Пользователь
0,0
рейтинг
7 ноября 2014 в 05:43

Проектор на коленке

Бывает у меня такое — просыпаешься посреди ночи и думаешь: «Интересно, до утра еще долго? Нужно попытаться заснуть или уже смысла нет?». В этот момент взглянуть бы на часы, но:

  1. Я близорукий, поэтому любые настольные часы с размером символов меньше 20 см бесполезны;
  2. Спать в наручных часах неудобно, да и ночью на аналоговых стрелочных часах все равно ни черта не видно;
  3. Телефон бесконечно далеко (расстояние более 1м) от кровати, а вставать, чтобы решить, нужно ли еще поспать, как-то не логично.

В связи с этим была у меня давняя идея купить проекционные часы, которые на потолок время проецируют, но с ними тоже не все так просто, ибо, во-первых, их надо купить. Специально ради них в магазин не пойдешь, а «заодно» купить не получается — забываешь. Во-вторых, нужно, чтобы они «светили» в потолок постоянно, потому как нажимать на кнопку не то, что лень, но поставить часы рядом со спальным местом так, чтобы на кнопку было нажимать удобно, не получится. С «постоянным светом» же проблема — часов, светящих постоянно сразу из коробки, я не нашел, а колхозить самому «зажать кнопку навечно и припаять внешний блок питания» было не очень-то интересно.

И тут случилось так, что у меня сломался телефон Huawei P1, так что телефоном он быть перестал, а вот все остальное в нем, в общем-то, работало. Продать не получится, а выкинуть жалко, и воспаленный таким противоречием мозг начал искать место приложения полурабочего девайса.
image
Что случилось дальше — под катом.

Школьный эксперимент с камерой-обскурой, кажется, навсегда впечатался в сознание. Всегда хотелось сделать самому, но как-то руки не доходили. А тут сложились весьма выгодные обстоятельства для создания устройства, по конструкции весьма похожего, а по эффекту прямо обратного — проектора. Остаточных школьно-вузовских знаний по оптике хватило на то, чтобы сообразить, что для создания шедевра нужно, в общем-то, всего три вещи: «излучающая матрица», фокусирующая линза и корпус. В качестве первого вполне мог выступить P1, сделать корпус из какой-нибудь коробки из под обуви не представлялось невозможным, найти в соседнем канцелярском магазине канцелярскую лупу за 50 рублей тоже не выглядело челенжем. После этого нужно было вывести на P1 какие-нибудь часы, спроецировать их на потолок, и, вуяля, проблема с ночным смятением решена.

Рейд в канцелярский магазин закончился покупкой 75мм увеличительного стекла, шуршание по закромам родины — поимкой в шкафе коробки из под Intel NUC. Тут необходимо лирическое отступление по поводу того, почему именно коробка из под NUC. Тому есть две причины. Первая: она сделана из очень хорошего картона — плотного и красивого. Вторая: она устроена так, что внутренняя часть вставляется с торца во внешнюю. Такое устройство сулило потрясающие преимущества при экспериментах с фокусировкой — ведь «матрицу» можно было закрепить на внутренней части коробки, линзу на внешней и вполне годно двигать одно относительно другого, добиваясь фокусировки.Так что коробка из под NUC поддерживала механизм фокусировки прямо из коробки, для коробки из-под обуви пришлось бы что-то колхозить специально.

Первая попытка собрать все это вместе, как водится, провалилась. Оказалось, что канцелярское увеличительное стекло — вещь крайне длиннофокусная. Поэтому для того, чтобы изображение было сфокусированным, нужно было либо чтобы между линзой и экраном (читай потолком, потому что ЭТО должно было проецировать изображение на потолок) было метров пять, а живу я не в Эрмитаже, у меня до потолка 3 с небольшим метра, либо чтобы между «матрицей» и линзой было около 60см, что никак не умещалось в мое представление о правильных габаритах проектора. Судорожные поиски привели к линзе в DYI-инструменте под названием «третья рука» вроде такой, который был немедленно принесен в жертву путем экстракции этой самой линзы. Она давала гораздо более гораздый результат — расстояние между P1 и линзой около 20см, расстояние между линзой и потолком — около 2м, что было годно для установки устройства либо на стол, либо на изголовье кровати. Однако, как выяснилось, линза эта довольно посредственного качества — с дикой дисторсией и фокусным расстоянием, плавно меняющимся от центра линзы к краям. Так что можно было добиться того, что либо центр изображения был в фокусе, либо края, что меня, конечно не устраивало. Мути в изображении хватало из-за близорукости, не хотелось, чтобы она порождалась еще и проектором. В голове судорожно проносились мысли про объектив от фотоаппарата (были отброшены сразу, поскольку устройство, которое изначально задумывалось как беззатратное, и так уже таковым не являлось из-за покупки канцелярской линзы. Добавление в систему объектива делало затею вообще довольно дорогой) до линз от диапроектора (у знакомых были такие, и можно было забрать бесплатно, но знакомые были далеко, а действа хотелось здесь и сейчас). И тут я вспомнил, что есть у меня комплект макролинз к фотоаппарату, для фотографии крайне бесполезных (поигрался 15 минут когда купил и больше не использовал) и достаточно дешевых (4 штуки за 10 баксов), чтобы было не жалко испортить. Купил давно, но вот это выглядит один в один. Линза, маркированная +10x подошла идеально. Она сохраняла расстояние в 20см между линзой и «матрицей», под которое у меня в коробке уже были вырезаны посадочные места для «матрицы» и давала очень резкое изображение по всей площади кадра.

В результате у меня есть устройство, которое с изголовья кровати проецирует в потолок изображение с телефона.

Диагональ изображения при этом — где-то 1.5 метра. Вполне достаточно, чтобы рассмотреть цифры, имея близорукость практически любой степени. Правда, есть одна загвоздка. Как и в любом проекторе, изображение с матрицы линзой переворачивается. Поэтому чтобы спроецированное изображение было «правильной ориентации», матрица должна показывать его перевернутым. Т.е. изображение нужно отразить либо по горизонтали, либо по вертикали. На самом деле это проблема, потому что способа как проделать такой фокус в Android я не нашел. Да, есть отдельные приложения, в основном это всякие HUD, которые умеют это делать, но чтобы часы… В этом месте я отсылаю к одной из своих предыдущих статей, в частности, вот к этому и этому скриншотам. Нарисовалась возможность отобразить не только часы, но и климатическую информацию, что не то, что ночью полезно, но приятный бонус. Отфлипать html-страницу оказалось очень несложно, достаточно было добавить scaleX(-1) в CSS-стиль страницы и вуаля:

image

Теперь сухо о необходимом и процессе.

Список материалов:


Список инструментов:
  • Фломастер
  • Канцелярский нож
  • Суперклей


Процесс


Процесс будет изложен для коробки Intel NUC, для других коробок процесс будет посложнее, но догадаться как его реализовать проблемы нет. Итак, прикладываем линзу в середине закрытого торца внешней части коробки. Обводим линзу фломастером. Канцелярским ножом вырезаем отверстие, на полмиллиметра меньше обведенного кольца. Вставляем в отверстие линзу. Да это нужно делать с усилием, зато она потом в ходе экспериментов никуда не денется, а закрепить ее можно будет просто нанеся в место соприкосновения корпуса линзы и коробки немного суперклея. Берем «матрицу», кладем ее на торец внутренней части коробки. Надеваем внешнюю часть на внутреннюю так, чтобы получился «пирог» (снизу вверх): внутренняя часть коробки, «матрица», внешняя часть коробки. Таким образом мы получили стенд для подбора правильного расстояния между линзой и «матрицей», ведь регулируя глубину одевания внешней части коробки на внутреннюю можно управлять фокусом. Нужно упомянуть, что в моем случае конструкция должна проецировать на потолок, и, соответственно, стоять вертикально, так что никаких сюрпризов с падением «матрицы» внутри коробки для меня нет, сила тяжести мне в помощь. Далее, подбирая глубину надевания добиваемся приемлемой фокусировки. В этот момент засекаем глубину надевания. По глубине надевания определяем расстояние между «матрицей» и линзой. После этого, удаляем тот торец внутренней части коробки, которым она входит во внешнюю часть, а во внутренней прокладочной части вырезаем посадочное место под «матрицу», отмерив найденное расстояние от торца внутренней части.

image

В посадочное место устанавливаем «матрицу»:

image

Надеваем внешнюю часть коробки на внутреннюю до отказа. В этот момент между «матрицей» и линзой образуется потребное расстояние, все проектор готов.

Вот фото проектора с торца с фокусом на «матрице»:

image

И с фокусом на торцевой части коробки:

image

Проецируемое изображение очень бледное, это понятно, все-таки энергия, излучаемая экраном в 4" размазывается по изображению размером 60", т.е. «яркость» падает в 225 раз. Так что днем его не видно, видно его только ночью, но я ведь этого и добивался.

