
• 2 линзы Френеля (по 50$ каждая): с фокусным расстоянием 120 и 185 мм. Первую (F120) ставят между светодиодом и ЖК-матрицей, вторую (F185) — между ней и проекционным объективом;
• объектив F190 или 200 (до 50$);
• один из следующих светодиодов с подходящим драйвером (около 50$):
  • обычный на 150 или 128 Вт с теплоотводом;
  • альтернатива — 100 Вт, не особо яркий, но для темного помещения подойдет;
  • лучший вариант, но дороже (вместе с драйвером 185$) — СВТ-140 «Luminus Devices», такие элементы применяют в медицинских эндоскопах;
• конденсаторная квадратная линза ($25) или обычная круглая. Первая дает лучшую яркость, но края немного желтеют;
• кулеры, как для компьютерных блоков;
• блок питания под мощность светодиодов;
• USB провод с разъемом к питанию (IEC 320);
• проводки.

Далее, сборка пошагово.

Проект корпуса, проверка ЖК матрицы

Дисплей надо покупать с HDMI-платой. Также для удобства рекомендовано приобрести удлиняющий FPC-кабель (шлейф) и плату (разъем) подключения. Проверяем матрицу нажатием и удерживанием разъема подсветки. Далее, приступаем к конструированию корпуса.

Корпус собирается по чертежам. Потребуются обычные инструменты: нож, карандаш, линейка, лобзик, клей. Материалы: текстолит, пластик, дерево. Можно приспособить старый компьютерный блок, но тогда потребуются инструменты для работы с жестью: кусачки, ножовка по металлу, шуруповерт и сверла для проделывания отверстий под болты.

Внутри делают перегородки, держатели. Линзы Френеля вставляют в посадочные места, затем сам держатель — в фиксаторы ЖК монитора. При этом надо исключить любое отражение света от перегородок, иначе качество изображения ухудшится. С этой целью проходятся наждачкой по поверхностям, делая их матовыми.

Крепление для монитора

На этой части остановимся подробнее, так как небрежная сборка элемента может испортить конечный результат. Дисплей небольшой, с очень тонкой рамкой, поэтому предотвращение утраты светового потока усложняется. Желательно посмотреть чертежи из интернета — они учитывают данный нюанс. Если к данному этапу подойти без надлежащей тщательности, получим картинку с заметными белыми полосами по краям.

Если использовать стандартный чертеж, то он предусматривает наличие 3 частей держателя: 2 — для постоянной фиксации и 1 — для временной. Желательно при работе не касаться дисплея: отпечатки увеличиваются на конечной картинке. Проблема устраняется, если выполнять сборку в медицинских перчатках.

Установка светодиода

Светодиод закрепляется на теплоотводе, который покупают в комплекте или отдельно, а также можно использовать компьютерные радиаторы от системы воздушного охлаждения процессора. Далее, сооружаем держатель для этой конструкции по тем же чертежам из сети. Диод прикручивается винтами М3 к радиатору, посадочная площадка смазывается термопастой. Затем устанавливают конденсаторную линзу перед источником света, обычно в ее комплект входит и крепление.

Проводка, охлаждение

Наш пример использует стандартный чертеж, предусматривающий посадочные места для вентиляторов. Устанавливаем их туда, в цепь можно включить регулятор скорости вращения (подстроечный резистор на 10 кОм, припаивается на один из проводков), есть также платы с ним и с датчиком температуры: уменьшив скорость, понизится шумность конструкции.

• напряжение от домашней сети 220 В подводится к блоку питания светодиода, кулеров и HDMI-микросхемы по USB;
• блок питания выдает постоянный ток, он подсоединен к диоду и крыльчатке. Можно использовать раздельные источники питания. Блок с USB разъемом будет подсоединяться к микросхеме HDMI;
• устанавливают 2 выключателя — для светодиода, дисплея, кулеров, — что позволит некоторое время после выключения прибора охлаждать его;
• светодиод сильно нагревается, матрица — меньше, но также греется, вместе выделяемое тепло интенсивное, на мониторе от перегрева могут появиться черные пятна, он выйдет из строя. Поэтому надо применять несколько вентиляторов, минимум 2 разнокалиберных, правильно разместив их на выдув и вдув;
• экран размещают рядом с источником света (промежуток 110–130 мм).

Проверка расположения элементов

Проверьте провода согласно приложенным к статье фото. Затем проанализируйте, как расположен светодиод — при правильном зазоре между ним и задней линзой (F120) свет освещает всю активную область экрана. Стороны с канавками двух линз должны быть повернуты к монитору.

Используют и другие комбинации линз, но описанная оптимальная для дисплея в 5–6 дюймов. Можно также взять и оптику с большим фокусным расстоянием — F120/F220 с проекционной F230 — при уменьшении фокусного расстояние увеличивается картинка. В нашем случае, если применить диод CBT-140, то видеопроектор обеспечит четкость, при которой можно увидеть пиксели на проекционной поверхности. А фокусировка будет превосходить некоторые заводские экземпляры.

Рекомендации

Расстояние между оптикой подбирают методом проб и ошибок, советы:

• между дисплеем и лупой 15–20 мм;
• чрезмерно маленький зазор может привести к перегреву и выходу из строя ЖК матрицы;
• если промежуток слишком большой, то картинка будет размытой;
• между задней оптикой (F120) и источником света зазор — 90 % от фокусного расстояния линзы. Двигайте лупу на +/- этой величины — так найдете наилучшее соотношение;
• между проекционной лупой и передней (F185) промежуток приблизительно равен фокусному зазору первой (в данном случае подойдет 190 мм);
• фокусировка настраивается приближением/отдалением проекционного объектива. Изображение четче, когда область излучения светодиода более фокусированная. Также по этой причине не стоит экономить на дешевых таких элементах, лучше выбрать СВТ-140.

Вариант с управлением по Wi-Fi

На картинке ниже показано как собирают своими руками в домашних условиях светодиодный проектор и что понадобится для этого.

Корпус создается как описано выше. Дальше проиллюстрируем:

Проектор из прибора для слайдов

Если есть б/у или ненужное устройство для слайдов, то можно использовать его и для проектора. Причем в будущем его можно будет собрать обратно. Никаких манипуляций с оптикой осуществлять не потребуется — все уже готово. Прибор демонстрирует картинки в формате А4, то есть желательно подобрать дисплей побольше, от планшета, ноутбука.

1. Отсоединяем матрицу от планшета и плату.
2. Размещаем дисплей на стекло, зазор — 4–6 мм.
3. Сбоку устанавливаем небольшой кулер, можно приклеить на двусторонний скотч.
4. Подсоединяем планшет в сеть.

Если используется ноутбук и решено блок с клавиатурой установить отдельно (так будет удобно управлять), то потребуется удлинительный шлейф. Но также можно попробовать и «гуманный» способ: раскрыть гаджет и экран установить на стекло слайдоскопа, а часть с клавиатурой свесить сбоку или оставить в горизонтальном положении. Но управлять тогда, не снимая гаджет, можно будет только мышкой, впрочем, этого вполне достаточно для просмотра видео и картинок.

Гобопроектор

Принцип проектора гобо упрощенно аналогичный как у лазерных указок. Это устройство часто используется для трансляции рекламных логотипов, текстов картинок.

• обычный LED прожектор освещения, к нему припаян провод с выключателем;
• вместо защитного стекла лампочки — линза. Для опытов, а также для объектива может понадобиться несколько их разновидностей. Лупы можно купить в специализированных магазинах оптики, в интернете;
• отрезок пластиковой канализационной трубы с муфтой;
• термостойкий герметик (для удобства его набирают в шприц);
• трафареты, их заказывают в полиграфии или можно сделать самому, распечатать и вырезать из простой бумаги.

1. Извлекается лампочка из рефлектора, на ее место ставят светодиод от 100 Вт.
2. К лампе припаивается провод с переключателем.
3. В рефлектор вставляется лупа (толстая выпуклая 10-кратная), все закрепляется герметиком (красная смесь на фото) — это конденсор. Сверху — еще одна линза, но уже тоньше, например, 3 или 4-кратная.
4. В качестве объектива также подбирают одну или две линзы, например, 50 миллиметровые с 5 кратным увеличением (если поставить две, картинка будет в 2 раза больше).
5. Делаем объектив из муфты и трубы, диаметр последней подбираем под линзы.

Видео по теме

Источник