LCD-проектор своими руками

После составления сметы была разработана 3D модель, которая подтолкнула к использованию шпилек и принципу крепления объектива.

Матрица от ЖК монитора будет формировать изображение нашего проектора. Для этого нужно извлечь именно рабочее стекло матрицы, при этом не повредив гибкие шлейфы приклеенные к нему, иначе ей крышка. Из всего монитора нам понадобится «стекло» с контроллером, контроллер монитора и блок питания. Лампы подсветки матрицы и инвертор для их питания нам не пригодится.
Разборку монитора лучше производить в спокойной обстановке, но чистом столе без посторонних предметов. Все винты, которые будет выкручены по ходу разборки луче складывать в какую-нибудь коробку, чтобы они не попали на рабочую поверхность стола и Вы не повредили рабочую поверхность монитора.

Итак, берем наш монитор, переворачиваем его, и выкручиваем все винты, которые можно выкрутить. Естественно после этого корпус монитора не откроется, так как он имеет замки по периметру. В нашем случае можно действовать грубо, но все-же лучше, если вскрытие корпуса произойдет более цивилизовано.

Под задней крышкой обнаруживается плата управления или контроллер монитора и инвертор питания ламп подсветки матриц. В некоторых моделях мониторов еще есть блок питания, а в некоторых он совмещен с инвертором. В моем же случае блок питания внешний.

Аккуратно, отсоединяем все провода, соединяющие платы между собой. Лучше предварительно записать или сфотографировать соединения, чтобы потом не искать, что куда подключается.

Платы крепятся к шасси монитора, шасси нам тоже не понадобится, поэтому снимаем плату контролера монитора и плату с кнопочками. Хотя некоторые творцы используют полностью шасси с платами, закрепляя его внутри корпуса.

Далее откручиваем от шасси матрицу, сейчас она в собранном виде, с лампами подсветки и из нее нужно извлечь рабочее стекло.

Дальше нужно действовать предельно аккуратно

Раскручиваем все болтики, которые возможно. В верхней части матрицы, куда подсоединяется шлейф есть контроллер матрицы, прикрытый крышкой. Убираем эту крышку. Сам контролер привинчен к алюминиевому корпусу матрицы, отвинчиваем его. В некоторых матрицах есть еще одна плата расположенная по боковой стороне матрицы, соединенная шлейфом с основной. Если она есть, откручиваем и ее. Шлейф естественно отсоединяем. Затем аккуратно отгибаем на шлейфах контроллер за пределы корпуса матрицы. Вот именно с эти шлейфами нужно быть предельно аккуратно, т.к. они приклеены к стеклу и плате контроллера, при их обрыве, ВСЕ, конец.

Дальше подгибаем алюминиевый корпус около пластмассовых замков и снимаем подсветку: лампу, кусок пластика, и несколько светорассеивающих пленок. Все это добро в проекторостроении нам не пригодится.

Но все это богатство можно использовать в моддинге — лампа с холодным катодом, кусок светорассеивающего акрила, инвертор питания лампы. Можно сделать какую-нибудь светящуюся подставку, или просто использовать лампу для подсветки внутренностей корпуса.

После извлечения подсветки должна остаться одна рамка, в которой находится рабочее стекло матрицы. Вот это стекло с прикрепленными контроллерами и будет вносить в световой поток информацию о цвете каждого пикселя (формировать изображение).

Матрица закреплена на рамке, и прикреплена к ней при помощи мебельных направляющих для стекла. Они имеют небольшой зазор, что не дает ей сломаться, когда ее привинчивают.  Сначала были установлены направляющие, а затем в нее вставлена матрица.

Контроллер матрицы закреплен на перпендикулярной подставке из акрила, которая крепится к шпилькам. Оно может и лучше, чтобы она крепилась к рамке, но в моем случае так было проще.

Матрица находится между двух Френелей. Хотя иногда соединяют две Френели вместе, а матрицу располагают над Френелями. Первая, так называемая ламповая Френель, с меньшим фокусным расстоянием (220мм.). Лампа находится практически у нее в фокусе и по теории свет после прохождения через нее идет параллельным пучком размером с Френель.

К рамке она прикручена при помощи самодельных держателей. Хотя можно было купить держатель для зеркала, которые используются при производстве мебели.

Вторая Френель, находится за матрицей, имеет фокусное расстояние 310 мм. На рамке закреплена также как и первая. Она находится под углом, это механическая коррекция трапеции. Дело в том, что если установить проектор не ровно перпендикулярно экрану, а ниже, то геометрия изображения нарушится, возникнет так называемая «трапеция», верхняя сторона шире чем нижняя. Установка второй Френели под углом, компенсирует трапецию.

Следующий компонент системы при выбранной компоновке, это зеркало. Рамка для зеркала сделана из алюминия, элементы позволяющие регулировать, положение и наклон зеркала, сделаны из 3мм акрила. В нем проще фрезеровать пазы. Акрил к алюминию прикреплен при помощи все тех же заклепок.

Зеркало было куплено в обычной стеклорезке, но для подобных вещей нужно использовать зеркала с внешним отражающим слоем. После первых тестов, было принято решение переделать существующее, обычное зеркало в «правильное» с внешним отражающим слоем. Для этого на рынке была куплена смывка для старой краски «Смывка ВЛ-1». С ее помощью был смыт защитный слой на обратной стороне стекла, затем все это вымыто водой с мылом. Получилось зеркало, которое отражало с обоих сторон.

В обычном зеркале свет проходит через стекло, отражается от отражающего слоя, второй раз проходит через стекло, при этом отражаясь и от поверхности стекла, поэтому изображение двоится. При использовании внешнего отражающего слоя двоения нет.

Последний компонент (в описании, а не по значимости) оптической системы проектора это объектив. Объектив покупной с ЛюмьенЛаба, но многие используют отечественные объективы производства СССР.

Объектив закреплен на кольце из ПВХ, которое вклеено в отрезок 100мм трубы для канализации. С двух сторон трубы прикреплены телескопические направляющие (из мебельной фурнитуры), которые я укоротил, т.к. большой ход не нужен.

Направляющие привинчены к опорам, которые держат объектив напротив центра зеркала.

Объектив перемещается по направляющим, тем самым фокусируя изображение на экране. Для этого используется мотор с редуктором. Редуктор самодельный, набранный из различных шестеренок, поворотная планка из акрила.

Зеркало находится под углом 45град. к потоку света, чтобы свет поворачивался на 90 град.

В некоторых местах рамка зеркала и опора объектива усилены, путем создания Т-образного профиля. Все соединения – уголки, заклепки.
По диагонали с 3-х сторон установлены распорки, которые придают шасси жесткости.

Центрирование всех оптических компонентов, лампы, френелей, зеркала, объектива проводились при помощи лазерной указки. Внизу около лампы между шпильками по диагонали были натянуты нитки, и вверху выше верхней Френели. Лампа была выставлена в центр по пересечению ниток. Затем было выставлено зеркало, так, чтобы при взгляде в объектив на лампу, верхняя и нижняя нитка сливались. Потом указкой светили в центр объектива и окончательно выставлялись все компоненты, чтобы луч проходил сквозь пересечения ниток в центр лампы.

Электрическая часть проектора состоит из схемы включения лампы, в нашем случае металлогалагенной, и схемы включения системы охлаждения матрицы и лампы, в нашем случае вентиляторов.
Схема включения лампы указана на ИЗУ:

А остальное дело фантазии. Можно просто подключить вентиляторы к блоку питания монитора, можно сделать отдельный блок питания. Я решил сделать отдельный блок питания с таймером, который бы позволял при отключении ламп и матрицы еще некоторое время обдувать их. Точно отмерять время нет смысла, 10мин+/-50% хватит вполне, поэтому была выбрана простейшая схема времязадающей цепочки.

Полную схему проектора воссоздать сложно, примерно это так:

Блок имеет свой трансформатор (дежурное питание). Причем только трансформатор и диодную сборку. Кнопка включения (ON) с фиксацией. При ее включении напряжение поступает на реле, которое включает лампу и матрицу, а так же подает +12 на таймер запуска вентиляторов. При отключении кнопки «ON», реле вентиляторов остается включенным, так как его держит напряжение заряда конденсатора в базе транзистора, конденсатор медленно разряжается и примерно через 10 мин, вентиляторы выключаются.

На шасси монитора установлен разъем питания и во входной цепи стоит предохранитель на 5А и выключатель

Кроме кнопки включения есть еще кнопка продления на 10 мин. работы вентиляторов, кнопки управления объективом (фокусировкой), и световая индикация работы лампы, вентиляторов, и дежурного режима.

Все контрольные кнопки и лампы выведены на отдельную панель управления.

Контроллер монитора закреплен за зеркалом на акриловой пластине и соединен с контроллером матрицы.

Питается от блока питания монитора, который нужно тоже закрепить в корпусе. Лучшего места ему не нашлось.

Также на шасси проектора, появился VGA разъем, который соединен с контроллером посредством самодельного кабеля.

ПРА для лампы находится внизу, т.к. дроссель весит добрых 3 кило.

В связи с этим нижняя алюминиевая пластина была прикручена к пластине из ДСП.

После сбора шасси все это дело было несколько раз испытано. Как я уже говорил, было переделано зеркало, была несколько раз заменена конденсаторная линза, т.к. постоянно лопалась, а потом у него появился корпус. Корпус из ПВХ, вспененного, толщиной 4мм. Многие делают из ДСП, я ничего не имею против ДСП, но ПВХ очень удобный в работе материал. Режется канцелярским ножом, клеится диффузным клеем, очень легко сверлится, гнется, в общем, чудо-материал. У рекламщиков был приобретен целый лист. Раскрой листа шел без каких либо чертежей, на лету выдумывалась конфигурация и реализация бедующего корпуса.

Корпус получился из 2-х частей. Первая: это правая сторона, перед и верх, а вторая: левая сторона и зад.

В правой стене были закреплены 4 вентилятора, которые создают движение воздуха внутри корпуса. Так как лампа выделяет много тепла, ее нужно эффективно охлаждать,
была выбрана следующая схема, два 80мм. вентилятора стоят напротив матрицы и втягивают воздух внутрь корпуса, обдувая при этом матрицу и Френели. Воздух доходит до противоположной стенки корпуса, в которой вырезана щель, сквозь которую он попадает в нижнюю часть корпуса, в ламповый отсек где стоят два таких же вентилятора, которые вытягивают воздух из корпуса. Таким образом, происходит быстрый воздухообмен, и матрица не перегревается.

Там-же можно увидеть ребра жесткости вклеенные с обратной стороны корпуса.

Корпус прикреплен к нижней доске из ДСП при помощи винтов.

Между собой части корпуса соединяются тоже при помощи винтов.

На левой стороне установлена панель управления. Закреплена она при помощи хомута из ПВХ.

Экран можно купить готовый, но можно и сделать самому. Понадобится банерная ткань, только матовая а не глянцевая, и черная самоклейка. Вместо банерной ткани лучше использовать тентовую, материал тот-же но поплотнее, на нем меньше образуется складок. Можно и лучше натянуть ткань на деревянную раму. Но при нехватке места, можно сделать и сворачивающийся экран.

На белой банерной ткани делается окантовка из черной самоклейки, тоже матовой. Черная окантовка дает субъективное повышение контраста, выделяет черный цвет.

Я делал убирающийся экран. Банер и окантовкой был закреплен на деревянном бруске со скругленными углами. Крепление – мелкие сапожные гвоздики на расстоянии 5 см.

Ширина экрана 2300 мм. В торцы вставлены отрезки шпильки М6. При помощи алюминиевых уголков экран прибит к потолку. Для крепления использовались анкера диам. 8мм.

На одной из сторон разместился редуктор от двигателя Д219-П1. А в качестве мотора был выбран 12В двигатель постоянного тока от принтера. Он закреплен при помощи акрилового кольца и шпилек М3.

Мощности без проблем хватает, чтобы опускать  и поднимать экран.

Ну в общем, вроде все. И напоследок несколько фоток с результатами.

В темноте:

При включенной лампе на 60Вт.

Удачи и счастливого моддинга.