Cum pot raci un panou LCD?

[matzah]

Salutari, 

 

Incerc sa fac un videoproiector DIY de la zero, la un nivel de performanta ceva mai bun decat alte realizari ce le-am vazut pe net. Printre altele, folosesc o sursa luminoasa mult mai puternica decat se utilizeaza in astfel de constructii. In mare, pentru cei ce nu au avut de-a face cu chestii de genul, la modul cel mai simplu, lumina trece printr-un panou LCD cu backlight scos si ajutata de niste lentile este proiectata pe o suprafata mai mare. Insa deoarece vorbim de intensitati luminoase foarte mari, panoul are obligatoriu nevoie de racire fortata, altfel se arde. Chestia este ca ceva simple ventilatoare ce sufla pe-o laterala a LCD-ului sunt absolut insuficienta la acest nivel de putere. Deci e nevoie de solutii mai ciudate dintre care, studiez urmatoarele variante: 

 

- racirea cu flux de aer racit sub temperatura de ambient. Niste ventilatoare turbionare de neam prost sufla un radiator tip tunel racit cu module peltiere.  

- separarea panoului lcd in elementele constituente in asa fel incat sa avem filtru polarizare spate - matrice LCD propriu zisa - filtru polarizare fata, toate racite individual. Nefiind un sandwich pot raci mai eficient pe fiecare dintre ele - mai multe suprafete ce pot disipa caldura. 

- cea mai extrema - construierea unui minicontainer transparent - in care lcd-ul este efectiv submersat in apa deionizata, aceasta din urma fiind recirculata intr-un sistem de racire cu radiator, pompe etc. Aici sunt multe probleme potentiale, prin toata tarasenia asta trece lumina - deci vor exista pierderi sau distorsiuni optice daca apar curenti/bule aer etc in interior. Plus ca n-am nici cea mai mica idee cum merge un panou LCD submersat in lichid. 

 

Alte variante nu mi-au trecut prin cap iar cele 3 nu le-am vazut aplicate in vreun alt proiect sa ma pot inspira. Ca idee proiectoarele comerciale folosesc alte tehnologii - proprietare (gen DLP, 3LCD etc) ce nu intampina problemele acestea dar nu se pot nici replica in regim de casa. 

Inainte sa-i dau inainte cu munca experimentala, mai stiti alte idei, oricat de ciudate, ce pot fi aplicate aici? In interiorul carcasei am disponibil atat loc fizic cat si acces la circuitul de racire cu lichid folosit pentru led-ul de putere, deci nu eficienta solutiei e relevanta (problema ce ar fi fost la modulele peltiere), daca pot "muta" caldura in alta parte, de acolo am capacitatea de a disipa in exterior. 

 

 

 

[Dxxx]

Ce ar fi daca separi total caile RGB - adica pentru fiecare  ledul lui colorat + panoul lui LCD. In felul asta ai avea puterea impartita intre cele 3 ecrane total independente.

Cum ai recompune in final pixelii, ramane alta intrebare.

[Усилитель]

Eu as pune o sticla intre sursa de lumina si LCD 2-4 ventilatoare ar sufla aer in incinta becului in zona de langa sticla si aerul cald ar iesi spre spate, indepartanduse de panoul Lcd. 

[matzah]

@Dxxx Pe principiul asta merge 3LCD. 

Probleme la mine: 

- Electronica vanjoasa (FPGA-uri si chestii de genul) in a prelua un stream video 2K si trimite catre 3 panouri culorile elementare sau imagini monocromatice. Mai simplu - un splitter HDMI, dar tot trebuie facut ceva la nivel de driver LCD cat fiecare LCD sa reproduca doar o singura culoare. 

- Cel mai problematic - recombinarea folosind prisme/oglinzi. Asta e super greu de facut la un 3LCD fara echipament specializat, practic imposibil in regim DIY cu panouri de marimi gen ale mele (5.5 inch). 

 

@yсилитель (nu pot cita corect genul ala de caractere) - problema nu este caldura generata de LED ca si radiatie IR. De altfel pana la LCD sunt inca 3 lentile, 2 formand un bloc inchis, plus vreo 15cm distanta. Problema este insusi fluxul luminos, radiatia luminoasa este suficient de intensa cat sa fie absorbita partial de LCD si re-emisa ca si caldura. Chiar daca pun sticle, filtre IR/UV etc, problema ramane. Fireste LED-ul (un cob mai "custom", de 320W) are racirea lui, nu caldura radiata de el e o problema - gen cum era la becuri metal halide etc. 

 

 

 

[puriu]

Cred ca solutia este economia de lumina, la fel ca la aparatele mari de marit, unde filmul nu trebuie sa se incalzeasca. Intre lampa si obiectiv se pune un condensor (doua lentile mari burta in burta) care concentreaza aproape toata lumina lampii in obiectivul de proiectie. Filmul se afla intre condensor si obiectiv, o zona mai rece decat obiectivul.

[matzah]

Aranjamentul meu exact cam asa merge, lentile condensor si fresnel-uri plan convexe puse cum s-ar fi zis burta in burta. Problema inca exista. 