Тем, кто дочитал до конца вот фото результата, снято с потолка с выдержкой 15 секунд:

image
Андрей Филимонов @Sermus
карма
11,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (47)

  • +1
    Спасибо за статью, вот интересно, а летом в северных широтах покатит (в «белые ночи»), или требуется совсем кромешная тьма?
    • +1
      Все зависит от того, что Вы используете в качестве излучателя. С P1, я думаю, не прокатит — слишком бледный. Кроме того, можно уменьшить размер получаемого изображения, тогда оно будет ярче.
      • 0
        Сегодня специально посмотрел. В 7.30 на широте Нижнего Новгорода было уже очень светло, но время было отчетливо видно. Вот всякую температурную мелочь уже трудно разглядеть.
    • 0
      Баловался похожей конструкцией — ксеноновая автомобильная лампа — линза френеля — прозрачный lcd экран — объектив от зеркалки — в сумерках было еле видно
  • +37
    Intel outside
  • 0
    Огромное спасибо за статью и за идею! Сам давно подумываю о подобных часах, но идей не было, а купить… ну, Вы сами описали причину, по которой не купили. У меня — ровно такая же. :-)
    • +1
      Ну, строго говоря, идея не моя, в интернетах можно найти примеры таких же сооружений. Тут, наверное, ценность больше в некоем опыте сборки. Вот с увеличительным стеклом не получилось, а с макролинзой — получилось. Кому-то я, может быть, сэкономил 50 рублей ))
      • +1
        Да, ценность именно в том, что отдельно взятая абстрактная идея доведена до вполне конкретной реализации. И её результат виден. Что даёт дополнительный повод к попытке реализовать самостоятельно.
      • 0
        Я про такое читал в журнале, кажется, «Юный техник», эдак за 1988й год.
  • +1
    На сколько я понимаю, яркость падает не в 225 раз, а ещё больше, так как телефон светит во все стороны, а до потолка доходит только то, что прошло через линзу. То есть 225 надо ещё умножить на соотношение 4Pi стерадиан к уголовому размеру линзы. Но, если ночью видно — уже хорошо. Спасибо, надо будет тоже попробовать.
    • +3
      Да, правда ваша, я поэтому и взял слово яркость в кавычки. Написал «яркость» имея ввиду субъективную оценку.

      Ну и еще. Телефон все-таки светит не во всех направлениях, а по очень оптимистичным оценкам только в одну полусферу, поэтому, даже следуя Вашей логике нужно считать соотношение 2Pi к телесному углу линзы )))
      • +1
        Да, про 4Pi я погорячился.
    • +2
      Ну не 4pi наверно, а всё-таки 2pi — назад телефон вряд ли светит :) Да и диграмма направленности вряд ли равномерная. По подсчётам «на глаз» получилось, что примерно 1/50 света от телефона проходит через линзу.
  • 0
    Я правильно понял, фокусное расстояние примененной линзы = 20см? Это 5 диоптрий и такую линзу от очков легко найти в почти любой оптике. Или такая по какой то причине непригодна для этого проектора?
    • 0
      Не уверен насчет пригодности «медицинской линзы». В игру могут вступить те же соображения, что и для канцелярской. Все-таки фотолинза по определению должна обеспечивать хоть какие-то приемлемые уровни дисторсии, иначе вы получите не фото, а… С медицинской все может оказаться не так. Вы ведь в очки в основном смотрите «в центр» линзы (против физиологии не попрешь, вы всегда пытаетесь повернуть голову так, чтобы интересующий вас объект был в центре вашей области видимости), поэтому о дисторсии в краях линзы, теоретически, можно не очень беспокоиться. К тому же фотолинза — полусферическая, что скорее всего (не берусь судить точно — не специалист), способствует более качественной и равномерной фокусировке.
  • +1
    Интересно, а эта коробка все еще пиликает мелодию интел всякий раз, когда ее открываешь?
    • +1
      Ага, а еще каждый раз, когда свет включаешь при открытой коробке)))
  • 0
    По поводу постоянной подсветки «из коробки»: мне кажется, это не такая редкость. Вот, например, у меня такой будильник: Oregon Scientific TW369 с функцией метеостанции.
    • 0
      В отзывах пишут о проблеме синхронизации времени по радиосигналу, время меняется на Германское.
      У вас присутствует подобная проблема?
      • 0
        У меня эта станция в версии, локализованной для российского рынка, в ней функцию синхронизации убрали совсем.
      • 0
        У меня была такая проблема, пока не настроил часовой пояс.
      • 0
        У меня другая модель, но в ней есть установка таймзоны. Ставим +2 (+2 часа от Германии зимой) и радуемся.
        Но в марте надо будет переставить на +1

        Самые точные часы в доме, из-за постоянного подвода времени, не нарадуюсь. Даже лучше чем на компе, комп периодически поправляет время, а эти — постоянно.
        • 0
          В марте ничего не надо переставлять, зимнее время теперь навсегда :)
          • 0
            Как бы и до этого не надо было переводить в России, было GMT+4 всегда.
            Но радиопередатчик в Германии, а там время переводят. И станция начинает передавать уже переведённое время.
            И если приёмник недостаточно умный (как в моей станции), то он тоже переводит время на час.
            Решение проблемы — менять смещение от времени радиосигнала. 2 раза в год.

            PS Станция работает правильно, тупой, дешёвый приёмник будет показывать как на станции, что и требуется. Умный приёмние может знать про таймзоны, читать дополнительные биты и правильно переводить время. Вот только какие часы до 2014 года выпуска знают про RTZ таймзоны?

            PPS Кстати, хорошее напоминание о том, что нужно подвести все остальные часы в доме :) Я их всегда при переводе часов подводил.
    • 0
      у меня такая китайская поделка:

      image

      работает отлично
      • 0
        Тоже покупал такую на алиэкспрессе.
        Чтобы посмотреть проекцию времени на потолке нужно нажимать кнопку.
        Температуру показывала, а вот с влажностью эта штука врала или показывала пустое значение (чаще второе).
        • 0
          при работе от блока питания проекция показывается всегда
  • +2
    > Во-вторых, нужно, чтобы они (проекционные часы) «светили» в потолок постоянно

    Жена купила несколько месяцев назад и, надо сказать, что девайс удобный. Светят они как раз постоянно, ничего нажимать не требуется. К сожалению, я из-за близорукости цифр на потолке не вижу без очков. Ну так это и к лучшему: проснувшись, я _всегда_ говорю себе, что спать можно еще долго… и засыпаю.
    • +4
      Это очень хорошие часы! Если цифры на потолке уже не видно — пора вставать: рассвело!
      • +4
        Буду я еще глаза открывать чтобы на потолок посмотреть. Нашли дурака. Пока будильник не зазвонил — считается что ночь.
    • 0
      А потом через 15 минут мучительно просыпаешься по будильнику и думаешь, какого черта я 15 минут назад, когда сам просыпался не встал — и бодрее бы был и день был бы на 15 минут длиннее
  • +1
    Вспомнился проектор из журнала Радио №8 за 1989 г.
    Там из телевизора проектор делали.
  • 0
    Вместо программного переворота можно было взять обычное зеркальце. Не рассматривали такой вариант?
  • 0
    Нет, имхо, программный вариант намного проще, иначе прогресс бы двигался от микропроцессоров к шестеренные.
  • 0
    Ура! Наконец-то можно работать не то что не вставая с кровати, но даже не приходя в сидячее положение!
  • 0
    имею аналогиные китайские часы купленые года 3-4 назад в эльдорадо.
    светили синим. но через года полтора светодиод сдох, бо китайцы тока на него не пожалели.
    Купил на ДХ яркий зеленый светодиод, ограничил ток до 10мА. Светят постоянно уже пару лет.
    Светят довольно ярко, в пасмурный день видно отлично.

  • 0
    Можно попробовать использовать монохромный (к примеру) экран и инвертировать выводимую информацию. В этом случае можно сделать усиленную подсветку экрана.
    • 0
      Вся прелесть подобных прожектов в том, что «я его слепила из того, что было». Я на описание девайса в статье потратил времени больше, чем на сам девайс. Совершенствовать можно до бесконечности, но:
      1) Это будет уже не то, потому что это надо планировать, чего-то специально докупать, допиливать, доделывать, а это время
      2) Цели-то я добился — оно ночью дает знать сколько времени. Большего и не надо, а сделаешь ярче — заснуть невозможно будет, изображение будет сквозь закрытые веки в глаза лезть.
  • 0
    Видимо, на решение поспать еще влияет не только время, но и температура за окном :)
  • 0
    Дисторсия проявляется не в падении резкости по краям, а в геометрических искажения же.
    • 0
      Да, это действительно так, спасибо, поправил.
  • 0
    Думаю, изображение можно получить ярче, если «сломать» телефон с SuperAMOLED, на котором выставить максимальную яркость и сделать само изображение контрастным, без полутонов — черный/белый.
    • 0
      А что значит «сломать»? Штатными средствами Android и так выставлена максимальная яркость. Можно сделать еще ярче?
      • 0
        Нет, в смысле жалко же целый для этого использовать, он звонить должен. У автора «телефон перестал быть телефоном, но остался всем остальным». Вот если у кого будет сломанный/ооооочень ненужный, скажем, Pantech Burst — можно тоже попробовать так сделать, но с поправками, как я сказал выше.
        • 0
          Дык я — автор, и описываемый телефон с SuperAMOLED, поэтому я не очень понял, что Вы предлагаете.
        • 0
          Я-то подумал, что Вы знаете как сделать суперяркий суперамолед еще ярче и амоледистее.
          • 0
            Зх, к сожалению, я сего не постиг. Но, думается мне, диоды очень быстро из строя выйдут, если их сильнее нагрузить. Пардон, не сразу заметил, что Вы — автор.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.