Сделай сам — проекционные часы.

Надеюсь те, кто были на моем портале видели первую версию проекционных часов. Я изготовил вторые. Данная статья частью дублирует тот материал. А частью раскрывает грабли на которые я наступил. Никаких микроконтроллеров внутри, доступно для повторения всем!)

Начнем с материалов. Основная конструкция часов выполнена из толстого плотного картона, такой картон используют для корочек книги или вставляют для жесткости в обложку папок. Цилиндр — это втулка от липкого ролика из икеи. В качестве часов были куплены самые дешевые наручные китайские часы:

Линзы правда были куплены и обточены под заказ в оптике — 2 стеклянные линзы на +25 диоптрий. В принципе можно использовать любые линзы. Например купить простой китайский пластиковый бинокль и извлечь линзы из окуляров (они сделаны из оптического полистирола потому очень легко царапаются, будьте осторожны). Светодиод был куплен в магазине, L-813. Блок питания робитон был куплен в хозмаге за 160 руб (3-12Вб 300 мА).

 В качестве окуляра мы будем использовать обычный люстровый патрон для ламп, он имеет наружную резьбу и специальную гайку. Что позволит как раз вращением настраивать фокус.

 Дисплей
Первым делом нужно сделать дисплей цифр работающий на просвет. Разберем часы и удалим плату. У жидкокристаллического дисплея необходимо отклеить одну пленку-поляризатор, оттереть ее от клея этиловым спиртом. После того как мы ее перевернем мы получим инверсный дисплей, чёрный выключенный и прозрачный включенный.
Если пленки матовые, то желательно их удалить и заменить на глянцевые, иначе будет теряться ощутимая часть светового потока.
На место платы установим изготовленную нами платочку. В прошлый раз мы использовали шлейфик, но это деталь довольно специфическая, поэтому на этот раз сделаем более доступный вариант — специальную платочку. Вид ее на фото:

 Разделительные канавки прорезаны канцелярским ножом. Аккуратно припаяем ее проводами к плате часов и соберем. Получится что то вроде:

 Светодиод
Обычно ток через светодиод 20 мА. Прошлый раз ток был больший из-за того, что как выяснилось производители брелоков не беспокоятся о сроке службы светодиода т.к. батарейки садятся раньше. А их замена не предполагается. В результате светодиод быстро выходил из строя. На этот раз было решено использовать цветной сверхъяркий светодиод. Для его использования придется немного посчитать. Открыв паспорт на светодиод (datasheet в буржуйской терминологии) посмотрим 2 важных параметра — максимальный ток (DC Forward Current) и прямое падение напряжения (Forward Voltage). В данном случае у нас получается 2.5В 25 мА. Допустим будем питать светодиод от 12 вольт. Тогда нужно поставить такое сопротивление. Что бы на нем падало 12 — 2.5 = 9.5В при токе 20 мА (оставим про запас 5 мА). По закону Ома R=U/I
R = 9.5/0.02 = 475 Ом.

Оптика
Оптика у нас довольно проста — всего 2 линзы. Оптическая схема с размерами для линз +25 диоптрий на рисунке:

 Цифры даны приблизительные. Данные расстояния были получены эмпирически – в тисах был зажат светодиод, над ним приспособление «третья рука» держало экранчик так, что бы световой конус освещал полностью все цифры, сверху на экранчике лежала линза, а рукой с линейкой подбиралось оптимальное расстояние для объектива, ориентируясь по картинке на потолке.
Светодиод дает расходящийся на конус световой поток. Свет, проходя через дисплей, корректируется (уменьшается расходимость) линзой номер 1. Затем свет проходит через линзу объектива номер 2 и затем уже проецируется на поверхность.

Если мы избавимся от линзы номер 1 то получится ход лучей как на второй части схемы. Крайние лучи, несущие информацию о картинке по краям будут выходить за пределы оптики и не попадать на линзу объектива номер 2. Это будет выглядеть как светлый с картинкой центр и темные края.

Идеальный случай изображен на 3 части схемы — экран освещается параллельными лучами, которые затем собираются объективом номер 2.

Чем более сильные линзы мы поставим тем крупнее будет картинка на стене (правда ее яркость будет мала, т.к. одно и то же количество света приходится на бОльшую площадь. Но чем мощнее будут линзы тем сильнее будут искажения. Для уменьшения искажений нужно диафрагмировать световой поток, но это снизит яркость. Получаются вот такие противоречивые требования.

Я попробовал использовать в качестве источника света 3х ваттный зеленый светодиод LUXEON и у меня ничего путного не получилось. У этого светодиода очень большая расходимость пучка, в результате получилось что подсвеченным оказывался только центр изображения (см. оптич. схему). Набором линз получалось откорректировать световой пучок, но он ослаблялся настолько, что никаких преимуществ перед обычным сверхъярким светодиодом не оставалось.

Сборка
Аккуратно разрезав картон красим все внутренние поверхности в чёрный цвет, что бы исключить всяческие внутренние отражения. При сборке строго соблюдать оптическую ось, иначе картинка будет искажена. Припаяем к микросхеме часов кнопки управления, и впаяем внутрь батарейку. Можно было конечно сделать стабилизатор питания, что бы напряжение в 1.5В поступало от блока питания, но это излишняя сложность. Закончив сборку основной части можно обшить ее картоном и обклеить пленкой. В общем всё понятно из фотографий:

картинка, проецируемая часами на фото: (выдержка большая, поэтому яркость кажется выше)

Оригинальная статья: licrym.org/wiki/index.php?wakka=SdelajjSam/ProekcionnyeChasy2

  

Бенгальские огни. Простейшее изготовление.

  

Бенгальский огонь – это ручное пиротехническое изделие, состоящее из смеси веществ намазанных на проволоку, которая при сжигании дает яркий и искристый белый или цветной огонь.

Бенгальский огонь изобрели древние пиротехники Бенгалии – части Индии, расположенной вдоль Бенгальского залива. Вот откуда пошло название "бенгальский огонь”. Бенгальские огни, или бенгальские свечи, из Индии распространились по всему миру.

Покупные (фабричные) бенгальские свечи состоят из стальной проволоки, на которую нанесена горючая смесь, и обычно дают белый огонь с разветвляющимися искрами.

Основным отличием бенгальских огней от основной части пиротехники является возможность использовать их в закрытых помещениях, на праздничных столах. Такие изделия не выделяют опасных для здоровья человека продуктов горения.

Составы бенгальских огней уже давно изобретены и опробованы, реактивы являются относительно доступными. Предоставлю вам составы бенгальских огней автора Платова:

Состав №1

Нитрат бария…………………………50%
Декстрин………………………………12-14%
Алюминиевая пудра……………….6-8%
Опилки стальные воронёные……30%

Состав №2

Нитрат бария…………………………50%
Декстрин………………………………12-14%
ПАМ №4………………………………6-8%
Опилки чугунные воронёные……30%

Состав №3

Нитрат бария…………………………50%
Декстрин………………………………12-14%
Порошок магниевый № 4………….6-8%
Опилки стальные воронёные…….30%

(ПАМ – Порошок Алюминиево-Магниевый)

Как видите, во всех составах отсутствует сера и соли (натрия, калия), благодаря чему состав не выделяет дыма и вредных для организма веществ.

У меня к сожалению нет доступа к Нитрату Бария (который в большинстве случаев можно приобрести только в химмагах), поэтому я опишу вам другой состав и способ изготовления бенгальских огней, которые можно безопасно использовать на улице, так же как и фабричные изделия.

Мой состав бенгальского огня следующий:

Алюминиевый порох – 5гр
Декстрин – 2гр
Чугунные опилки – 5-6гр

Указанного кол-ва хватит на 6-8 штук.

Алюминиевый порох использовался в пропорции для пироизделий – 50:15:35.
Это основной горючий состав, который будет давать ярко белый огонь.
В порохе содержится сера, которая будет давать дым при горении, поэтому бенгальский огонь на этом составе можно использовать только на свежем воздухе.
Декстрин использовался самодельный, он связывает наш состав, обеспечивает хорошее крепление его с проволокой, уменьшает скорость горения ал. пороха.

Также использовались измельчённые чугунные опилки, которые образовывают разлетающиеся искры. Они должны быть средней зернистости, не порошок!

 
  Вместо чугунных опилок так же можно использовать железные, титановые, стальные, возможно алюминиевые.

Из посуды нам понадобится небольшая ёмкость для перемешивания состава и высокий узкий сосуд, лучше всего стеклянная колба, но можно использовать и пустой толстый маркер.

 

Как показала практика, смешивать состав можно только в пластиковом футляре от витамин "Ревит”, в баночке от витамин "Ундевит и Пиковит” состав становится очень плохой и может вообще не загореться. В баночке от витамин "Гексавит” перемешивать состав не рекомендуется, так как он может сдетонировать от чрезмерного механического воздействия, а готовые бенгальские огни будут улетать из ваших рук как ракеты. Я описал этот очень важный момент, потому что новички часто пренебрегают техникой безопасности! А знать надо каждый нюанс.

И так, всё просто:
1. Алюминиевый порох у вас уже готов, высыпаем 5гр в ёмкость, туда же сыпем 2гр сухого декстрина, хорошо перемешиваем, затем 5-6гр металлических опилок. Чугунные дают самые красивые, ветвящиеся желтые искры. Алюминиевые и титановые дают белые искры.

 2. Предварительно нужно заготовить стальные (!) отрезки проволоки длиной 12-15см, толщиной 1мм, и сделать на всех загнутые крючки с одного конца.
Проволока должна быть именно стальной, а не медной или алюминиевой, потому что большая температура горения ал. пороха может её буквально расплавить и сжечь.

3. Теперь пересыпаем состав в колбу и добавляем немного растворителя (воды или спирта) до консистенции сгущенки, перемешиваем.

 

(Состав потом очень легко смывается водой с любой посуды и с рук.)

4. На следующем этапе нам нужно мокать и обмазывать проволоку в жидком составе (если состава мало и он весь на дне, то просто переворачивайте колбу горизонтально, чтобы состав прилип к нужному отрезку проволоки – около 8-10см.)
Лишнюю массу (капельки) стряхивайте в колбу, чтобы они потом не капали на пол.

5. Всего должно быть 5 слоёв, после первого слоя проволока лишь немного утолщится, это так сказать грунтовка…
Затем вешаем её за крючки, сушится на верёвку, примерно на 15 минут.

Колбу на это время прикройте крышкой, чтобы вода не испарялась, и состав не высыхал.

Вот так она выглядит после 3-го слоя:

 

 Опять повесьте сушится на 20-30 минут, в это время можете заниматься своими делами.

Это готовые и высушенные бенгальские огни после 5-ти слоёв состава:

Не так ровно и красиво, как с упаковки, но это нам и не надо, мы же не на фабрике.

Вот собственно и всё, такие бенгальские огни легко поджигаются и красиво горят: