INTRODUCCIÓN
Voy a intentar redactar una pequeña guía para el montaje de un Video proyectorLCD, el llamado Proyector DIY.Este manual esta basado en mi experiencia de montaje de un proyector de unascaracterísticas concretas, por lo que cualquier consejo sobre otra configuraciónpuede que no sea válido. Por otro lado, muchas variaciones en componentes omontaje pueden significar una mejora en la calidad obtenida.Pretendo que sea una guía útil para la compra y montaje de componentes, por ello lateoría sobre el funcionamiento será mínima y solo la necesaria para entender elporqué hay que montar un componente u otro.La idea en la que se basa la fabricación de un proyector LCD es sencilla. La luzprocedente de una bombilla atraviesa una pantalla LCD, una serie de lentes yobjetivos proyectando las imágenes generadas en una pantalla o pared.Lo que no es tan sencillo es conseguir una buena calidad de imagen proyectada.Para ello es necesario el montar toda una configuración de bombilla, lentes,objetivos, etc… adecuados y con componentes de calidad dentro de una cajaformando así nuestro Video Proyector DIY.Esta es la configuración de un proyector:
Construye tu proyector lcd casero
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3 COMPONENTES
Los componentes básicos son los siguientes:
Bombilla
: Es nuestra fuente de luz. Debe ser suficientemente potente para tener unaproyección con la luminosidad adecuada y debe tener una temperatura de color queno modifique los colores de las imágenes a proyectar.Asimismo nos interesa que sea barata y de larga vida útil.Todas estas características las reúnen las bombillas de halogenuros metálicos (HQI).Con potencias de 250W o 400W obtenemos muy buenos resultados, teniendo unas12.000 horas de vida útil y temperaturas de color de 4500-5000ºkNo sirven para este cometido las bombillas halógenas, por su escasa vida útil ytemperatura de color inadecuada.Será necesario para el funcionamiento de la bombilla, el casquillo, balastro,arrancador y condensador. Todo ello se conoce como el
Kit de iluminación
.Bombilla con casquillo E40:
Reflector:
La bombilla envía luz a todo su alrededor. Para una mejor proyección nosinteresa recoger el máximo de luz posible y dirigirlo hacia la pantalla LCD, para ellonecesitaremos de un reflector que redirija la luz hacia la dirección correcta.Los reflectores esféricos están dando buenos resultados. Tenemos el reflector ópticode 64 mm. También pueden usarse otros de mayor diámetro en combinación coneste. Por ejemplo el bol de Ikea de 12 cm es una buena opción
Lentes Fresnel:
Para una buena calidad de imagen proyectada, la luz que atraviesala pantalla LCD debe hacerlo con la luz lo mas homogénea posible por toda lapantalla y de forma perpendicular a esta. Esto se logra con las lentes Fresnel. Lalente esta compuesta de un lado liso y un lado con unos círculos concéntricos. Laparte lisa recoge o envía la luz perpendicular y la parte rugosa recoge o envía la luzen un ángulo que varia en función de la focal de la lente La función de las lentes fresnel en nuestro proyector es ponerlas por delante y pordetrás del LCD de manera que el cono de luz proveniente de la bombilla al atravesarla primera fresnel (F1) salga en ángulo recto, atraviese el LCD hasta la segundafresnel (F2) que de nuevo enviará la luz en ángulo cerrado hacia un objetivo.Las fresnel que deben utilizarse deben ser acrílicas. Vienen en parejas pegadas ydeben separarse ya sea mediante un cutter o cortando los bordes a la medidaadecuada. Son rígidas y tienen un grosor de 2mm cada una. No sirven las de PVCflexibles por su baja calidad y por no aguantar la temperatura de la bombilla.Las fresnel de 24*18 de focal 210-310 son adecuadas para proyectores de 7-8”
pantalla
4 La función de las lentes fresnel en nuestro proyector es ponerlas por delante y pordetrás del LCD de manera que el cono de luz proveniente de la bombilla al atravesarla primera fresnel (F1) salga en ángulo recto, atraviese el LCD hasta la segundafresnel (F2) que de nuevo enviará la luz en ángulo cerrado hacia un objetivo.Las fresnel que deben utilizarse deben ser acrílicas. Vienen en parejas pegadas ydeben separarse ya sea mediante un cutter o cortando los bordes a la medidaadecuada. Son rígidas y tienen un grosor de 2mm cada una. No sirven las de PVCflexibles por su baja calidad y por no aguantar la temperatura de la bombilla.Las fresnel de 24*18 de focal 210-310 son adecuadas para proyectores de 7-8”.
Pantalla LCD:
Se obtiene desmontando (“pelar”) un monitor o televisión TFT. Es laparte más delicada del proceso. No todos los TFT permiten un desmontajeadecuado. Es conveniente asegurarse que el TFT es pelable. Se trata de desmontarel TFT dejando solo el LCD y su electrónica y los controles. Se están consiguiendobuenas calidades con TFT de 7 u 8” (Lilliput, Hami) que tienen resoluciones de hasta800*600 píxeles. Hay manuales de cómo pelar estos TFT.
Triplete (Objetivo):
La función del objetivo es la de enviar la imagen del LCD encondiciones a la pantalla de proyección. Se usan objetivos de tres lentes (triplete)para corregir los enfoques, aberraciones cromáticas…que se producen por el uso delas fresnel. Dependerá del focal del objetivo el que tengamos un mayor o menortamaño en la proyección.El objetivo puede ser de focal fijo o variable. La ventaja del fijo es que da mayorluminosidad, en cambio complica el montaje ya que el enfoque debe hacersemoviendo el proyector o montando un soporte para el objetivo móvil. El varifocalpermite el enfoque moviendo las lentes del objetivo con una palanca al efecto, pero acosta de perder algo de luminosidad.Los objetivos que están dando buenos resultados son los fijos de 265 mm de focal olos varifocales de 260-300 mm (o focales aproximadas). Se consiguen tamaños depantalla de 2 m a unos 4 metros de distancia del proyector con buena luminosidad.Los objetivos han de ser específicos para proyección de video o transparencias, nosirven los objetivos de cámaras fotográficas o de proyectores de diapositivas.
Otros componentes necesarios:
Condensadora
: Se coloca después de la bombilla y su función es optimizar la luzque llega a la fresnel. Es adecuada la de 76 mm.
6 Cristal templado
: Sirve de protección de las fresnels y el LCD del calor generadopor la bombilla.
Cristal laminado:
Dos cristales unidos (3+3 mm) con una lámina intermedia quefiltra los rayos UV que genera la bombilla. Proteje de la radiación al LCD.
Ventiladores:
Necesarios para refrigerar el proyector de las altas temperaturas quegenera la bombilla. Se aconseja al menos un par de ventiladores extrayendo aire dela zona de la bombilla (no debe enviarse aire frío a la bombilla ya que reduce sueficiencia y duración) y un ventilador enviando aire a las fresnels y LCD. Vanperfectos los ventiladores de informática de 80 mm y 12v.
Cables FFC de 40p y 20p
: Necesarios para poder separar la electrónica del TFT ypermitir el paso de la luz así como la colocación de la controladora en una ubicaciónadecuada dentro de la caja.
FSMirror:
Espejo de reflexión en superficie. Sirve solo para aquellos diseños enforma de “L” para reducir el tamaño del proyector. Este espejo óptico desvía ladirección de la proyección sin crear la doble imagen que se da en los espejosnormales. Para proyectores en línea no es necesario.
Material eléctrico y electrónico
: Para el montaje serán necesarios un par deinterruptores, cable eléctrico, conectores para la señal de video (vga, rca, antena…)y el conector para la toma de corriente, Material de bricolage:
Herramientas, cinta adhesiva de aluminio, pintura negra,maderas, tortillería, rejillas anti luz y demás componentes para el montaje de la cajadel proyector según proyecto de cada uno.
PRIMERAS DECISIONES
Antes de ponernos a decidir que componentes compramos hemos de tomar algunasdecisiones importantes y que afectaran al resultado final de nuestro proyector DIY:
- Tamaño de pantalla que queremos conseguir. Dependerá de la distancia deproyección de que disponemos y del focal del objetivo. A mas focal menorpantalla y a menor focal mayor pantalla.
- Hay que escoger entre mas calidad de proyección pero proyector voluminoso(TFT de 15”-17”) o menor calidad (aunque alta) y proyector de menor tamaño(TFT de 7” - 8”)
- Mayor luminosidad con triplet de focal fijo que precisará un sistema deenfoque manual (complica algo el montaje) o algo menos luminosidad peroenfoque en el objetivo (triplete varifocal).
- Potencia de luz (250 o 400 W). A mas luz mas necesidad de refrigeración.Una mayor potencia puede suplirse con una menor potencia de luz pero mejor optimizada.
- Proyector en línea o en “L” (menor tamaño pero algo más complicado demontar).En mi caso las decisiones tomadas fueron las que enseguida enumero, y es en baseestas decisiones que desarrollo este manual. No obstante os servirá igualmente sioptáis por otro tipo de configuración, ya que la base del montaje es la prueba y errorque todos hemos de hacer.Mis necesidades estaban en una pantalla de unos 180 cm de base, disponía de untiro de proyección de hasta 5 m. Lo más importante era la luminosidad del proyector,pero no quería problemas de calentamiento excesivo. El tamaño pequeño eraimportante, sacrificando lo menos posible la calidad.En base a esto, la configuración escogida fue:
- Proyector basado en LCD de 8” con resolución de 800*600. TFT Hami
- Kit de iluminación de 250 W
- Objetivo triplet de 265 mm de focal
- Fresnels de 210/310 de focal
- Montaje en líneaEsta configuración me daría una pantalla de 175 cm de base a unos 3 metros de tirode proyección, lo que garantizaba una buena luminosidad en la imagen.El montaje en línea no solo garantiza mayor luminosidad por las características delobjetivo, sino que me obliga a montar un sistema de enfoque manual que permitemayores posibilidades de ajustar el tamaño de la pantalla y el enfoque una vezmontado el proyector por si es preciso trasladarlo.
LISTA DE MATERIALES Y COMPRA DE COMPONENTES
Teniendo ya clara la configuración a montar, ahora hay que hacer la lista decomponentes a comprar. Los tenéis enumerados al principio del manual. Convieneque miréis bien las distintas Webs o tiendas físicas donde podéis encontrar estematerial, ya que existen grandes diferencias de precios en uno u otro sitio. ¡Vigiladtambién los portes!Es importante que no escatiméis en la calidad de los componentes, ya que influyedirectamente en la calidad del resultado final.Comentar que en mi caso el Kit de iluminación estaba formado por un bombillón tipobulbo y casquillo tipo E-40,pudiéndose encontrar bombillas tubulares con casquilloFc2 mucho mas prácticas.
Tened paciencia, ya que normalmente la obtención de todos los materiales es lenta.Es habitual que en la espera la gente se impaciente y empieza a construir la caja delproyector. Yo lo desaconsejo ya que las medidas teóricas generalmente no cuadrany tenemos muchos números de que la caja no nos sirva. Pensad como hacerla perodejad su construcción para más adelante.
EMPIEZA EL MONTAJE
Se supone que ya tenéis todo el material a vuestra disposición. Es el momento deempezar.El montaje se irá haciendo por partes que iremos probando. Para ello es convenientehacerse con una tabla de madera donde iremos situando los componentes paraprobarlos. Hemos de encontrar un lugar donde colocar esta tabla y hacer laspruebas, es decir, tener espacio libre por delante para ver las proyecciones deprueba.Cada una de las partes a montar puede hacerse de distintas maneras en función dela pericia de cada uno, los materiales de que dispone, etc… Lo importante esconstruirlo siguiendo unas reglas básicas.
La Light Box
Lo primero que vamos a montar es la fuente de luz. Esta está compuesta por elreflector, la bombilla y la condensadora. La idea es hacer un conjunto en que labombilla este situada entre el reflector y la condensadora. Para optimizar la luz elbulbo de la bombilla debe situarse en el centro de la circunferencia del reflector.Debido al tamaño de las bombillas, tanto el reflector como la condensadora se juntancon la bombilla.Para optimizar mas la luz y recoger aquellos haces que no entran en lacondensadora podemos poner un segundo reflector mayor cubriendo el primero. Enmi caso he utilizado un bol de Ikea al que he cortado los laterales para encajar labombilla de manera que bulbo quede centrado en el centro de la circunferencia.
Puede hacerse la unión entre ambos reflectores con cinta de aluminio adhesiva, quetiene gran fuerza adhesiva y resiste las altas temperaturas.El sistema de sujeción del reflector bombilla y condensadora ya depende de laimaginación y capacidad de cada uno. Yo particularmente he montado una caja demadera forrada de aluminio para protegerla del calor y he metido dentro reflector ybombilla dejando una abertura para la salida de la luz a través de la condensadora.
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Existen muchas otras posibilidades para hacer la Light box. Cada cual que ponga sutécnica e imaginación.
La Light box se calienta mucho por lo que será necesario poner unos ventiladorescerca para la extracción del aire caliente que genera. Tenerlo en cuenta por siquieren integrarse en esta.Es importantísima la alineación del centro del reflector, con el centro del bulbo de labombilla y con el centro de la condensadora. La altura debe hacerse coincidir con elcentro exacto de las lentes fresnel, el centro del LCD y el centro del triplete. Lacalidad de la imagen y luminosidad depende de que todos los componentes esténexactamente alineados.
Soporte LCD – Fresnels
El siguiente paso es el montaje del soporte para las fresnels y el LCD. De nuevotoca pensar en el sistema a usar. Pude hacerse a base de raíles por donde fijar lasfresnels y el LCD, uniendo las fresnels y el LCD con varillas roscadas, etc…Para separar las fresnel puede hacerse con un cutter o cortándolas a la medidaadecuada según el diseño de soporte pensado. Es muy importante que al cortar lasfresnels se mantengan bien centradas con el LCD.El montaje debe ser Fresnel 1 – LCD – Fresnel 2. la distancia entre fresnels y LCDdebe ser entre 1,5 y 2,5 centímetros. Una opción es dejar la F2 con la posibilidad debascular para corregir el Keystone de la proyección (imagen proyectadadistorsionada por una proyección desde un ángulo).Este es mi sistema de soporte en el que ya he incluido también los cristales(templado y laminado.
Ojo, en está foto la colocación del LCD de la Hamies válido para un proyector en “L”, para una proyector lineal, el LCD debe girarse (manteniendo la electrónica en la parte superior).
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Otros ejemplos de soportes.
Uno de los temas más delicados de todo este proyecto es el desmontaje del TFT. Ennuestro caso, “pelar” el monitor Hami es relativamente fácil, pero requiere muchocuidado por la especial fragilidad de la electrónica de esta pantalla.
Aparte del LCD, necesitaremos del TFT, la controladora que ira unida al LCDmediante la el cable FFC de 40p (sustituiremos el original por el que hemoscomprado que es mas largo). El cable de 20p también lo sustituiremos, ello nospermitirá separar la electrónica del LCD para que pase toda la luz. Utilizaremostambién la botonera para el control de la imagen y la placa de los conectores.Podemos desconectar los altavoces internos (nos queda la toma mic para sacar elaudio) o dejarlos para que suenen dentro de la caja. El audio solo tiene sentido en eluso del proyector como TV.
Soporte del objetivo
A continuación nos interesa montar el soporte del objetivo. De momento puede serprovisional ya que se utilizara para hacer pruebas de distancias. Lo que esimportante es que montado a un altura de manera que quede alineado con el centrode las fresnels, LCD y Light box.
RGB
PRUEBAS DE LUZ Y DISTANCIAS
Bien, ya tenemos la Light Box, el soporte TFT-Fresnel y el soporte para el objetivo.Ahora colocamos la tabla donde realizaremos las pruebas con espacio libre pordelante y una pared o pantalla al fondo.En la tabla colocaremos estos componentes en base las distancias teóricas paraprobarlos. Partiremos de las distancias del siguiente esquema para luego irajustando manualmente:Construye tu proyector lcd casero
Para la configuración que estamos utilizando, son unos 21 cm de bombilla a F1 y 29cm hasta objetivo.Interesa mantener fijo en la tabla el soporte del LCD y dejar movible la LightBox y elsoporte del objetivo.
Ahora se trata de encender la bombilla y desplazarla hacia delante y hacia atráshasta conseguir que la luz proyectada sea lo mas intensa posible acercándola a laF1 pero a la vez que ilumine la totalidad del LCD. Hay que poner especial atenciónen la iluminación de las esquinas.Una vez se tiene iluminado toda la pantalla del LCD, hay que desplazar adelante yatrás el objetivo hasta enfocar la imagen del LCD.Naturalmente el LCD debe estar conectado al PC para generar las imágenes, si bientambién es posible trabajar con el LCD apagado colocando una transparencia o unaregla de plástico para intentar enfocar las líneas de esta.Una vez conseguida la máxima intensidad de luz de forma lo mas homogéneaposible por la pantalla y con la imagen enfocada, es necesario tomar las medidasexactas de las distancias entre la lightbox y el soporte de las fresnel-LCD y entreeste y el objetivo.Igualmente con la distribución colocada sobre la tabla ya se pueden tomar lasmedidas para realizar la caja.
EL DISEÑO DE LA CAJA
Seguro que a estas alturas ya tenemos una idea de la caja que queremos para elproyector. Ahora es el momento de empezar su diseño ya con las medidasadecuadas obtenidas en las pruebas.Para ello hemos de tener en cuenta previamente unos puntos importantes:
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La colocación de los ventiladores para refrigerar el proyector
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El sistema de objetivo móvil para el enfoque.
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La colocación de los conectores e interruptoresDe nuevo aquí cada uno tiene que aportar sus ideas y destreza.
Refrigeración
Las partes a refrigerar son básicamente dos, el sector de la LightBox y el conjunto delas Fresnel y LCD.En mi opinión al menos son necesarios tres ventiladores, dos para la zona de labombilla y uno para las fresnels. En mi caso aún coloque un cuarto en la zona de lareactancia.La refrigeración de la LightBox debe ser con ventiladores que extraigan el airecaliente que se genera por el calor de la bombilla. Las bombillas HQI trabajan contemperaturas muy altas para su correcto funcionamiento, por lo que intentar bajar latemperatura metiendo aire frío a la bombilla afectará negativamente en sufuncionamiento. Por otro lado la refrigeración de las fresnel y LCD debe ser metiendo aire fresco conel ventilador.Otro elemento básico para la refrigeración es la colocación del cristal templado entrela condensadora y la Fresnel1.Y como complemento añadiremos a continuación el cristal laminado. Este tiene unadoble función, por un lado es un filtro de radiaciones UltraVioletas necesario paraevitar que llegen al LCD y lo perjudiquen, y por otro lado colocado detrás del cristaltemblado a un cm aproximadamente crea una cámara de aire que evita en granmedida la transmisión del calor. Es el mismo sistema que los típicos cristales Climalitde las ventanas.
Sistema de enfoque
Si nuestra configuración ha sido pensada con un objetivo varifocal, haremos una cajaen la que el objetivo quedará fijo y la imagen se enfocará desde el propio objetivo.
En cambio en una configuración de objetivo de focal fija deberemos montar unsistema de soporte del objetivo movible, de manera que desplazando esteenfocaremos el proyector.El desplazamiento que necesitamos es muy poco, con unos tres o cuatro centímetrosde desplazamiento (entrado a la distancia medida en las pruebas) es suficiente parael enfoque desde varias distancias de tiro de proyección.El sistema de desplazamiento se lo tiene que pensar cada uno para adaptarlo a lacaja diseñada. A continuación unas imágenes de posibles soluciones.
19 En cambio en una configuración de objetivo de focal fija deberemos montar unsistema de soporte del objetivo movible, de manera que desplazando esteenfocaremos el proyector.El desplazamiento que necesitamos es muy poco, con unos tres o cuatro centímetrosde desplazamiento (entrado a la distancia medida en las pruebas) es suficiente parael enfoque desde varias distancias de tiro de proyección.El sistema de desplazamiento se lo tiene que pensar cada uno para adaptarlo a lacaja diseñada. A continuación unas imágenes de posibles soluciones:
Interruptores y conectores
Otro elemento a decidir es la colocación de todos los conectores e interruptores queson necesarios para el funcionamiento del proyector.Para la configuración con la Hami tenemos la posibilidad de poner los siguientesconectores:-Conector VGA 15p hembra-Conector RCA para Video-Conector antena TV-Conector audio (salida). Para Jack stereo o dos RCA. Solo útil para sonido de TV ysi no se dejan los altavoces de la Hami en el interior de la caja.-Base macho para toma de corriente.Los interruptores necesarios serán dos, el general que encienda el proyector y unosolo para la bombilla, de manera que pueda cerrarse esta mientras siguenfuncionando los ventiladores.
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Igualmente debemos buscar ubicación para los pulsadores de la Hami, que puedenutilizarse una vez cortada la parte de la carcasa del monitor donde se ubican.Comentar que el cable que los une a la controladora interior es corto, pero esfácilmente extensible cortando y empalmando. Con ello tenemos mas libertad paraubicarlos en la caja.
proyector
LA CONSTRUCCIÓN DE LA CAJA
Una vez planificada bien la caja, hay que ponerse manos a la obra.Hay que decidir el material del que estar compuesta la caja y realizar un despieceexacto de las partes que necesitamos (caja y soporte del objetivo).En mi caso el material utilizado ha sido la madera de aglomerado de 8 mm deespesor. Es lo suficientemente fina para evitar un peso excesivo de la caja peropermitiendo realizar un estructura rígida.Este aglomerado tan fino es de mal trabajar con tornillos, en cambio la cola blanca(de secado rápido) me ha dado muy buen resultado.El montaje de la caja con los agujeros para los ventiladores:lente
Preparando los agujeros para la colocación de los interruptores, pulsadores y untermómetro para el control de la temperatura del interior del proyector.
Una vez montada la caja ya podemos proceder a pintarla. El interior debe de pintarsede negro mate para evitar reflejos de luz que perjudiquen la calidad de la proyección.La alta temperatura de la zona cercana a la LightBox hemos de evitar pintarla ya quequema la pintura (e incluso la madera) dejando mal olor. En esa zona podemos forrarel interior de la caja con cinta adhesiva de aluminio con lo que protegemos del calora la madera.Cabe también la posibilidad de adquirir pintura negra para estufas y chimeneas queesta especialmente fabricada para soportar altas temperaturas.La pintura exterior al gusto de cada uno.RGB
El siguiente paso ya es el montaje de los componentes en el interior de la caja.
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EL MONTAJE DEL PROYECTOR
Ya tenemos la caja pintada con todas sus aperturas realizadas. Ahora ya podemosempezar a fijar los elementos interiores respetando las distancias obtenidas en laspruebas.Recordad que es MUY IMPORTANTE una perfecta alineación de todos loscomponentes. De no ser así está garantizado el no conseguir ni la luminosidadadecuada ni un buen enfoque de la imagen. Un desvío de un par de milímetros en laalineación puede ser suficiente para fastidiar la buena calidad de la imagenproyectada.Simultáneamente a la colocación de los componentes en la caja, hemos de montar elcircuito eléctrico para que nos funcione el invento.Este se basará en una toma de corriente externa de 220V y un primer interruptorgeneral. La corriente se distribuirá hacia la iluminación que tendrá otro interruptor yhacia el transformador de 220v a 12 v de C.C. que alimentará el LCD y losventiladores. Este Transformador es el proporcionado por la Hami y solo tendremosque empalmarle en el cable de salida los cables de los ventiladores.El esquema del circuito eléctrico es el siguiente:
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Construye tu proyector lcd casero
Debemos también montar los conectores de entrada de la señal de video. Esto no esmás que la extensión de los propios conectores de la hami que van a quedar en elinterior de la caja.
Cabe también la opción de colocar lospropios conectores de la Hami de maneraque sean accesibles desde el exterior.Igualmente colocaremos los interruptores y pulsadores de la Hami
antalla
Hemos de minimizar la luz que salga del interior de la caja para que no molestedurante la proyección, para ello pondremos rejillas a las salidas y entradas de aire delos ventiladores.
Comentar que la entrada de aire hacia el LCDconviene que lleve un filtro antipolvo para reducir la suciedad que pueda entrar.proyector.
Algunas imágenes de interior con más detalle:lente
Y el resultado final del proyector terminado:
EL RESULTADO: LA PROYECCIÓN
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pantalla de 175 cm de base a una distancia de proyección de 320 cm.
