Продолжаем рассказ о том, как проводить забавные эксперименты при помощи смартфона. Первая часть была про 3D-голограммную пирамидку.
Следующая лекция из видеокурса «Galaxy Upcycling – новая жизнь старого смартфона», также представленная на YouTube канале «IT ШКОЛЫ Samsung» - о том, как сделать мини-проектор:
Да, он показывает видео на стене! Пусть и не лучшем качестве. Причем изображение на стене будет гораздо крупнее того, что видите на экране смартфона, то есть свою задачу он выполняет. Здесь по-честному.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/dc8/9d7/2e0/dc89d72e0fb386b3079a3d3b55353b7e.gif)
Конструкция такая: коробка из-под обуви, с крышкой, выкрашенная изнутри черной гуашью, с линзой в отверстии. Внутри подставка для смартфона. Подставка не фиксированная, подвижная, чтобы менять расстояние до линзы.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/f22/8c9/8bc/f228c98bc3fbda0c6a17b8a00af28266.png)
Что понадобится:
-
Смартфон любой модели
-
Коробка из-под обуви. Рекомендую взять компактную, не сильно широкую. Но в нее, конечно, должен пролезать смартфон.
-
Линза. Подойдет лупа для чтения. В продаже можно встретить трехкратные, с ними вы тоже можете сделать проектор, правда с удручающим качеством картинки. Поэтому рекомендую 7-кратную, она ненамного дороже. Проектор будет как настоящий!
-
Ножницы
-
Скотч
-
Черная гуашь
-
Кисть
-
Маникюрные ножницы
-
Канцелярский нож
-
Карандаш
-
Картон, чтобы сделать подставку для телефона
Приступаем. Берем коробку. Исхожу из того, что вы не хотите портить лупу и отпиливать у нее ручку - все-таки это полезная в хозяйстве вещь.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c52/cfd/de1/c52cfdde139be5d4def0125667f082b5.png)
Поэтому придется взять коробку побольше, в которую лупа свободно помещается вместе с ручкой. Это скорее коробка от кроссовок или от сапог. Когда выбираете коробку, примеряйте лупу, чтобы подходила по размеру.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/abe/b4d/560/abeb4d560830d743233bcdd0112afb77.png)
Чтобы вырезать отверстие, я разобрала коробку и отрезала лишние боковые стенки и верхнюю часть, потому что иначе линза не входила. Главное, что коробка все еще закрывается и не разваливается на части.
Нарисуем отверстие для линзы. Это сделать сложно, если нет циркуля. В этом случае найдите круглый предмет по диаметру немного меньше линзы - чашку, крем, бутылку. Мне идеально подошла стеклянная банка для туши. Здесь важно, что отверстие меньше линзы, потому что в коробку должно проникать минимум света, поэтому никаких свободных краев.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/bbf/c9b/4e3/bbfc9b4e38f9914440cc0b9e831954a6.png)
Теперь рисуем отверстие и вырезаем его. Картон толстый, ножницами будет трудно сделать это аккуратно. Я решила воспользоваться канцелярским ножом, но будьте осторожны, не порежьтесь. Другой вариант, если боитесь испортить стол: ножницы, только лучше не канцелярские (они большие), а маникюрные: ровнее получится вырезать окружность.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/8eb/1cb/bd1/8eb1cbbd10f7ed3a704fca54bcebfbce.png)
Теперь пристраиваем внутрь лупу. Возьму ленточку тонкого скотча и надрежу через промежутки, чтобы получились такие лепестки.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/66c/07b/e19/66c07be19ed8c432c89e9813119be9d4.png)
Отгибаем в стороны всю эту красоту. Приклеили, вот так линза держится.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/ecf/367/237/ecf367237540f2eccbdc4a05590a615b.png)
Итак, исходим из того, что линза держится в коробке, и осталось придумать, как закрепить смартфон. Но хорошая новость в том, что вы уже можете протестировать конструкцию!
Для этого запустите видео, к примеру, с YouTube, на смартфоне. Желательно мультфильм с яркими заметными цветами. Яркость экрана поставьте на максимум. Пробовать нужно в темноте. Поставьте смартфон внутрь коробки и запустите видео.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/f77/aae/b90/f77aaeb90d8e109f4c73d3d8cb943a31.png)
Двигая смартфон вперед-назад рукой, заметите, что видео вдруг приобрело резкость. Вау! Вы проецируете мультфильм на стену!
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/f9c/f1b/6e5/f9cf1b6e536de7ff63ddef2b7974f88a.png)
Если не работает, то вероятно вы: криво закрепили линзу, взяли линзу с небольшим увеличением, неровно держите смартфон.
Итак, первый рабочий прототип готов! Теперь начинаем доводить наш мини-проектор до совершенства!
Чтобы не мешали посторонние отражения от стенок коробки, проектор стоит покрасить черной краской внутри или обклеить черной бумагой. Никаких щелочек быть не должно. Заклейте все отверстия в коробке. Я беру гуашь и кисточку, и будем заниматься приятным делом - красить коробку изнутри.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/668/aaf/75e/668aaf75e12f75289d4111bc3e89ce40.png)
Смартфон неудобно держать рукой. Он должен стоять сам внутри коробки, поэтому будем делать для него картонную подставку. Мне было лень клеить отдельную конструкцию, и я сделала подставку, разрезав ненужную картонную коробку. Смартфон перевешивает подставку, поэтому утяжелите ее или сделайте из остатков картона опору. А сам смартфон приклейте к подставке скотчем.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/83e/c84/e1f/83ec84e1f9c94d5a928dbbfe6bf6e654.png)
Ну и последнее. Картинка должна быть вверх ногами, поэтому “защелкните” экран, чтобы автоповорот экрана не срабатывал. Это доступно не на всех версиях Android. В поздних такая фича есть, а вот в ранних - нет. Если защелкнуть экран не получается стандартным способом, скачайте приложение из Play Market наподобие Ultimate Rotation Control.
Ура! Самодельный проектор готов и работает! Конечно, он не заменит настоящего проектора. Но зато вы собрали его сами.
А теперь, когда всё получилось и пора хвастаться друзьям своим самодельным проектором, давайте разберемся, как же тут всё устроено.
Как это работает
Здесь ответы на два базовых вопроса:
-
почему изображение после линзы вверх ногами
-
на каком расстоянии расположить смартфон
Чтобы объяснить, я нарисовала картинки в онлайновом Open Source-симуляторе Ray Optics Simulator.
Это физика, 8 класс. Линзы бывают собирающие (слева) и рассеивающие (справа).
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d46/b43/359/d46b433597de38dd9e39d4c14428d790.png)
В нашем случае мы имеем дело с собирающей двояковыпуклой линзой.
Фокус линзы - это точка, в которой соберутся лучи после прохождения через собирающую линзу. Представим, что пустили пучок лучей, идущих параллельно. Лучи прошли через линзу и оказались вот тут, в фокусе.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/958/685/7d7/9586857d742ffd43f3c0ac6824bee0bf.png)
Через оптический центр линзы лучи проходят без преломления.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/92c/998/077/92c998077e97e9aec794a6bf7cc92241.png)
Эта линия еще называется главная оптическая ось линзы.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/f55/f4e/005/f55f4e00570daa7eabe5191ba03f09d5.png)
Посмотрим, как будет формироваться изображение точки, лежащей не на главной оптической оси линзы, а в стороне от нее.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c6d/eb1/e8a/c6deb1e8a5a098c0569cd856671433f7.png)
Луч, проходящий через оптический центр линзы, пройдет прямолинейно.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/fe2/1c4/cbd/fe21c4cbd8ae1fa6d670eb47bc5ec62a.png)
А другой луч переломится через линзу и пройдет через фокус. На пересечении этих двух лучей и будет изображение точки.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c8a/bf0/e03/c8abf0e03456fe61e08421eae2cd4c1f.png)
Теперь уже нетрудно понять, как формируется изображение. Предположим некий предмет. Для определенности, поставлю его на расстоянии, превышающем фокусное, но не сильно. Дальше объясню, почему.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/e78/768/515/e78768515351b39b1c697f1aa692cfc5.png)
Рисуем путь лучей, как в предыдущем примере с точкой. Первый луч проходит через оптический центр линзы.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/514/221/55e/51422155e612f9cdc12c514ada633f83.png)
Второй луч проводим перпендикулярно линзе, дальше он преломляется и идет в точку фокуса. На пересечении этих двух лучей и получается точка.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/3bc/62c/cec/3bc62ccecb1564d2e861b4d84c9c76fa.png)
Опускаем из нее перпендикуляр. Вот так будет выглядеть изображение. Видим, что оно увеличенное.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/8c2/5ad/de1/8c25adde13aa3c2eeb5c29aeac066fcd.png)
Далеко не всегда картинка будет увеличенная, и вы можете убедиться в этом, проводя эксперименты с самодельным проектором.
-
Предмет в фокусе. Тогда изображение отсутствует. Видите, что здесь нет пересечения.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/7df/e7d/b91/7dfe7db91e1fd3d12e7231548ccde35c.png)
-
Предмет между фокусом и двойным фокусом. Изображение перевернутое, увеличенное.
-
Предмет в двойном фокусе. Изображение перевернутое, равное.
-
Предмет за двойным фокусом. Изображение перевернутое, уменьшенное.
Человеческий глаз тоже устроен как линза, и изображение попадает на нашу сетчатку перевернутым. Но мозг научился переворачивать изображение.
Заключение
Если знаете еще нетривиальные примеры использования смартфона в образовании, научных экспериментах, в системе Умного дома, в качестве игрушки или гаджета, пишите в личку. Мы хотим продолжить снимать новые серии видеокурса «Galaxy Upcycling – новая жизнь старого смартфона», и ваши идеи с благодарностью могут быть использованы для создания новых лекций курса, с указанием авторства.
А для старшеклассников у нас есть бесплатная школа программирования - IT Школа Samsung! В ней учат разрабатывать мобильные приложения на языке Java. Можно заниматься очно на одной из 67 площадок. Зачисление по итогам конкурса: