Как сделать стену для проектора

Обновлено: 28.03.2024

Я думаю многим бы хотелось иметь у себя дома домашний кинотеатр. Если вы уже думали об этом, то наверняка сталкивались с вопросом - как сделать большой экран? Если покупать телевизор, то это влетит в копеечку, да и даже большой телевизор с диагональю полтора метра не создаст впечатление кинотеатра. Другой вариант - купить проектор. Конечно идея тоже много затратная, плюс ко всему комплектующих практически не найдешь, а если найдешь, то они дороги. Это я имею ввиду лампу проектора, да и служит она сравнительно не долго.

Но зато при использовании настоящего проектора дома можно создать настоящий кинозал.

Есть ещё третий путь по которому пошел я - сделать проектор самому. К статье, это дело не имеет, но я все таки расскажу, почему же я решился на этот шаг. У меня у же в голове несколько лет плавала мечта построить свой домашний кинотеатр. И вот в моей жизни появилась девушка. И даже не представляете какое у меня появилось желание пригласить ее на просмотр фильма в кино. В нашем захудалом городишке кроме многочисленных пивнушек никаких достопримечательностей и нет практически, ну а о кинотеатрах тут только слышали. Вот я и решил построить свой.

В общем, каковы бы не были цели - приступим.

Детали и комплектующие

Покопавшись в просторах интернета заказал с доставкой по почте следующее: две линзы френеля с фокусным расстоянием 220 мм и 317 мм, объектив 80 мм/1:4/ФР= 320, ну и сердце проектора - ЖК матрица диагональю 15 мм и разрешением 1024x768.

проектор своими руками

Заказал на пилораме корпус, проектировал сам, поэтому при сборке выявилось куча недочетов.

проектор своими руками

Свет. Мощный светодиод и драйвер к нему. Мощность светодиода 100 Вт. Это все было прислано прямо из Китая.

проектор своими руками

Сборка проектора

Для начала разберем монитор.

проектор своими руками

И очень аккуратно извлекаем саму матрицу.

проектор своими руками

На передней части матрицы расположена пленка-антиблик. Можно конечно ее оставить, но я предпочел снять, тем самым улучшив качество изображения.

Снимается она так: обкладывается мокрыми салфетками или полотенцем и оставляется часов на 10 - 12. Потом аккуратно снимается.

проектор своими руками

Проверка функциональности, после снятия антиблика.

проектор своими руками

Все работает. Теперь возьмемся за сборку корпуса.

проектор своими руками

Подгоняем ободки, на которых будут крепиться матрица и линзы френеля.

проектор своими руками

Прикрепляем линзы обычными саморезами, ребристой стороной линзы во внутрь.

проектор своими руками

Да, ещё забыл сказать о покупке радиатора с кулером от компа. На этот радиатор я установил светодиод, смазав перед этим поверхности тепло проводящей пастой для лучшего контакта. Для справки: мощный светодиод 100 Вт по силе света равносилен металлогалогенной лампе мощностью 400 Вт.

проектор своими руками

Вставляем и прикрепляем драйвер и радиатор к корпусу.

проектор своими руками

Проверяем и немного разочаровываемся: наши китайские друзья прислали бракованный светодиод - одна секция не горит. Ну да ладно. Плюс ко всему - драйвер греется, и принял решение переустановить его.

проектор своими руками

Обираем нашу коробку с линзами, в середину вставляем матрицу. Матрица по изображению должна быть повернута на 180 градусов относительно верха и низа и перевернута. Иными словами - где верх, там должен быть низ и где левый край, там должен быть правый. Это сделано для того что бы правильно все проецировалось, так как линзы переворачивают все изображение.

проектор своими руками

Закрепляем. линзой с фокусным расстоянием 220 мм к светодиоду.

проектор своими руками

Включаем и опытным путем находим место крепления нашей коробки из оботков, так чтобы свет по экрану распределялся равномерно.

проектор своими руками

проектор своими руками

Вот у меня получилась неплохая картинка при проекции на стенку с обоями. диагональ 2,5 метра.

проектор своими руками

проектор своими руками

проектор своими руками

проектор своими руками

Дальше сплошные настройки, убирание проводов, доведение до ума. В результате вот что получилось.

проектор своими руками

Результат работы проектора - при проекции на обычную простыню.

проектор своими руками

проектор своими руками

проектор своими руками

На постройку всего мне потребовалось два месяца и денег менее 10 т.р. По моему достойно. Вот нужно ещё экран делать, но об этом позже.

К моему глубокому сожалению по окончании постройки проектора я остался без девушки, это не потому, что я его так долго строил, а просто так вышло.

В любом случае вещь нужная - в хозяйстве пригодится).

Я надеюсь вам понравилась моя жизненно-философско-техническая статья. Спасибо за внимание - удачи!

Небольшой проектор можно собрать из коробки и монитора в домашних условиях. Конечно, он не сравнится с заводскими и «магазинными» моделями. Но сможет проецировать качественную картинку на большой экран. Для личного использования это подойдёт. Чтобы создать домашний кинотеатр, вам не нужны особые навыки, знания или помощь профессионала. Хотя потребуются некоторые детали, смартфон и умение вырезать из картона. Прочитайте, как сделать проектор своими руками, и поймёте, что это очень просто.

Самодельный проектор

Что нужно?

Чтобы собрать полноценное мультимедийное оборудование с нуля, нужны электронные детали для дисплея. Если не хотите паять платы и собирать ЖК-экран, заранее подготовьте смартфон, планшет или маленький беспроводной монитор. Устройство будет находиться внутри «корпуса» во время просмотра. И если сделаете своими руками проектор из телефона, которым часто пользуетесь, не сможете отвечать на звонки. Для этого придётся прерывать воспроизведение.

Помимо дисплея, вам понадобится:

  • Лупа. Предпочтительно десятикратное увеличение. Это должно быть качественное увеличительное стекло, а не дешёвая безделушка. От него зависит качество проецируемого изображения. Возьмите большую лупу. Самый лучший вариант — линза Френеля.
  • Картонная коробка с крышкой. Чтобы собрать самодельный проектор из смартфона, можно использовать и другой материал. Главное, чтобы вы сумели его разрезать. И чтобы у него не было зеркальной поверхности. В коробку должен свободно помещаться телефон (планшет или монитор). Также учитывайте, что на её боку будет лупа. Прикиньте на глаз размеры, чтобы всё точно влезло. Корпус можно склеить вручную из кусков картона.
  • Ножницы и/или нож.
  • В самодельный проектор должен уместиться держатель или подставка для смартфона. Чтобы зафиксировать экран в одном положении.
  • Карандаш.
  • Циркуль.
  • Скотч и/или клей.

Необходимые инструменты

Ещё можно сделать простенькую вещь для просмотра слайдов. Для неё нужны:

  • Фонарик или яркая лампа.
  • Лупа. Не очень выпуклая.
  • Крепления или подставки, на которых всё это можно разместить.
  • Из необязательных инструментов — держатель для диапозитивов.

Диапроектор

Самодельный диаскоп

Вот как сделать проектор своими руками, если вы собираетесь просматривать на нём слайды:

  1. Поставьте фонарь или лампу рядом с экраном (подойдёт белая стена или простыня). Не пододвигайте его слишком близко. Расстояние около двух метров — оптимальное.
  2. Между экраном и фонарём закрепите лупу. Так, чтобы через неё падал свет на стену.
  3. Если вы поместите слайд между линзой и лампой, то увидите увеличенную проекцию.
  4. Можете создать из этого единую конструкцию. Прикрепите друг к другу увеличительное стекло, держатель для слайдов и фонарь.
  5. Чтобы менять размеры и чёткость изображения, двигайте свой самодельный диаскоп.

Он подходит только для статичных картинок. Это не проектор из смартфона, на котором можно смотреть кино. Но если у вас сохранились старые диафильмы, они не пропадут. Такое изделие подойдёт для игр с детьми. Вы покажете им интересные рисунки и заодно продемонстрируете основные законы оптики.

Телефон

Чтобы сделать картонный проектор для смартфона, нужен телефон с хорошим и ярким дисплеем.

Чтобы сделать своими руками проектор для смартфона, нужно не так много. Если в результате, вообще, нет никакой картинки, значит, лупа не подходит. Чтобы откалибровать изображение, двигайте телефон внутри коробки. Имеет смысл его настроить. Увеличить яркость. Поменять параметры автоматического затемнения и отключения экрана.

Ноутбук

Вот как из коробки сделать проектор для ноутбука или планшета:

  1. Обычная лупа не подойдёт. Нужна линза Френеля из жидкого пластика. Размер — зависит от коробки. Оптимальное — 200 на 250 миллиметров.
  2. Между экраном и увеличительным стеклом должно быть расстояние около 50 сантиметров. Присмотрите соответствующий «корпус».
  3. Вырежьте в нём отверстие для монитора.
  4. На противоположной стороне будет линза. Приложите её к картону и обведите.
  5. Дыра для увеличительного стекла должна быть чуть меньше, чем нарисованный контур. Поэтому создайте вторую обводку внутри первой.
  6. Теперь вырезайте отверстие.
  7. Прикрепите к нему линзу при помощи скотча. С внутренней стороны коробки.
  8. Увеличительное стекло должно быть повёрнуто рифлёной поверхностью к монитору.
  9. Теперь прикрепите сам дисплей.
  10. Если это планшет, зафиксируйте его в «прямом» положении. Прислоните его к вертикальной опоре. Или прикрепите к стопке книг.
  11. Если ноутбук, просто поставьте его на стол или на пол, и положите сверху заготовку для проектора.
  12. Линза Френеля переворачивает изображение.
  13. Перед тем как всё окончательно закрепить, проверьте, проецируется ли картинка на стену.
  14. Выставьте максимальную яркость.
  15. Отключите спящий режим на ноутбуке или затемнение дисплея на планшете.

Теперь вы знаете, как смастерить своими руками проектор из коробки и телефона. И сможете за несколько минут создать персональный кинозал. Главное — найти подходящую лупу.

Всего лишь пару лет тому назад проекторы выступали только в качестве надёжного инструмента, обеспечивающего демонстрацию видео или презентации при проведении конференций, семинаров, прочих публичных мероприятий. В настоящее время некоторые современные жители приобретают такую технику, чтобы создать настоящий кинотеатр в домашних условиях. Для чёткого проецирования изображения на экран важно найти правильное место для технического средства, а вслед за этим приобрести надёжное потолочное или настенное крепление для такого проектора.

Установка проектора на потолок либо стену

При необходимости можно установить проектор на стену или потолок.

Имея в наличии потолочный проектор, можно в домашних условиях организовать настоящий современный кинотеатр, в котором каждому зрителю будет обеспечено комфортное место на кресле или диване. Просматривая фильмы в таком режиме, пользователи остаются невероятно довольными, поскольку демонстрация сопровождается отменным качеством и изображения, и звука.

Техника крепления

После того как первый шаг к созданию домашнего кинотеатра сделан, проектор приобретён и доставлен к месту назначения, приходится размышлять по поводу того, как установить проектор, какой крепёж для проектора следует обязательно приобрести.

Хорошо, когда техническое средство приобретается до проведения ремонтных работ. Также не возникает проблем с тем, как повесить проектор на потолок, если во время проведения ремонта задолго до приобретения технического средства, владельцы всё-таки предвидели вероятность приобретения проектора, поэтому позаботились о создании мини-зоны, ориентированной на крепление к потолку проектора.

Предусмотренная заранее ниша

Если же вы входите в число тех, кто ещё несколько лет назад не мечтал о приобретении такого аппарата, а теперь находится перед дилеммой, не понимая, как правильно установить проектор, тогда вам будет полезно ознакомиться с рекомендациями тех, кто уже проделал этот путь.

Подготовительные работы

Первоначально следует посетить торговое заведение, чтобы выбрать подходящий крепёж для проектора потолочный. В магазине вам могут предложить несколько разновидностей кронштейна, отличающихся друг от друга по нескольким параметрам.

Прежде всего, следует решить, из какого материала вы желали бы видеть потолочный кронштейн. Чаще всего пользователи приобретают металлические или пластиковые конструкции, хотя имеется возможность приобрести и деревянные модели.

Кронштейн, при помощи которого удаётся осуществлять монтаж проектора, состоит их трёх составных частей:

  • монтажной площадки;
  • штанги;
  • платформы.

Кронштейн для проектора

Особое внимание важно обратить на модификацию платформы, которая может быть ориентирована под конкретную модель проектора, а может быть универсальной. Если вы приобретаете кронштейн с универсальной платформой, тогда можно устанавливать не только проектор, сопровождающийся любым весом и конфигурацией, но и крепить даже телевизор.

Как бы вас ни убеждал продавец в магазине, что конкретная модель кронштейна идеально подойдёт для установки проектора на потолок своими руками, не поддавайтесь на такие уговоры, а лично исследуйте поверхность, убедитесь в точном совпадении мест крепления на корпусе проектора и площадки кронштейна.

Поскольку крепление для проектора настенное или потолочное следует зафиксировать единожды, а не участвовать в проведении таких манипуляций постоянно, важно обратить внимание и на модификацию штанги. Отлично, если она подлежит беспрепятственной регулировке. К сожалению, не все модели обладают такими характеристиками, поэтому заранее показано определиться, на какой высоте следует зафиксировать техническое средство, чтобы впоследствии изображение качественно отражалось на экране, не сопровождаясь искажениями.

Определение высоты крепления

Опытные пользователи акцентируют внимание на том, что крепление для проектора на стену или на потолок можно приобрести в полном комплекте, но при желании можно каждую составляющую купить по отдельности, тем самым подбирая то, что по вашему разумению максимально подходит для вашего проектора.

Пусть вас особо не тревожит тот момент, что потолок в комнате не сопровождается горизонтальной поверхностью. Приобретая специальный адаптер, проектор можно даже закрепить на потолке, состоящем из балок или имеющем форму купола.

Принципы монтажа

Итак, после того как подготовительная работа завершена, когда приобретены все необходимые составляющие, при помощи которых удаётся надёжно крепить проектор к потолку или на стену, можно смело переходить к изучению рекомендаций, как закрепить проектор на потолке.

Инструкция, как установить проектор на потолок, имеет несколько вариантов, отличающихся между собой в зависимости от того, какой потолок имеется в этом комнатном пространстве. Однако всё-таки имеются и общие советы. В частности, первоначально следует просверлить в потолке отверстия, в них вставить дюбели, а уже впоследствии начинает крепиться монтажная площадка при помощи саморезов.

К сожалению, общая эстетика потолочного пространства может ухудшаться за счёт свисающих проводов, если не предполагается проведение ремонтных работ, во время которых удаётся прятать провода в специальные углубления, выполненные на потолке или стене. В этом случае приобретите в строительном магазине кабель-канал, внедрите в него провода и аккуратно зафиксируйте на потолке.

Скрытие проводов

Безусловно, разобраться, как крепить проектор к потолку, если он является подвесным, несложно, хотя и в этом случае есть свои небольшие секреты.

Потолок из гипсокартона

Если в вашей квартире имеется гипсокартонный потолок, на нём тоже можно надёжно зафиксировать проецирующее устройство. Однако в этом случае важно учесть общий вес проектора. Если только вес аппарата не превышает пяти килограммов, тогда можно смело фиксировать кронштейн непосредственно к самим гипсокартонным конструкциям.

К сожалению, если проектор сопровождается более внушительным весом, тогда придётся поступить иначе. Можно ставить крепежи на элементах каркаса. Найти вам их будет несложно, если воспользоваться магнитом.

Крепление к потолку из гипсокартона

Также можно просверлить место в гипсокартоне и зафиксировать проектор непосредственно на потолке. Только в этом случае придётся после завершения монтажных работ предпринять усилия, направленные на заделывание образовавшейся дыры, декорируя её подручными средствами. Неплохим вариантом будет приобрести полиуретановую лепнину и задекорировать технические огрехи при помощи её.

Кассетный потолок

Если ваш потолок является разновидностью модульной конструкции, тогда вам удастся избежать множества проблем, в том числе вам будет достаточно просто спрятать все провода, обеспечивая высокую эстетику потолочного пространства.

Интересуясь, как правильно фиксировать кронштейн к модульному потолку, ответ найти достаточно просто. Точно также просто собственными силами осуществить такой монтаж.

Крепление к потолку

Можно разобрать часть потолочной конструкции, выполнить монтажные работы, а потом точно также вернуть кассетные модули на прежнее место. При такой натяжной разновидности потолка приходится делать небольшое отверстие, внедрять через него штангу кронштейна, закреплять её, а затем декорировать отверстие при помощи пластикового кольца.

Монтаж экрана

Совсем не лишними будут размышления относительно того, где вы планируете впоследствии ставить свой экран. От правильного размещения экрана относительно зафиксированного на потолке или стене проектора зависит качество проецируемого изображения.

Кстати, важно правильно выбрать и стену, чтобы на неё не попадали прямые солнечные лучи, иначе они будут значительно ухудшать изображение, поэтому просматривать видео будет совсем некомфортно.

Экран может быть переносным. В этом случае придётся его постоянно вывешивать на стене. Существуют разновидности экрана, оснащённые механизмами, при помощи которых удаётся легко поднимать и опускать его. Такие механизмы могут быть ориентированы на ручное вмешательство и электронное управление, когда экран поднимается и опускается при помощи пульта.

Монтаж экрана

Итак, желая оборудовать комнату, которая будет использоваться в качестве домашнего кинотеатра, рекомендуется первоначально ознакомиться с разнообразными вариантами крепежа, моделями проекторов, экранов, а только потом на основании полученной информации решить, что конкретно нужно не только вам, а что подходит максимально точно под характеристики окружающего пространства. Совершая не импульсивное приобретение, а действуя осознанно, удаётся выполнить все работы максимально эффективно.

Осуществить монтаж потолочного или настенного проектора сможет каждый, если будет заинтересован в выполнении таких манипуляций, если тщательно изучит рекомендации, запомнит и применит на практике все предложенные нами секреты. Выполненные работы впоследствии позволят насладиться результатом, просматривая видео в комфортной обстановке.

Многочисленное участие в различных выставках натолкнуло меня на мысль о том, что необходимо придумать способ постоянного привлечения посетителей на выставочный стенд каким-то необычным образом. Некоторое количество мозговых напряжений и поход в любимый хозмаг подсказали интересную идею. В результате делаем необычный проекционный экран.

Что нам понадобиться?

Как я рассказывал в одном из предыдущих своих постов — хозмаг отличное место для любителя что-то сделать интересное. Так и в этот раз — все необходимое купим в отделе мебельной фурнитуры

1. Угловые соединения 90 гр. — 4 шт.
2. Соединительная втулка — 2 шт.
3. Крепления для стекла «крокодил» — 11 шт.
4. «T» образная ножка — 2 шт.
5. Вертикальная штанга (никелированная трубка) — длина 180 см — 2 шт.
6. Горизонтальная штанга (никелированная трубка) — длина 120 см — 2 шт.

image

На фото можно видеть все эти детали. «Т» образная ножки уже соединены с вертикальными штангами двумя соединительными втулками.

Также для сборки понадобятся два шестигранника 4 и 6 мм. Понятно, что штанги продаются по три метра. В любом магазине можно сразу отрезать детали необходимой длины ножовкой по металлу. Это, пожалуй, единственная «слесарка» в этом случае)

Сборка металлического каркаса

image

Умело орудуя шестигранниками соединяем конструкцию воедино и ставим на ноги. Должно получиться как на фото. Слегка закрепляем восемь «крокодилов» по периметру, но пока не затягиваем сильно.

Чтобы каждый раз не выверять длину конструкции и места соединений — нанесите небольшие метки стойким маркером. Это очень удобно.

«Натягиваем» экран

image

Особенностью данной конструкции является собственно сам экран. Он выполнен из матового оргстекла, в котором вырезаны пазлы, так как показано на данном фото. Экран состоит из четырех таких деталей, которые удерживаются в каркасе «крокодилами».

image

Для изготовления экрана использовалась лазерная резка. Собираем конструкцию воедино, совмещая соседние пазлы и выравниваем, чтобы не было больших зазоров.

Затягиваем «крокодилы» шестигранником, но без особых усилий. Детали и так прекрасно держатся. В конструкции предусмотрена также полочка под рекламные материалы, которая закрепляется на оставшиеся три «крокодила». Также я рекомендую прикупить два-три «крокодила» про запас. У нас был случай поломки. Лопнула челюсть у китайского «крокодила» в теплых русских руках при сильном затягивании)

Зачем пазлы и как это все работает?

Многие уже, наверное, догадались, что экран используется для проекции презентаций и видео с мультимедийного проектора. Проектор установлен сзади экрана и работает на просвет. При этом в настройке проектора необходимо указать зеркальный режим трансляции. Таким образом, проектор спрятан от зрителя и создается впечатление, что работает тонкий плазменный экран. Однако это не все. Проектор постоянно создает красивые блики, так как свет проникает через прорези пазлов. Эти лучи попадают на стены, проходящих на выставке людей, на пол и т.д. и сразу вызывают интерес и внимание. При этом заметный эффект распространяется на 2-4 метра и не мешает остальным участникам выставки. Мы используем проектор 3000 Люмен, который «атакует» экран даже при сильном освещении, создавая отличное контрастное изображение. В темноте же устройство и блики от пазлов действуют просто завораживающе. Форма экрана в виде пазлов действуют особо позитивно на людей. Что–то в них есть душевное. Из детства)

Ну хорошо, а физика тут при чем?

image

Когда создавался этот экран мы не ожидали возникновения дифракционных эффектов, которые не позволяют сфотографировать экран на фотоаппарат или снять на профессиональную камеру. Изображение начинает переливаться всеми цветами радуги. Человек же этого не видит. Экран «обманывает» цифровые матрицы. Дифракционный эффект возникает на границе раздела оптических сред на пазлах. На фото сделаны снимки одного и того же слайда с разных углов к экрану. Фон изначального слайда серый. Выглядит необычно.

Подводим итоги

Устройство получилось с диагональю 150 см. Можно сделать экран побольше, но и такой создавал просто великолепный эффект на выставках. Доходило до смешного — иногда люди больше спрашивали про экран, нежели про нашу продукцию. Цена всей конструкции примерно 100 долларов. Проектор, конечно, в цену не входит) Не стану утомлять читателей дополнительными подробностями и тонкостями, но они все-же есть. Самое главное — особенности и оптические параметры оргстекла. В данном файле (PDF 35 kB) желающие могут прочесть об этом подробнее. Файл также содержит ссылку на выкройку оргстекла для лазерной резки.

Конечно, прилагаю видео. В начале ролика можно увидеть дифракционные искажения экрана.

В этой статье я рассажу о том, как сделать достаточно простой лазерный проектор из подручных деталей.


Введение

Существуют два метода создания изображения при помощи лазера — это векторная и растровая развертка.

В случае векторной развертки луч лазера перемещается в пространстве вдоль контуров необходимого изображения, отключаясь только на время перехода от одного контура к другому.
Благодаря этому лазер оказывается большую часть времени включенным, за счет чего формируемая картинка получается достаточно яркой.

Именно этот метод обычно используется в различных промышленных лазерных проекторах. При этом для быстрого перемещения лазерного луча приходится использовать достаточно сложные электронно-механические устройства — гальванометры. Их цены обычно начинаются от 80$ за пару, а в домашних условиях гальванометры изготовить проблематично (хотя и реально).

Второй метод создания изображения - растровая развертка. В этом методе луч лазера последовательно движется вдоль всех строк изображения. Именно этот метод используется в ЭЛТ-трубках старых телевизоров и мониторов.

Благодаря тому, что оба вида движений (по вертикали и горизонтали) выполняются циклически, механику можно значительно упростить (по сравнению с векторной разверткой). Кроме того, так как формируемое изображение состоит из отдельных элементов, то его значительно проще формировать с программной точки зрения.

Недостаток растровой развертки — луч будет проходить вдоль всех элементов изображения, даже если их не нужно подсвечивать, что из-за чего падает яркость изображения.

Именно этот метод, из-за его простоты, я и захотел реализовать в своем проекторе.

Для перемещения лазерного луча вдоль линии (горизонтальной развертки) очень удобно использовать зеркало, вращающееся с постоянной скоростью. Благодаря тому, что вращение непрерывное, скорость движения луча может быть достаточно большой. А вот переход от одной линии к другой реализовать сложнее.

Самый простой вариант — использовать несколько лазеров, направленных на вращающееся зеркало. Недостатки этого метода — число отображаемых линий будет определятся числом использованных лазеров, что усложняет конструкцию, а ширина зеркала должна быть достаточно большой. Хотя есть и достоинства — единственный подвижный элемент в такой системе — это зеркало, а использование нескольких лазеров позволяет добиться достаточно высокой яркости изображения. Вот пример проектора, использующего такой принцип.

Еще один вариант развертки, который можно встретить в сети — объединение вертикальной и горизонтальной развертки за счет использования вращающегося многогранного зеркала, в котором отдельные зеркала-грани расположены под разным углом к оси вращения. Благодаря такой конструкции зеркала, при повороте зеркала от одной грани к другой луч лазера отклоняется на разные углы по вертикали, за счет чего и создается вертикальная развертка.

Несмотря на общую простоту получающегося проектора (нужны только лазер, зеркало с мотором и датчик синхронизации) у метода есть большой недостаток — большая сложность изготовления такого многогранного зеркала в домашних условиях. Обычно угол наклона зеркал-граней приходится подстраивать в процессе сборки, причем делать это нужно с большой точностью, что значительно усложняет конструкцию зеркала.

Для упрощения конструкции я решил использовать другой принцип развертки — постоянно вращающееся зеркало для формирования горизонтальной развертки и периодически колеблющееся зеркало для формирования вертикальной развертки.

Реализация

Горизонтальная развертка

Откуда можно взять быстро вращающееся зеркало? Из старого лазерного принтера!
В лазерных принтерах для развертки лазерного луча вдоль листа бумаги используется именно многогранное (полигональное) зеркало, установленное на валу скоростного бесколлекторного двигателя. Обычно этот двигатель закреплен на печатной плате, которая им и управляет.

У меня уже был подходящий зеркальный модуль из принтера:


Документацию на сам модуль и использованную в нем микросхему найти не удалось, так что для определения распиновки модуля мне пришлось провести простой реверс-инжиниринг. Линии питания на разъеме найти довольно просто — они подключены к единственному на плате электролитическому конденсатору. Однако просто при подаче питания двигатель вращаться не будет — на плату нужно подать сигнал тактирования, который определяет скорость вращения. Этот сигнал — простой меандр частотой от 20 до 500-1000 Гц (для разных моделей может быть по разному).

Чтобы найти нужную линию, я взял генератор импульсов, настроенный на частоту 100 Гц, и подсоединял его выход через резистор в 470 ко всем свободным линиям разъема лазерного модуля. При подаче сигнала на нужную линию мотор начал вращаться. Скорость вращения зеркала получается очень высокой, последующие измерения показали, что она может превышать 250 об/сек. Но, к сожалению, из-за большой скорости вращения мой лазерный модуль довольно громко шумел. Для экспериментов это не является проблемой, а вот для постоянной работы проектора это плохо. Возможно, что за счет использования более нового зеркального модуля или установки конструкции в коробку уровень шума можно значительно снизить.

Лазер


Так как из-за использования растровой развертки свет лазера распределяется по всей площади изображения, то яркость формируемого изображения выходит довольно низкой — изображение можно видеть только в темноте.

Поэтому, уже после того, как я получил изображение, я заменил лазерный модуль на другой, в котором использован лазерный диод из DVD (пример изготовления такого модуля).

Внимание — лазер из DVD очень опасен для зрения, все работы с таким лазером нужно проводить в специальных защитных очках!

Конструкция крепления этого лазерного модуля такая же, как и у предыдущего.

Лазер и модуль полигонального зеркала я установил на небольшой дощечке из оргалита. Лазер должен быть закреплен в одной плоскости с зеркалом. После подачи питания с сигнала тактирования на мотор и питания на лазер нужно выставить лазер так, чтобы его луч попадал на грани зеркала. В результате при вращении полигонального зеркала формируется длинная горизонтальная лазерная линия.

Фотодатчик синхронизации

Для того, чтобы управляющий микроконтроллер мог отслеживать положение движущегося лазерного луча, нужен фотодатчик. В качестве фотодатчика я использовал фотодиод, закрытый кусочком картона с прорезью. Прорезь нужна для того, чтобы более точно обнаруживать момент попадания луча на фотодиод.

Вот так выглядит крепление фотодиода (без картона с прорезью):


При нормальной работе мотора отраженный луч лазера должен сначала попадать на фотодатчик, а потом уже — на зеркало вертикальной развертки.

После того, как датчик был установлен, я проверил его работу, подав на него напряжение через резистор. Сигнал с датчика я наблюдал осциллографом — его амплитуда оказалась достаточной для того, чтобы подключить датчик напрямую к GPIO входу микроконтроллера.

Вертикальная развертка

Как я уже упоминал ранее, для формирования вертикальной развертки я использовал периодически колеблющееся зеркало. Каким образом можно сделать привод такого зеркала?
Самый простой вариант — использовать подгруженный электромагнит. Иногда в простейших конструкциях лазерных проекторов используют зеркала, прикрепленные к обычным динамикам. Но такое решение обладает большим количеством недостатков (плохая повторяемость результатов, низкая технологичность конструкции, сложность в калибровке).

В своей конструкции проектора я решил использовать BLDC мотор из DVD для управления зеркалом вертикальной развертки. Поскольку проектор изначально планировался для вывода текста, это значило, что отображаемых линий будет немного, а значит, что зеркало нужно поворачивать на небольшой угол.

BLDC мотор из DVD содержит три обмотки, входящие в состав статора. Если одну из обмоток подключить к плюсу источнику напряжения, а две других поочередно соединять с его минусом, то ротор двигателя будет колебаться. Максимальный угловой размах колебаний определяется конструкцией мотора, в частности, числом его полюсов. Для мотора из DVD этот размах не превышает 30 градусов. Благодаря достаточно большой мощности такого мотора, простоте управления (нужно всего два ключа), вращательному движению этот мотор очень хорошо подходит для изготовления простого текстового лазерного проектора.

Вот так выглядит мой мотор с приклеенным к нему зеркалом:


Стоит обратить внимание на то, что отражающая поверхность зеркала должна быть впереди, то есть не закрыта стеклом.

Конструкция в целом

Вот так выглядит проектор целиком:


Проекционная часть крупным планом:


Полигональное зеркало вращается по часовой стрелке, так что луч лазера двигается слева направо.

Здесь уже установлен мощный лазерный диод из DVD (внутри коллиматора). Зеркало вертикальной развертки установлено таким образом, что проецируемое изображение оказывается направлено вверх — в моем случае, на потолок комнаты.

Как видно из фотографии, лазером и механикой проектора управляет микроконтроллер stm32f103, установленный на маленькой отладочной плате (Blue Pill). Эта плата вставлена в Breadboard.


Как я уже упоминал раньше, для управления мотором полигонального зеркала нужен только один сигнал — тактирования («POLY_CLOCK»), который вырабатывает один из таймеров stm32, работающий в режиме ШИМ. Частота и скважность этого сигнала остается неизменной в процессе работы проектора. Для питания платы мотора я использую отдельный блок питания на 12 В.

Два ШИМ сигнала для управления положением зеркала вертикальной развертки формирует другой таймер микроконтроллера. Эти сигналы заведены на микросхему ULN2003A, которая и управляет мотором от DVD. Таким образом, устанавливая различную скважность ШИМ каналов этого таймера, можно изменять угол поворота мотора.

К сожалению, в существующем виде конструкция не имеет обратной связи по положению зеркала. Это значит, что микроконтроллер может привести зеркала в движение, но его текущего положения он «знать» не будет. Из-за инерционности ротора двигателя и индуктивности катушек изменение направления движения зеркала тоже происходит с некоторой задержкой.

Все это приводит к двум последствиям:

  • Плотность линий получается переменной. Это связано с тем, что скорость вращения зеркала не контролируется.
  • Немалую часть линий использовать нельзя. Вертикальное зеркало колеблется циклично, так что часть времени линии можно было бы выводить сверху вниз, а другую часть — снизу вверх. В результате из-за отсутствия данных о положении приходится отображать линии только при движении мотора в одну строну. Так как отображается только часть линий, яркость изображения падает (то есть лазер используется не полностью).

Процесс формирования изображения проектором тоже довольно прост:

    Каждый раз, когда луч лазера попадает на фотодиод, в микроконтроллере формируется прерывание.

Пример формируемого изображения (шрифт высотой 8 линий):


Некоторое искажение пропорций текста связано с тем, что проектор светит на стену под углом.
Сейчас каждый цикл колебаний зеркала вертикальной развертки состоит из 32 шагов (один шаг соответствует повороту полигонального зеркала на 1 грань).

В текущей реализации проектор может выводить около 14 полноценных линий, остальные линии либо сливаются друг с другом, либо неправильно смешиваются с остальными.

В фотографии в начале статьи также используется шрифт высотой 8 линий. Как видно, даже две строки текста более-менее нормально отображаются.

В то же время таблица знакогенератора в этом проекте содержит шрифты высотой 12 и 6 линий:


На этой фотографии хорошо заметна переменная плотность линий.

Пример «бегущей строки», отображаемой таким проектором:

На видео изображение мерцает по вертикали, в реальности глазом этот эффект незаметен.

Читайте также: