Thứ Sáu, 18 tháng 3, 2011

Tự mod máy chiếu phim gia đình (DIY projector)


Trong hệ thống rạp hát gia đình (home theatre) phần trình chiếu rất quan trọng ,khi kết hợp với hệ thống âm thanh lập thể sẽ mang lại hiệu quả sống động cho những bộ phim hay , tuy nhiên những máy chiếu thuộc dạng "xem được" đều có giá trên nghìn $ khiến cho lòng đam mê của bạn nhanh chóng được dập tắt!. Thiết kế ra hệ thống home theatre đó thực sự là một thú chơi của dân DIY .Công việc này đòi hỏi bạn phải vận dụng tất cả các kiến thức về mạch điện,âm thanh, quang học và cơ khí chính xác...Tuy nhiên bạn không nên nãn lòng vội vì chúng ta sẽ đi từ từ . Cái gì chưa biết thì... hồi sau sẽ biết !

các em này đều có giá trên 1000usd[/]

Có rất nhiều cách để tạo nên phần trình chiếu với hình ảnh trung thực . Với sự phát triển của công nghệ LCD màn hình lớn , các LCD cũ nhập khẩu có giá thành khá thấp ta có thể tận dụng panel để làm phần tử chiếu ghép nối với PC (giống projector)
I. Nguyên lý máy chiếu projector:


Nguồn sáng từ đèn chiếu đi qua lăng kính fresnel bị bẻ cong qua LCD và hội tụ lại trên kính lúp , sau kính lúp ta có đc hình ảnh phóng đại trên màn chiếu và ngược chiều so với hình ảnh trên LCD.

Tùy vào khoảng cách đặt máy chiếu so với màn chiếu và tiêu cự của thấu kính mà ta có được sự phóng đại hình ảnh nhiều hay ít . Nếu nhà bạn có một không gian đủ rộng thì bài viết sẽ hướng dẫn bạn mod một máy chiếu có hình ảnh chất lượng cao và có khung hình đến 300 inch !với giá thành khoảng 200usd.

Nào ta bắt đầu tìm hiểu từng phần nhé :

A. Phần Mộc và gia công cơ khí
1. Vỏ máy chiếu (body)
Có nhiều chất liệu để làm vỏ như nhôm , sắt , inox nhưng những vật liệu này cứng khó gia công cơ khí và tốn nhiều công do đó tôi chọn gỗ ép (gỗ dán) để làm thân máy . Với vỏ máy loại này bạn có thể cắt gọt , mài dũa thoải mái đồng thời gá lắp các chi tiết máy rất dễ dàng.

Tùy theo kích thước của LCD và lăng kính fresnel mà ta có được thể tích của thùng máy , ở đây tôi chọn LCD 15' có độ phân dải 1024x768 pixel nên thùng máy khá to , bạn có thể hình dung ra kích thước của máy chiếu theo chiều ngang có thể chứa được cái màn hình 15'ngoài ra để lắp được lên đấy nhiều chi tiết thì bạn phải chọn gỗ có độ dầy tối thiểu là 1cm .Các thanh chặn được tạo ra để định vị vị trí của fresnel , LCD và đèn cao áp.

Thùng máy phải được dán kín và bôi đen phía trong để tránh hiện tượng phản xạ ánh sáng do vật liệu gỗ có màu trắng tạo ra . Phần light box phía sau khi đậy nắp lại sẽ cách ly phần không khí nóng do đèn cao áp tỏa nhiệt đồng thời định hướng cho luồng không khí làm mát đi qua đèn và ra ngoài . khi hoạt động đèn cao áp sẽ tỏa rất nhiều nhiệt và có độ sáng rất cao do đó các khe hút gió phải được bố trí hợp lý tránh ánh sáng trực tiếp của đèn chiếu ra bên ngoài gây cảm giác khó chịu khi xem phim Sau khi hoàn tất máy chiếu sẽ được đánh bóng và quét sơn vecni tạo cho máy có vẽ bề ngoài sang trọng và hấp dẫn!
2. Bố trí các chi tiết

Sau khi có được thùng máy ta sẽ tiến hành bố trí các chi tiết .Theo như nguyên lý đã vẽ ở trên thì phần đuôi máy chiếu sẽ gá đèn cao áp , quạt gió để tản nhiệt cho đèn , ổ cắm nguồn và công tắc (nếu có)tiếp theo là một tấm kính để ngăn riêng khối đèn không cho nhiệt độ ảnh hưởng đến lăng kính fresnel . Tấm kính chắn , đèn , quạt gió tạo thành một hộp kín (light box) khi chế tạo cần thêm các chi tiết để nâng cao độ sáng cũng như bảo vệ đèn như chóa đèn , tản nhiệt nhôm và tấm chắn có khe sáng.

Trong hình bạn thấy đèn cao áp bố trí một góc chéo 45 độ vì kích thước của nó dài vượt quá mức cho phép của chiều ngang thùng máy trong trường hợp tâm đèn trùng với tâm của fresnel.
Vì đèn cao áp có công suất rất lớn 400W nên nếu dùng công tắc cơ khí sẽ sinh ra tia lửa điện không tốt cho thiết bị xung quanh nên tôi dùng rơ le chất rắn , ở phần sau sẽ nói kỹ đến cách chọn các linh kiện này.
Với light box khá to như vậy thì phải dùng tối thiểu hai quạt làm máy , quạt này hút không khí nóng ra ngoài . Bạn có thể dùng quạt 220V nối thẳng vào nguồn sau công tắc tuy nhiên nếu LCD của bạn chạy điện áp adator 12V thì ta có thể tận dụng hai cái quạt case rất dễ kiếm từ các nguồn máy tính cũ.
Balat của đèn cao áp khá to và nặng nên được gắn vào phía ngoài của light box , bộ phận này cũng tỏa khá nhiều nhiệt nên cũng cần được làm mát

Phần giữa của thùng máy sẽ là lăng kính fresnel , panel LCD và bảng mạch điều khiển (control board ).Các phím bấm điều khiển LCD được bố trí vào mặt trên , control board được đưa ra mép ngoài để dể dàng ghép nối các jack tín hiệu
Khoảng cách giữa fresnel và tâm đèn khoảng 18cm , bạn có thể chế tạo một hệ cơ khí để điều chỉnh khoảng cách này trong khoảng 17-20cm

Phía trước của thùng máy là kính hội tụ (projec lens) ,kính được đặt ngay gần tiêu cự của fresnel và có thể điều chỉnh khoảng cách giữa màn ảnh và thấu kính (tạo focus)

B Các mạch điện bổ trợ và điều khiển

với cấu trúc thông thường thì bạn chỉ cần ghép nối các linh kiện lại với nhau theo nguyên lý là đã có thể chạy rồi nhưng trong khi chế tạo bạn cần thêm các mạch điện bổ trợ để làm cho máy chạy ổn định hơn ví dụ mạch điện điều khiển đèn cao áp thông minh ( đèn cao áp chỉ chạy khi có tín hiệu đồng bộ từ video card) mạch điều khiển quạt gió (thay đổi tốc độ cho phù hợp với nhiệt độ và chỉ ngừng quay sau khi đã làm nguội đèn ), mạch hiển thị nhiệt độ máy...
1. mạch điều khiển quạt


Sử dụng IC đo nhiệt độ 3 chân LM35D có sẵn trên thị trường (datasheethttp://www.hep.upenn.edu/SNO/daq/parts/lm35dm.pdf), mạch sẽ điều khiển quạt gió chạy khi nhiệt độ của mạch tăng cao quá 40 độ (vặn chiết áp R6 để thay đổi nhiệt độ này)
U3 là ổn áp 7805 tạo điện áp 5volt cho mạch
U2A so sánh ngưỡng vào nhiệt độ
D1 chống điện áp ngược và Q1 chuyển mạch cho quạt

mạch in

2 mạch hiển thị nhiệt độ :



II Chọn lựa linh kiện và gia công cơ khí

1 . Màn hình LCD

Có nhiề u loại màn cũ của các hãng khác nhau và loại nào làm cũng được cả nhưng nếu bạn thích các phim hành động và game thì chọn loại nào có thời gian đáp ứng ngắn nhất , thông thường là 16ms trở lại .
màn nfren của hàn quốc sử dụng panel philip được sử dụng trong bài viết[/size=1]

Nên chọn các màn hình chạy adaptor ngoài 12V để dễ bố trí vì phần nguồn riêng nên control board nhỏ .Kích thước màn hình cũng khá quan trọng , để đảm bảo cho hình ảnh đẹp cả các góc thì chọn màn LCD nhỏ hơn lăng kính fresnel vì vùng hình ảnh sẽ xuất hiện trong vùng sáng nên không bị méo góc do ánh sáng qua fresnel sinh ra . Sau khi mua được LCD ta tiến hành bóc lấy panel
Nắp sau của máy được tháo ra:


tháo các con ốc xung quanh lồng sắt chứa control board

background mầu trắng và cuối cùng là panel LCD mầu đen

chú ý : " cực kỳ nhẹ tay và cẩn thận với panel LCD vì cable ma trận điều khiển LCD rất mỏng và dễ bị rách , nếu bạn sơ ý làm rách dù chỉ 1 đường thì trên màn sẽ xuất hiện một đường deadpixel ngay, tệ hơn panel có thể sẽ không hoạt động được !"

2.Lăng kính fresnel
cấu trúc gồm các vòng tròn trên tấm plastic có tác dụng hội tụ ánh sáng giống như kính lúp nhưng có độ phóng đại thấp và có độ phủ ánh sáng trên một khu vực rộng

Chùm sáng hội tụ sau fresnel

Kính này ta có thể bóc ra từ overhead cũ (máy chiếu văn bản được in trên giấy trong)
Mỗi lăng kính fresnel đều có một tiêu cự xác định theo mặt trước hoặc sau khi lắp cần chú ý đến mặt kính nếu không chùm sáng sẽ kô hội tụ đúng điểm tiêu cự được

3. Đèn cao áp
Đèn cao áp có vai trò rất quan trọng trong việc thể hiện chất lượng của hình ảnh , nếu đèn công suất thấp thì ánh sáng không đủ cường độ để xuyên qua được panel LCD , Có nhiều loại đèn để dùng cho máy chiếu như đèn sợi đốt , đèn xenon , đèn halogen tuy nhiên sau khi chọn lựa và so sánh tôi chọn bóng cao áp OSRAM 400W của Đức.Ưu điểm của bóng đèn này là không có dây tóc nên tuổi thọ rất cao đồng thời phát ra ánh sáng trắng (nhiệt độ mầu 4300K tương đương ánh sáng ban ngày) Chi tiết về các sản phẩm chiếu sáng OSRAM có thể xem tại site http://osram.com/osram_com/

Khi cung cấp điện áp cao đến 5.000 V giữa hai điện cực, trong bầu khí sẽ xuất hiện một tia hồ quang (tương tự như khi hàn điện). Tia hồ quang sẽ làm bay hơi lượng muối kim loại nằm bên trong bầu thủy tinh chứa khí metal. Trong va chạm với các phân tử muối bay hơi, các electron trong dòng hồ quang sẽ bị đẩy vào quỹ đạo có năng lượng cao hơn, để rồi khi chúng quay về quỹ đạo ban đầu sẽ giải phóng một lượng bức xạ dư thừa, tạo ra ánh sáng.

4.Chóa đèn

Là bộ phận khá quan trọng có nhiệm vụ tập trung năng lượng ánh sáng và hội tụ chúng vào tâm của fresnel , nếu chóa đèn lệch điểm hội tụ sẽ sinh ra hình ảnh có bóng ma do sự phản xạ ánh sáng nhiều lần lên fresnel . Chính điểm này nên việc thiết kế chóa đèn đòi hỏi có độ chính xác về cơ khí rất cao . Thật khó để kiếm được cái chóa đèn như mong muốn , thật tình cờ và thật... bất ngờ ! một lần đi siêu thị giúp vợ tôi kiếm được cái môi inox có hình parabol rất tốt

dùng lửa đốt nóng , bẻ cong cán khoan lỗ và bắt vít vào thành hộp , để chóa hội tụ chính xác tôi dùng 4 con ốc có đệm lò xo để chỉnh hướng chóa đèn
pic

5.Kính hội tụ (projec lens)

Kính hội tụ làm nhiệm vụ phóng đại hình ảnh lên màn chiếu ,để đảm bảo cho hình ảnh không bị méo gối thì tiêu cự thấu kính phải dài khoảng từ f= 300mm -500mm . Ống kính phải được thiết kế để có thể chỉnh độ hội tụ của hình ảnh (focus)
Ở đây tôi dùng kính lúp có đường kính 90mm và tiêu cự f = 320mm , sử dụng ống nước phi 90 để gá thấu kính vào

Dùng đoạn nối ống phi90 để làm ống bao bên ngoài và xẽ rãnh chéo cho ống di chuyển khi vặn tạo focus trên màn ảnh

6.Cổng kết nối tín hiệu và lỗ thông gió

Dùng dao trổ khoét lỗ thông gió

Gia công lỗ jack tín hiệu

7. test máy & các phần mềm bổ trợ

Sau khi hoàn tất các công đoạn gia công và gá lắp các linh kiện với nhau ta tiến hành cấp nguồn và test máy

Sử dụng phần mềm test màn hình Pgen sẽ hiển thị tất các các đặc tính của hình ảnh , ánh sáng , tương phản , mầu sắc, méo gối ...để từ đó ta sẽ điều chỉnh sao cho máy chiếu đạt được hình ảnh đẹp nhất .
download phần mềm tại đây http://files.myopera.com/minhdt/projector/pgen.zip

Một phần mềm khá hay nữa là Focalcalc V1.43 của Dazzzla sẽ tính toán kích thước LCD fresnel và hình ảnh trên màn chiếu giúp bạn điều chỉnh khoảng cách bố trí các linh kiện này
tải phần mềm tại link : http://files.myopera.com/minhdt/projector/focalcalc143.zip

phiên bản 1.2 link http://my.opera.com/minhdt/blog/index.dml/tag/Tự%20mod%20máy%20chiếu%20phim%20gia%20đình



Ngoài ra các bạn có thể tham khảo thêm các hình ảnh mod tại Galery projector

2 nhận xét:

Phan Anh nói...

Máy chiếu phim gia đình của bạn rất đẹp
-----------------------------------thietbivattugo------------------------------------------
Thiết bị vật tư ngành gỗ tốt nhất tại tphcm

Quyên Nguyễn nói...

máy đẹp lắm bạn
Máy khoan ốc cam liên kết tốt nhất tại tphcm