domingo, 1 de mayo de 2011

Videoproyector DIY

Quería dedicarle alguna entrada a este tema, hace unos años (sobre el 2007) le dediqué un tiempo y construí dos proyectores caseros, actualmente están en servicio, uno de ellos lo tengo en el pueblo y otro en mi domicilio.


En el pueblo montamos el cine de verano o ponemos la consola...







¿Cuál es la ventaja de hacer un proyector?, principalmente el precio (por lo menos en su día), además es posible conseguir una calidad nada envidiable a los proyectores comerciales. Otra de las ventajas es el coste de las lámparas (lightbox) que en un proyector comercial hablaríamos de 120€ mínimo y una duración de la lámpara en torno a las 2.000 horas; en el caso del "casero" la lámpara de halogenuros metálicos que utilizamos alcanza las 6.000 horas sin problemas y el coste es de unos 50€. La lámpara utilizada es las típica que se utiliza para iluminar monumentos, pistas deportivas, etc.. Son muy comunes y fáciles de conseguir, además dan un blanco intenso (frío) con una temperatura de color en torno a los 6500 ºK siendo muy adecuadas para estos fines.
Otro de los motivos, como es mi caso, el cacharreo, disfrute y satisfacción...

Pongo una foto de la lámpara que he utilizado:

Esta es una foto que hice a la lámpara de mi primer proyector, 400W de potencia, estas lámparas llamadas genericamente de descarga necesitan un balastro para funcionar, es un transformador y un sistema de arranque de alta tensión (hace que salte un arco entre los electrodos para cebarla), es el conjunto de la foto, su precio es de unos 60 euros.

Existen hoy en día proyectores chinos de bajo coste (300€) que utilizan también lámparas muy económicas.

Realizar un proyector aunque parezca muy complejo no lo es, evidentemente es necesario ser algo manitas, de lo contrario no aconsejo iniciar un proyecto de este tipo. También se manejan tensiones de 220V alterna por lo que hay que tener alguna experiencia. Hablando de los incovenientes, uno es el tamaño y está condicionado por el tamaño del LCD que utilicemos, en mi primer proyector no me preocupaba, mi objetivo era poder proyectar a 150" de pantalla con calidad HD, objetivo que conseguí. El LCD que implementé lo saqué de un monitor de PC y tenía un tamaño de 14" y una resolución de 1024x768.


Lo suyo es conseguir un LCD de pequeño tamaño y gran resolución, algo más sencillo hoy en día, cuanto menor tamaño tenga el LCD menor será el tamaño del proyector. De hecho, mi segundo proyector tiene un tamaño reducido, utilicé un LCD de 8" de 640x480, la resolución no es muy alta pero es lo mínimo aceptable.




El proyector nº1 es una torre de 50x50 cm y una altura de 1m, le dediqué 4 meses en total trabajando a ratos los fines de semana. Aunque no es necesaria mucha electrónica realmente, desarrollé varios circuitos electrónicos para el control del proyector, en concreto:

  • Motoricé el enfoque con un mecanismo que lo desplazaba basado en un motor unipolar paso a paso y un poco de mecánica.
  • Realicé un circuito que controlaba el encendido y refrigereración del equipo.

Al proyector le añadí todos los elementos para que funcionara de forma autónoma, incorpora un amplificador de unos 40W de audio y un sisntonizador TDT por lo que con una simple conexión de antena se proyectan los programas de la televisión.

El panel de control del equipo situado en la parte posterior:


Entradas de video junto con un termómetro que indica la temperatura del LCD (debe ser inferior a 50ºC). Entrada de alimentación y enchufes de salida para la consola, PC, etc.. también se encuentra el pulsador de encendido junto a un LED.

Por lo tanto, básicamente, para construir un proyector se necesita una lámpara, unas lentes fresnel, un LCD y un objetivo. La lente fresnell tienen la propiedad de que a la distancia focal de ésta si colocamos un punto de luz los rayos que inciden son proyectados de forma perpendicular y viceversa, es decir tienen dos caras diferenciadas.

Estas lentes se fabrican en materiales plásticos e incluso en cristal, están formados por aros concentricos, las podemos ver en las ópticas de los vehículos, óptica de los faros de navegación marítima, etc..

Los retroproyectores para transparencias incorporan una lente de este tipo, de hecho hay quien ha utilizado un retroproyector como base para la contrucción de un videoproyector.

He realizado el siguiente dibujo para explicar la arquitectura básica del proyector, sobre ésta existen variantes ya que es posible diferentes configuraciones colocando por ejemplo un espejo óptico como en mi primer proyector.

El objetivo invierte la imagen por lo que la colocación del LCD dependerá de la configuración que realicemos, el LCD es un panel de cristal con la matriz de puntos que deja pasar la luz. Su configuración realmente incluye unos filtros polarizado.

Un ejemplo de configuración, durante el 2008 terminé el segundo proyector, siempre genero docuementos sobre los proyectos, este gráfico representa la posición del LCD en la configuración en línea típica.

Dispongo de los cálculos para conseguir determinados tamaños de pantalla en función del "tiro" (distancia proyector-pantalla) y que a su vez están en función de la focal del objetivo utilizado, el tamaño del LCD y la focal de la fresnel 2.

En el proyector 2 implementé mucha más electrónica que el primer diseño, en la siguiente foto se ve el TFT de 8", hay que realizar un soporte y quitar la electrónica para dejar el LCD libre de obstáculos para que pase la luz:


La placa de control del proyector 2, es un conmutador de audio/video que incorpora el control del encendido de la lámpara. Realmente no es necesaria tanta historia, otros constructores han puesto un interruptor que enciende la lámpara y los ventiladores...



El enfoque motorizado del proyector 2, la construcción es en su gran mayoría MDF:

El diseño electrónico es el mismo que utilicé en el primer proyector, sólo variaba la mecánica y un pequeño cambio en software de control para eliminar y dejar dos botones de control del enfoque. El enfoque es muy simple, se trata de mover el objetivo para dejar nítida la imagen por lo que es posible hacerlo manualmente.

En este proyector también realicé un termómetro para el control de la temperatura del LCD, en caso de superar los 48ºC se produce el apagado automático de la lámpara, en este caso utilicé el mismo modelo que en el primero pero en vez de 400W de 250W, para 8" es suficiente. La temperaturta de trabajo en mi caso es de unos 40ºC, todo depende de la optimización de la refrigeración, en el primer proyector con 400W utilicé 10 ventiladores de PC, la temperatura se situa en torno a 38ºC.

Hay que tener en cuenta que estás lámparas alcanzan temperaturas muy elevadas, la refrigeración es toda una ciencia, hay que evitar chorro de aire frío directamente sobre la lámpara ya que podría dañarla. De hecho, cuando se apaga hay que dejarla refrigerar al menos 10 minutos antes de encenderla.

Del último proyecto no tengo muchas fotografías, de hecho ninguna de él ya terminado (pondré alguna más adelante), sin embargo tengo decenas del primer proyector, algunas de sus tripas:

En esta imagen realizo las primeras pruebas con la lámpara, en la parte inferior hay tres ventiladores que inyectan aire del exterior. Existe una zona intermedia con tres ventiladores que sacan el aire caliente y aislan la parte superior donde se encuentra un vidrio templado que resiste altas temperaturas.



En la parte superior está montado el LCD y las lentes Fresnel, podemos ver la controladora de video del propio LCD en el lateral derecho, el sintonizador TDT, el motor PaP que mueve la óptica y su mecanismo y el amplificador de audio a la izquierda.

En la parte superior está la óptica y un fuelle de tela para cerrar la ventana del objetivo ya que es móvil. El espejo óptico ajustable permite ajustar la altura de proyección. Cuando no es utilizado el espejo se pliega tapando la óptica.

En el patio de la casa del pueblo tengo pintada una pared con una mezcla especial para proyectar a un tamaño de pantalla de 120", unos 2,5m de base en formato panorámico.


El resultado:


Si quieres ver un montón de proyectos y obtener información puedes consultar este enlace:

http://www.allinbox.com/allinbox2010.htm


Saludos.