Pana una alta voi incepe in a experimenta cu varianta nr 1 - racirea cu flux de aer la temperaturi sub ambient:

 

Pentru partea rece voi improviza un tunel de aer din ceva radiatoare aluminiu cu aripioare. Acesta va fi racit de 2 celule peltier a cate 68W bucata. Celulele vor fi legate la loop-ul principal de racire cu lichid (un amestec de antigel si apa deionizata) recirculat cu o pompa prin 2 radiatoare legate in cascada, fiecare avand 12x24cm. Ambele radiatoare sunt racite de cate 2 ventilatoare de 12cm. 

Peste tunelul rece de aer sufla un alt ventilator de 12cm de flux mare (maxim are cam 200 CFM sau 339.8 m3/h) - ca sa-i zic asa, jumate sufla pe de-o parte a lcd-ului, jumate pe partea cealalta. 

 

Daca asta nu e suficient, urmeaza demontarea filtrelor de polarizare de pe lcd si racirea lor individuala. Oricum mai multe ventilatoare nu mai adaug si sper ca nici cel de mai sus sa nu fiu nevoit sa-l turez prea tare din considerente de galagie. Daca solutia functioneaza dar necesita turatii prea mari - iarasi nu e bine, n-o sa ma uit la filme  cu morisca aia in cap... 

 

 

 

 

 

 

 

 

[sesebe]

Vrei sa faci proiectie pt un stadion intreg?

[daniels]

Raceste mediul din apropierea lentilelor prin amplasarea a cat mai multe heat pipe in zona calda si du caldura in exterior la niste radiatore

[Haralambie]

Pana se vor umple de praf

[matzah]

Acum 19 ore, sesebe a spus:

Vrei sa faci proiectie pt un stadion intreg?

 

Nu, toate astea sunt necesare pentru cam 3.5m diagonala imaginii proiectate (raport imagine 16:9) - la o luminozitate multumitoare in conditii de intuneric. Eficienta proiectorului ca si transfer de lumina este undeva la cam 1-2%, respectiv din lumina emisa de led, doar cam 1-2% ajunge pe panoul de proiectie. 

Prin comparatie, proiectoarele comerciale mainstream se invart intre 5%-12%, asta folosind lcd-uri speciale sau in cazul DMD - oglinzi miniaturizate. 

Cu racirea minimala a LCD-ului pot obtine o diagonala de cam 1.6m in conditiile de luminozitate cerute dar dublarea diagonalei necesita mult mai mult decat dublarea solutiei de racire. 

 

[matzah]

Revin cu un update. 

 

Racirea folosind module peltiere a esuat lamentabil. Desi radiatorul atasat partii reci ajunge la -10 grade, odata pornita ventilatia, modulele nu fac fata la fluxul mare de aer, asadar ce iese suflat din regiunea aia dupa vreo 10 minute abia ajunge la -3 - 4 grade sub ambient. Nu este suficient. Nu am fizic loc sa mai adaug alte module, plus ca data fiind ineficienta lor, devine problematica mai apoi racirea modulelor in sine. Ventilatorul de 339m3/h poate raci singur panoul daca este turat la maxim insa efectiv zici ca decoleaza chestia aia, nu te intelegi om cu om stand langa asa ceva. 

 

Varianta urmatoare. Demontarea panoului LCD in constituentii lui. Deci trebuie sa scot cele 2 filtre de polarizare, unul in spate (din partea cu backlight) si unul din fata (din partea de pe care se vizualizeaza ecranul). Dezlipitul filtrelor e un proces distructiv, deci trebuie alte filtre. Nu cunosc schema de polarizare folosita, bineinteles ca n-am gasit datasheet-ul acestui gen de panou, plus ca in multe astfel de datasheet-uri, panoul e tratat ca un intreg, nu specifica pe ce unghi se face polarizarea la intrare/iesire. 

 

Am comandat de la fratii chineji fir de molibden pentru a incerca sa separ straturile panoului si varii filtre de polarizare inclusiv pe suport de sticla. O incerc si pe asta... 

 

 

 

 

 

 

[gabiz_ro]

Incearca intai sa elimini doar unul.Cel de pe partea cu backlight.

Poate gasesti prin accesorii foto vreun polarizator liniar cara sa-l pui la sursa de lumina,nu stiu daca merge,adica daca se pastreaza polarizarea cand trece prin blocul optic,dar daca la foto merge posibil sa mearga si aici.

Daca nu scade suficient temperatura vezi ce poti face cu cel din fata.

 

Fir pentru separare gasesti si pe la noi,chiar si polarizatoare insa la dimensiuni ... cat pentru unele ecrane de telefon.

Editat Februarie 12, 2021 de gabiz_ro

[matzah]

Am scos pana la urma ambele filtre de polarizare. Diferenta e enorma, lcd-ul este surprinzator de transparent fara aceste filtre (n-am mai matzuit un lcd in asa hal pana acum), drept urmare pot trece un flux luminos foarte mare prin el fara sa se incalzeasca asa tare. Din ce-am observat, cel mai mult se incalzesc aceste filtre - iar atunci cand sunt fizic lipite de lcd, ele cedeaza caldura stratului cu cristale lichide, aflat in centru. Asta ar parea sa fie mecanismul pentru care lcd-ul nu poate tolera fluxul mare luminos. 

 

Urmeaza zilele astea sa fac experimente cu pozitia lentilelor si filtrelor (am achizitonat separat).