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Experimenteller DIY Color LASER Video Beamer/Projektor
Welche ist die ultimativ einfachste Technik zur Darstellung von TV bzw. Videos?
Die Methode mit rotierenden Spiegeln
(LASER-Pointer-TV)
kommt dieser zwar nahe,
aber es geht eben noch einfacher: mit oszillierenden (vibrierenden, schwingenden) Spiegeln. Seit wann gibt es wohl diesen Ansatz?
(Fund: Vibratory Scanner).
Während die Vertikalablenkung mit dieser
Technik relativ leicht zu bewerkstelligen ist, fordert die Horizontalablenkung
mit ihrer hohen Frequenz heraus.
In der dazu reichhaltigen Literatur findet sich das Grundprinzip aktueller Mikrospiegel (MEMS):
Ein Torsionspendel schwingt in Resonanz. Die Grundform entspricht einem Kreuz mit
einer Antriebs- und einer Befestigungsachse.
Nach der Ermittlung geeigneten, ferromagnetischen Stahls und passender Maße (Roark's Formulas...)
braucht es etwas Geschick bei der Fertigung.
Ein Farbbild sollte es dann auch sein:
(Das Rauschen in dieser Video-Aufnahme liegt an der geringen Lichtintensität)
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Die Strahlen dreier LASER-Pointer-Dioden werden moduliert,
zusammengeführt und mit oszillierenden Spiegeln erst horizontal, dann vertikal abgelenkt.
Als Projektionsfläche dient fluorogene Folie.
Da die Leistung der LASER gering ist, muss zur Bildbetrachtung der Raum
abgedunkelt werden, dafür aber ist das Experimentieren relativ ungefährlich
(Baujahr 2012).
Für c't Hacks\Make: vom Heise-Verlag habe ich eine detaillierte Bauanleitung verfasst -
Ausgabe 3/2014, "Laser-TV-Projektor" (S.142-151), als Einzel-Artikel erhältlich unter
https://shop.heise.de/katalog/laser-tv-projektor .
Es hat mich sehr gefreut, mal als Projekt-Autor für diese Zeitschrift zu agieren.
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    [ Bilder zum Vergrößern anklicken ]
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Bei Abstand der Displayfolie von einem Meter zur Vertikalablenkung (Festplatte) entspricht die Bildbreite ca. A4-quer.
Mit einem Poti kann die entsprechende Bildhöhe eingestellt werden.
Die LASER-Strahlen werden über ein dichroitisches Prisma zusammengeführt;
die nachfolgende Ablenkung bewirkt ein zeilenweises "Schreiben" des Bildes.
- Das dichroitische Prisma stammt aus einem defekten Projektor.
- LASER-Pointer-Dioden
- Rot (630...680) nm, Grün DPSS (522...542) nm, Violett (395...415) nm
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Horizontalablenkung
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Das Torsionspendel (Länge ca. 50 mm) schwingt resonant mit 7.8 kHz.
Der auf dem Zentrum des Torsionspendels fixierte Mini-Ablenk-Spiegel (3 mm*3 mm)
ist aus der Speicherscheibe einer Festplatte geschnitten.
- Rahmen aus Blumenkastenhalterung
- Pendel-Einspannung aus Tor-Langband
- Torsionspendel aus Küchenpalette
- Zwei Ferrite, mit Kupferlackdraht bewickelt
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Akustische Abschirmung
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Abwechselnde Schichten aus hartem und weichem Material schirmen den 7.8 kHz Ton ab -
Reflektion an den harten Wänden, Absorption in den weichen Schichten:
Kork, Schaumstoff, Holz der Kastenwand, Waschmaschinenmatte, Hartholz.
Die Vorderwand des Kastens besteht aus einer dicken Plexiglasscheibe.
(Im Kasten ist eine Urversion der Horizontalablenkung zu sehen.)
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Hartes Holz bildet die Außenhülle.
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Vertikalablenkung
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Festplattenaktor mit befestigtem Glas-Spiegel,
aus einem Kosmetikspiegel geschnitten (18 mm*100 mm)
(Diese Vertikalablenkung ist eine frühere Version,
wie man oben sieht, hat sich nicht viel geändert.)
- Ein 17,5er Kalksandstein bildet den Fuß (s.o.).
- Schaumstoff / Schwamm / Gummi als Dämpfer
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Schaltungen (1), (2) und (3)
Hochtransparenter Schaltungsaufbau - auf das Prinzip reduziert:
23 Transistoren, (stellbare) Widerstände, Kondensatoren,
Bindedraht, Kabel mit Krokoklemmen, Netzteile
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(1) und (2) - Steuerung der Horizontal- und Vertikalablenkung
Mit dem Video-FBAS-Signal (grüne Ltg. ganz links) synchronisierte FlipFlops treiben die Ablenkungseinheiten an
und schalten die Verstärker-Einheit für die LASER-Dioden.
Horizontalablenkung (Einrahmung oben): Torsionspendel-TreiberTransistoren mit Kühlkörpern und Ventilatoren,
H-Sync-Separator, Rechteck-Oszillator, FlipFlop-Ablenkung,
FlipFlop-LASER
Vertikalablenkung (Einrahmung unten): V-Sync-Separator, Rechteck-Oszillator, FlipFlop-Ablenkung,
FlipFlop-LASER, Festplattenaktor-TreiberTransistor
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(3) - Verstärker für die drei LASER-Dioden
Die Verstärkereinheit wird von der Ablenkungssteuerung geschaltet.
RGB-Signale von einem PAL-Decoder steuern die Helligkeit der drei LASER-Dioden. Ihre Kontraste und Helligkeiten
werden mit den Potis aufeinander abgestimmt.
Eine Metallklammer kühlt den für die DPSS-LASER-Diode zuständigen Transistor.
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Literatur
Optical Scanning II, Proc . SPIE Vol. 4773,pp.27-37 Seattle, Washington, July 2002
Torsional MEMS scanner design for high-resolution display systems,
Hakan Urey , Microvision Inc., 19910 North Creek Pkwy, Bothell, WA 98011, USA
W. C. Young, Roark's Formulas for Stress and Strain
WARREN C. YOUNG, RICHARD G. BUDYNAS, 2002, 7th Edition
Rundfunk und Fernsehen selbst erlebt, Lothar König, Experimentieren und Bauen,
Urania-Verlag Leipzig Jena Berlin, 4. Auflage 1978
Fernsehtechnik ohne Ballast, Einführung in die Schaltungstechnik der Schwarzweiss- und
Farb-Fernsehempfänger, Otto Limann und Horst Pelka, 14. Auflage 1983
Deutsches Fernsehmuseum Wiesbaden
Sehr lesenswerte Dissertation, entdeckt August 2013:
Henrik Specht, MEMS-Laser-Display-System: Analyse, Implementierung und Testverfahrenentwicklung
Ulysses@MightBeMoving.De