Самодельный текстовый лазерный проектор

Фокусированный свет, испускаемый лампочкой, в сочетании с высококачественной матрицей, которую можно извлечь из любого современного смартфона или планшета, совместно создают изображение, увеличенное посредством линзы, которое проецируется на экран, установленный на стене. В качестве экрана могут использоваться белые простыни, клеёнки, а также светлые поверхности мебели или обоев.

Проектор своими руками: разнообразные конструкции для различных источников

Многим с детства известен этот прибор — проектор, с помощью которого показывали диафильмы, а взрослые наслаждались просмотром цветных слайдов о своих отпусках. Проекторы активно используются и в наше время, однако они работают на совершенно иных физических принципах и технических базах. Прогресс в микроэлектронике и вычислительной технике привел к новым направлениям совершенствования проекционной аппаратуры. Сегодня многие умельцы осваивают изготовление этого устройства своими руками.

Как сделать проектор своими руками

Существует множество способов проекции изображения, которые можно осуществить практически с любого современного источника.

Как сделать из телефона проектор

Создать простейший видеопроектор на основе мобильного телефона может каждый человек, обладающий минимальными навыками работы руками.

Давайте подробно рассмотрим этапы работы. В первую очередь подготовьте необходимые инструменты: обувная коробка, острый нож, клей, лупа и обрезки пенопласта.

Процесс включает следующие этапы:

1. Прикладываем лупу к торцу коробки и обрисовываем её контуры.
2. Вырезаем отверстие и устанавливаем лупу, завершая её фиксацию.

Следующий шаг — создание держателя для вашего устройства и установка его внутри коробки. Прорези в стенке коробки для шнура питания необходимы, чтобы подключить устройство к сети.

Теперь монтируем лупу в вырезанное отверстие и фиксируем её на месте скотчем или клеем. Телефон устанавливается на держателе внутри коробки, и его положение необходимо подбирать для достижения наилучшего качества изображения.

Проектор на основе ноутбука

Создание простого самодельного проектора на базе ноутбука или планшета выполняется аналогично проектору на основе смартфона. Главное отличие заключается в том, что размер экрана источника в данном случае в три-четыре раза больше, что подразумевает и соответствующее увеличение габаритов устройства. Обувная коробка для этой цели не подходит, и потребуется более просторный вариант. Внутренние поверхности новой коробки следует покрасить матовой черной краской. Диаметр линзы должен составлять примерно 100–120 мм, а фокусное расстояние — от 20 до 30 мм.

Процесс сборки такой конструкции повторяет шаги, описанные для проекторов на основе смартфонов.

Существуют и более сложные варианты сборки, которые требуют разборки старого ноутбука или планшета для извлечения экрана. Для таких систем нужно создать систему охлаждения, используя детали от старых вычислительных устройств. Эти самодельщики должны обладать навыками в монтаже электроники. Картинку с довольно большого экрана можно вывести через оптическую систему, использующую линзы Френеля.

Проектор для слайдов своими руками в домашних условиях

Если у вас остались слайды как артефакты из прошлого, но нет диапроектора, можно создать его самостоятельно. Изготовление простейшей версии слайдпроектора аналогично созданию проектора для смартфона. Здесь вместо мобильного устройства в коробку устанавливается рамка для протяжки позитивной фотопленки или слайдов. Сзади рамки устанавливается лампа мощностью порядка 100 Вт. Чтобы предотвратить перегрев, на задней стенке коробки устанавливается небольшой компьютерный вентилятор.

Введение

Существует два метода создания изображения с помощью лазера: векторная и растровая развертка.

При векторной развертке луч лазера движется по контурам нужного изображения, выключаясь только на время перехода от одного контура к другому.
Таким образом, лазер остается включенным большую часть времени, что позволяет формируемому изображению быть достаточно ярким.

Этот метод обычно применяется в промышленных лазерных проекторах. Для быстрого перемещения лазерного луча используются сложные электронно-механические устройства — гальванометры. Их стоимость начинается от 80 долларов за пару, и в домашних условиях их изготовление довольно сложно, хотя это возможно.

Второй метод — растровая развертка. В этом методе лазерный луч последовательно движется по всем строкам изображения, что было основой работы ЭЛТ-трубок старых телевизоров и мониторов.

Благодаря циклическому выполнению движения (по вертикали и горизонтали) механика может быть значительно упрощена по сравнению с векторной разверткой. Кроме того, поскольку формируемое изображение состоит из отдельных элементов, его значительно проще создавать с помощью программного обеспечения.

Однако недостатком растровой развертки является то, что луч проходит по всем элементам изображения, даже если они не должны подсвечиваться, что снижает яркость картинки.

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

Для перемещения лазерного луча по горизонтали очень удобно использовать зеркало, вращающееся с постоянной скоростью. Поскольку вращение непрерывное, скорость движения луча может быть достаточно высокой. Однако переход от одной линии к другой реализовать сложнее.

Самый простой вариант — использовать несколько лазеров, направленных на вращающееся зеркало. Недостаток этой схемы в том, что количество отображаемых линий будет определяться количеством использованных лазеров, что усложняет конструкцию. Ширина зеркала также должна быть достаточной. Хотя есть и положительные моменты — единственный подвижный элемент в этой системе — это зеркало, а использование нескольких лазеров позволяет достичь достаточной яркости изображения. Пример проекта с использованием такого принципа будет приведён далее.

Другой вариант развертки, встречающийся в интернете, объединяет вертикальную и горизонтальную развертку с помощью многогранного вращающегося зеркала, где отдельные грани расположены под разным углом к оси вращения. Эта конструкция позволяет при повороте зеркала от одной грани к другой отклонять луч лазера на разные углы вертикально, что и создает вертикальную развертку.

Тем не менее, не смотря на простоту такой конструкции, существует сложность в изготовлении многогранного зеркала в домашних условиях. Обычно угол наклона граней зеркал нужно подстраивать в процессе сборки, и делать это необходимо с высокой точностью, что усложняет конструкцию.

Для упрощения механизма я решил использовать другой принцип развертки: постоянное вращающееся зеркало для горизонтальной развертки и периодически колеблющееся зеркало для вертикальной развертки.

Реализация

Горизонтальная развертка

Откуда взять быстро вращающееся зеркало? Из старого лазерного принтера!
В лазерных принтерах для развертки лазерного луча вдоль бумаги используется многогранное (полигональное) зеркало, установленное на валу скоростного бесколлекторного двигателя, который обычно прикреплен к печатной плате.

У меня уже был подходящий зеркальный модуль из принтера:

К сожалению, документацию на сам модуль и использованную в нём микросхему мне не удалось найти, так что определять распиновку модуля пришлось методом реверс-инжиниринга. Линии питания на разъеме найти несложно — они подключены к единственному электролитическому конденсатору на плате. Однако просто подать питание недостаточно — на плату необходимо подать сигнал тактирования, который будет определять скорость вращения. Это простой прямоугольный сигнал с частотой от 20 до 500-1000 Гц (в зависимости от модели).

Чтобы найти нужную линию, я воспользовался генератором импульсов, настроенным на частоту 100 Гц, и поочередно подключал его выход через резистор 470 Ом ко всем свободным линиям разъема лазерного модуля. При подаче сигнала на правильную линию мотор начал вращаться, и его скорость вращения оказалась достаточно высокой — наши последующие измерения показали, что она может превышать 250 об/сек. Однако, из-за высокой скорости вращения, мой лазерный модуль функционировал достаточно шумно. Для экспериментов это не критично, но для постоянной работы проектора шум будет весьма проблематичным. Возможно, использование более современного зеркального модуля или установка всей конструкции в коробку сможет значительно снизить уровень шума.

Лазер

Для первых экспериментов я использовал лазерный модуль из дешевой указки. Модуль следует закрепить таким образом, чтобы его можно было вращать по нескольким осям — это нужно для точной настройки направления лазера на зеркало:

Из-за использования растровой развертки свет лазера распределяется по всей площади изображения, и, как следствие, яркость формируемого изображения оказывается довольно низкой — его можно увидеть только в полной темноте.

Поэтому уже после того, как я получил изображение, я решил заменить лазерный модуль на более мощный, состоящий из лазерного диода от DVD-привода (пример изготовления такого модуля будет приведён далее).

Внимание — лазер из DVD очень опасен для зрения! Работать с таким лазером нужно в специальных защитных очках!

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

Я установил лазер и полигональное зеркало на небольшую дощечку из оргалита. Лазер должен находиться в одной плоскости с зеркалом. После подачи питания и сигнала тактирования на мотор, а также питания на лазер, необходимо выставить лазер так, чтобы на грань зеркала попадал его луч. В результате вращения полигонального зеркала формируется длинная горизонтальная лазерная линия.

Фотодатчик синхронизации

Для управления микроконтроллера, чтобы отслеживать положение движущегося лазерного луча, потребуется фотодатчик. Я использовал фотодиод с закрытым защитой из картона с прорезью. Эта прорезь обеспечивает более точное обнаружение момента попадания луча на фотодиод.

Способы изготовления

Перед началом работ стоит позаботиться о наличии линзы. Обратите внимание, что данный элемент должен обеспечивать увеличение изображения как минимум в десять раз. Успех всего процесса будет зависеть от качества изображения источника и аккуратности при сборке устройства.

Существуют различные способы изготовления проектора, поскольку есть разные технологии передачи картинки, использующиеся также в фильмоскопах и аппаратах для демонстрации слайдов. Наиболее распространённые варианты можно выделить следующие:

• диапроектор, работающий на основе пропускания светового потока через прозрачный носитель;
• эпипроектор, который функционирует за счёт отражения лучей от непрозрачного элемента;
• кинопроектор, передающий изображение с перемещающейся пленки или отдельных слайдов;
• устройства LCD, транслирующие изображение путём пропускания света через соответствующую панель;
• DLP-устройства, работающие на основе отражения луча от специального чипа.

Первый вариант будет актуален для тех, кто хочет создать что-то уникальное. Этот способ позволяет максимально упростить создание проектора своими руками при минимальных финансовых затратах, так как он может быть создан на основе лупы и картонной коробки.

С учётом простоты конструкции, весь процесс создания проектора не требует большого количества времени и специальных навыков. Ключевым моментом будет правильное расположение линзы относительно источника изображения. Важно помнить, что яркость картинки должна быть максимальной.

В коробке нужно сделать отверстие для установки увеличительного стекла. После этого достаточно закрепить линзу чётко посередине источника сигнала и установить экран, например, обычную белую простыню.

Главный минус такого проектора заключается в невысоком качестве изображения.

Из телефона

Не секрет, что современные гаджеты активно используются не только для общения, но и для обмена видео. Следовательно, мобильные устройства можно использовать как источник изображения при создании видеопроектора. Теоретически работа проектора основывается на преобразовании сигнала, поступающего с экрана телефона, на нужную поверхность через линзу. Ключевым моментом в этом вопросе будет создание корпуса проектора, который будет обеспечивать максимальное затемнение окружающего пространства. Необходимо помнить и о наличии креплений для оптического устройства и самого смартфона.

Подбор увеличительного стекла можно осуществить довольно легко. Важно учитывать, что размеры линзы должны совпадать с размерами экрана источника сигнала. Чаще всего для установки лупы используется передняя панель корпуса проектора. Для крепления телефона внутри самодельного устройства можно использовать небольшую коробочку или ребра, сделанные из картона. Важно разместить телефон в вертикальном положении.

Чтобы создать проектор на базе популярного мобильного устройства, понадобится минимальный набор материалов и инструментов. Процесс построения будет предельно простым. Ниже представлен алгоритм действий для сборки устройства.

Рекомендации

При создании самодельного проектора любым из описанных выше способов стоит учитывать его предназначение. От особенностей предполагаемой эксплуатации напрямую зависят основные характеристики будущего мультимедийного устройства. Для достижения наилучших результатов следует придерживаться следующих рекомендаций.

• Для частого просмотра фильмов или других видеозаписей семьёй или в компании лучше использовать проекторы, собранные на базе планшета или ноутбука.
• Как уже упоминалось, корпус конструкции можно выполнить и из картонной коробки. Однако предпочтительными будут фанера или МДФ.
• Особое внимание стоит уделить устойчивости аппарата.
• Если предполагается трансляция изображения на высоко расположенный экран, заранее стоит подготовить подставку для проектора с учётом правильных углового излучения.
• Максимальное качество картинки удастся получить при низком уровне освещения в помещении.

Существуют различные методы повышения качества изображения, транслируемого в домашних условиях проектором. Это включает в себя следующие действия.

1. Настроить на источнике сигнала максимально возможные яркость и контрастность.
2. Обеспечить полную защиту от попадания света внутрь корпуса.
3. Внутренние стенки прибора следует покрасить в тёмный цвет. Идеальный вариант — обшить их черной бархатной тканью.

Кроме того, в рамках улучшения качества картинки на экране можно проводить тонкую настройку самого проектора. Небольшие хитрости могут помочь избавиться от размытия изображения и проблем с четкостью. Также стоит не забывать о необходимости охлаждения матриц планшета и ноутбука. Важно также знать, что оптимальное расстояние от зрителей до экрана составляет 3-4 метра.

Качество изображения будет зависеть не только от уровня освещённости, но и от состояния самого экрана.

Создавая голографический самодельный проектор, также стоит учитывать некоторые нюансы. Из-за стоимости комплектующих не лишним будет выделить время на максимальное сокращение затрат. Например, пирамиду можно изготовить из старых футляров для CD-дисков, аккуратно склеивая элементы с высоким уровнем точности.

Особое внимание следует уделить проектору, где ключевым элементом будет извлеченная матрица. Необходимо помнить, что речь идёт о хрупком элементе конструкции ноутбука, планшета или смартфона. Повредить дисплей можно достаточно легко, поэтому если нет достаточных знаний и умений, лучше выбрать более простой вариант создания мультимедийного устройства. Альтернативой может быть обращение к специалисту, который окажет помощь в демонтаже матрицы и платы.

В следующем видео вы найдете подробную инструкцию, как сделать проектор своими руками.

Проектор из аппарата для просмотра слайдов

Использование обычной лупы будет уместно при создании проекторов для любительского просмотра фильмов. Однако, чтобы добиться качественного изображения, стоит использовать специализированный слайдер, который нередко применяется в учебных заведениях. Создать такой диапроектор достаточно просто — потребуется лишь хороший источник воспроизведения изображения.

Список материалов для работы

У пользователя единственная забота — настроить и правильно установить почти готовый проектор. Для этого подойдут следующие материалы:

• заводская матрица с установленными оптическими узлами;
• заводской проектор;
• ноутбук или планшет, из которого была извлечена матрица;

Этапы работы

Сначала необходимо аккуратно разобрать ноутбук или планшет, чтобы не повредить экран. Затем конструкцию просто помещают в диапроектор, и можно начинать показ слайдов или видео. В данной ситуации экран будет выполнять функцию навигатора по системе планшета. Вот как это выглядит на практике:

1. Подключаем установленную матрицу к планшету и находим устройство управления — это может быть специальный Wi-Fi-модуль или обычная беспроводная компьютерная мышь.
2. Включаем проектор в сеть и направляем его линзу на мультимедийный экран, например, на специальную профессиональную доску.
3. Воспроизводим видео и смотрим его в максимально затемнённом помещении.

Для достижения максимального качества изображения на проектор устанавливаются специальные гобо-линзы.

Полезные советы умельцам и тонкости изготовления

При создании проектора важно задуматься о его предполагаемом использовании. Этот параметр станет решающим при определении размеров мультимедийного устройства. Ниже представлено несколько полезных рекомендаций от пользователей.

1. Если вы планируете часто смотреть фильмы в полумраке с семьёй, проектор сможет заменить вам кинотеатр. Но в этом случае необходимо использовать не телефон или планшет, а более крупное устройство, например, ноутбук.
2. Лучше всего для корпуса проектора использовать качественные материалы, такие как фанера или МДФ. Обязательно следите за устойчивостью прибора.
3. При необходимости трансляции видео на высоко расположенный экран, заранее подготовьте подставку для устройства. Не следует использовать книги или другие предметы для повышения высоты — это потенциально небезопасно.
4. Лучший эффект от просмотра возможен в тёмное время суток без постороннего освещения.

Уважаемые читатели, делитесь своим опытом подобных самоделок, если он у вас есть.

Если в процессе чтения у вас возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьёй. Мы всегда рады обратной связи и promptly ответим.

Как настроить и улучшить изображение

Процесс настройки качественного изображения на экране может быть сложным и времязатратным, так как пользователю нужно будет поработать над настройками проектора и его деталей. Это можно сделать легче, следуя следующим советам:

• Увеличить четкость отображаемого изображения можно, покрасив внутренние стенки корпуса в черный цвет;
• Если создаете пирамиду для голографических картинок, старайтесь использовать клей для соединения отдельных элементов;
• Яркость мобильного устройства, установленного в корпус, должна быть на максимуме. Также, если это возможно, настроить контрастность изображения на максимально высокий уровень;
• Оптимально устанавливать изображение на расстоянии трех-четырёх метров от зрителя;
• Если помещение с проектором будет довольно темным, а экран обеспечит хорошее качество, тогда изображение станет максимально комфортным для просмотра;
• Матрица мобильного устройства, как правило, быстро нагревается, поэтому потребуется установить рядом с ней небольшой вентилятор для охлаждения.

Интересные решения

Также, если у вас есть знания о работе электросхем, навыки пайки и свободное время, вы можете создать более качественный проектор с использованием линз Френеля и ЖК-матрицы.

Для этого нужно подготовить следующие детали:

• Куски фанеры и крепёжные уголки для создания корпуса;
• Направляющие для каретки;
• Источник питания для светодиода;
• Светодиод 100 Вт;
• Ненужное мобильное устройство с жидкокристаллической матрицей;
• Пара линз Френеля;
• Источник питания для вентиляторов;
• Объектив для входа;
• Плата для управления вентиляторами.

Как только все необходимые детали собраны, можно приступить к созданию проектора. Процесс заключается в следующих действиях:

1. Сначала из фанеры необходимо изготовить прямоугольник по размерам линз;
2. Затем нужно вырезать два симметричных отверстия по бокам, ближе к задней стенке, для вентиляции;
3. Далее установите систему охлаждения в заднюю стенку, в центре которой ничего не должно быть, поскольку там будет расположен светодиод;
4. Теперь закрепите светодиод на задней стенке и подсоедините его к источнику питания;
5. Из фанеры вырежьте корпус для первой линзы, взяв прямоугольник равный поперечному размеру корпуса, а затем вырежьте отверстие для линзы;
6. Первая линза устанавливается перед светодиодом, не перекрывая вентиляционные отверстия;
7. На следующем этапе разбираем ненужное мобильное устройство, чтобы получить матрицу;
8. После этого создавайте ещё одно крепление для линзы, но в него также должна войти и матрица;
9. Теперь нужно сделать коробку для объектива и установить её на направляющие, чтобы она функционировала как каретка для фокусировки;
10. Закрепите пластину с линзой и матрицей за объективом;
11. С использованием микроконтроллера соедините матрицу с источником изображения, например, с персональным компьютером. Для этого можно использовать Arduino с соответствующим шилдом;
12. Если все было подключено верно, на стене, напротив проектора, должно появиться изображение с экрана персонального компьютера.

Можно посмотреть видео, где подробно описан процесс создания такого проектора:

Я несколько лет работал в салонах сотовой связи двух крупнейших операторов, хорошо разбираюсь в тарифах и вижу все подводные камни. Фанат гаджетов, особенно на Android.