Crear Proyector LCD (paso x paso)

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COMPONENTES

Bombilla: Es nuestra fuente de luz. Debe ser suficientemente potente para tener una
proyección con la luminosidad adecuada y debe tener una temperatura de color que
no 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 unas
12.000 horas de vida útil y temperaturas de color de 4500-5000ºk
No sirven para este cometido las bombillas halógenas, por su escasa vida útil y
temperatura 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:
lcd

Reflector: La bombilla envía luz a todo su alrededor. Para una mejor proyección nos
interesa recoger el máximo de luz posible y dirigirlo hacia la pantalla LCD, para ello
necesitaremos de un reflector que redirija la luz hacia la dirección correcta.
Los reflectores esféricos están dando buenos resultados. Tenemos el reflector óptico
de 64 mm. También pueden usarse otros de mayor diámetro en combinación con
este. Por ejemplo el bol de Ikea de 12 cm es una buena opción

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Lentes Fresnel: Para una buena calidad de imagen proyectada, la luz que atraviesa
la pantalla LCD debe hacerlo con la luz lo mas homogénea posible por toda la
pantalla y de forma perpendicular a esta. Esto se logra con las lentes Fresnel. La
lente esta compuesta de un lado liso y un lado con unos círculos concéntricos. La
parte lisa recoge o envía la luz perpendicular y la parte rugosa recoge o envía la luz
en 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 por
detrás del LCD de manera que el cono de luz proveniente de la bombilla al atravesar
la primera fresnel (F1) salga en ángulo recto, atraviese el LCD hasta la segunda
fresnel (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 y
deben separarse ya sea mediante un cutter o cortando los bordes a la medida
adecuada. Son rígidas y tienen un grosor de 2mm cada una. No sirven las de PVC
flexibles 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” .

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Pantalla LCD: Se obtiene desmontando (“pelar”) un monitor o televisión TFT. Es la parte más delicada del proceso. No todos los TFT permiten un desmontaje
adecuado. Es conveniente asegurarse que el TFT es pelable. Se trata de desmontar
el TFT dejando solo el LCD y su electrónica y los controles. Se están consiguiendo
buenas calidades con TFT de 7 u 8” (Lilliput, Hami) que tienen resoluciones de hasta
800*600 píxeles. Hay manuales de cómo pelar estos TFT.

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Triplete (Objetivo): La función del objetivo es la de enviar la imagen del LCD en
condiciones a la pantalla de proyección. Se usan objetivos de tres lentes (triplete)
para corregir los enfoques, aberraciones cromáticas…que se producen por el uso de
las fresnel. Dependerá del focal del objetivo el que tengamos un mayor o menor
tamaño en la proyección.
El objetivo puede ser de focal fijo o variable. La ventaja del fijo es que da mayor
luminosidad, en cambio complica el montaje ya que el enfoque debe hacerse
moviendo el proyector o montando un soporte para el objetivo móvil. El varifocal
permite el enfoque moviendo las lentes del objetivo con una palanca al efecto, pero a
costa de perder algo de luminosidad.
Los objetivos que están dando buenos resultados son los fijos de 265 mm de focal o
los varifocales de 260-300 mm (o focales aproximadas). Se consiguen tamaños de
pantalla 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, no
sirven los objetivos de cámaras fotográficas o de proyectores de diapositivas.

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Condensadora: Se coloca después de la bombilla y su función es optimizar la luz
que llega a la fresnel. Es adecuada la de 76 mm.

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Cristal templado: Sirve de protección de las fresnels y el LCD del calor generado
por la bombilla.

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Cristal laminado: Dos cristales unidos (3+3 mm) con una lámina intermedia que
filtra los rayos UV que genera la bombilla. Proteje de la radiación al LCD.

Ventiladores: Necesarios para refrigerar el proyector de las altas temperaturas que genera la bombilla. Se aconseja al menos un par de ventiladores extrayendo aire de
la zona de la bombilla (no debe enviarse aire frío a la bombilla ya que reduce su
eficiencia y duración) y un ventilador enviando aire a las fresnels y LCD. Van
perfectos los ventiladores de informática de 80 mm y 12v.

proyector

Cables FFC de 40p y 20p: Necesarios para poder separar la electrónica del TFT y
permitir el paso de la luz así como la colocación de la controladora en una ubicación
adecuada dentro de la caja.

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FSMirror: Espejo de reflexión en superficie. Sirve solo para aquellos diseños en
forma de “L” para reducir el tamaño del proyector. Este espejo óptico desvía la
dirección de la proyección sin crear la doble imagen que se da en los espejos
normales. Para proyectores en línea no es necesario.

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Material eléctrico y electrónico: Para el montaje serán necesarios un par de
interruptores, cable eléctrico, conectores para la señal de video (vga, rca, antena…)
y el conector para la toma de corriente,

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Material de bricolage: Herramientas, cinta adhesiva de aluminio, pintura negra,
maderas, tortillería, rejillas anti luz y demás componentes para el montaje de la caja
del proyector según proyecto de cada uno

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PRIMERAS DECISIONES

Antes de ponernos a decidir que componentes compramos hemos de tomar algunas
decisiones importantes y que afectaran al resultado final de nuestro proyector DIY:
- Tamaño de pantalla que queremos conseguir. Dependerá de la distancia de
proyección de que disponemos y del focal del objetivo. A mas focal menor
pantalla 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 de
enfoque manual (complica algo el montaje) o algo menos luminosidad pero
enfoque 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 de
montar).
En mi caso las decisiones tomadas fueron las que enseguida enumero, y es en base
estas decisiones que desarrollo este manual. No obstante os servirá igualmente si
optáis por otro tipo de configuración, ya que la base del montaje es la prueba y error
que todos hemos de hacer.
Mis necesidades estaban en una pantalla de unos 180 cm de base, disponía de un
tiro de proyección de hasta 5 m. Lo más importante era la luminosidad del proyector,
pero no quería problemas de calentamiento excesivo. El tamaño pequeño era
importante, 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 línea
Esta configuración me daría una pantalla de 175 cm de base a unos 3 metros de tiro
de proyección, lo que garantizaba una buena luminosidad en la imagen.
El montaje en línea no solo garantiza mayor luminosidad por las características del
objetivo, sino que me obliga a montar un sistema de enfoque manual que permite
mayores posibilidades de ajustar el tamaño de la pantalla y el enfoque una vez
montado el proyector por si es preciso trasladarlo.
A continuación os pongo un cuadro de los resultados aproximados que se consiguen
con esta configuración y unos ejemplos variando el triplete. Para pantallas de 15 o
17” los resultados serían distintos:

proyector

Teniendo ya clara la configuración a montar, ahora hay que hacer la lista de
componentes a comprar. Los tenéis enumerados al principio del manual. Conviene
que miréis bien las distintas Webs o tiendas físicas donde podéis encontrar este
material, ya que existen grandes diferencias de precios en uno u otro sitio. ¡Vigilad
también los portes!
Es importante que no escatiméis en la calidad de los componentes, ya que influye
directamente en la calidad del resultado final.
Comentar que en mi caso el Kit de iluminación estaba formado por un bombillón tipo
bulbo y casquillo tipo E-40, pudiéndose encontrar bombillas tubulares con casquillo
Fc2 mucho mas prácticas.

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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 del
proyector. Yo lo desaconsejo ya que las medidas teóricas generalmente no cuadran
y tenemos muchos números de que la caja no nos sirva. Pensad como hacerla pero
dejad su construcción para más adelante.

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EMPIEZA EL MONTAJE

Se supone que ya tenéis todo el material a vuestra disposición. Es el momento de
empezar.
El montaje se irá haciendo por partes que iremos probando. Para ello es conveniente
hacerse con una tabla de madera donde iremos situando los componentes para
probarlos. Hemos de encontrar un lugar donde colocar esta tabla y hacer las
pruebas, es decir, tener espacio libre por delante para ver las proyecciones de
prueba.
Cada una de las partes a montar puede hacerse de distintas maneras en función de
la pericia de cada uno, los materiales de que dispone, etc… Lo importante es
construirlo siguiendo unas reglas básicas.

La Light Box

Lo primero que vamos a montar es la fuente de luz. Esta está compuesta por el
reflector, la bombilla y la condensadora. La idea es hacer un conjunto en que la
bombilla este situada entre el reflector y la condensadora. Para optimizar la luz el
bulbo 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 juntan
con la bombilla.
Para optimizar mas la luz y recoger aquellos haces que no entran en la
condensadora podemos poner un segundo reflector mayor cubriendo el primero. En
mi caso he utilizado un bol de Ikea al que he cortado los laterales para encajar la
bombilla de manera que bulbo quede centrado en el centro de la circunferencia.

lcd

Puede hacerse la unión entre ambos reflectores con cinta de aluminio adhesiva, que
tiene gran fuerza adhesiva y resiste las altas temperaturas.
El sistema de sujeción del reflector bombilla y condensadora ya depende de la
imaginación y capacidad de cada uno. Yo particularmente he montado una caja de
madera forrada de aluminio para protegerla del calor y he metido dentro reflector y
bombilla 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 su
técnica e imaginación. Unos ejemplos más:

proyector

La Light box se calienta mucho por lo que será necesario poner unos ventiladores
cerca para la extracción del aire caliente que genera. Tenerlo en cuenta por si
quieren integrarse en esta.
Es importantísima la alineación del centro del reflector, con el centro del bulbo de la
bombilla y con el centro de la condensadora. La altura debe hacerse coincidir con el
centro exacto de las lentes fresnel, el centro del LCD y el centro del triplete. La
calidad de la imagen y luminosidad depende de que todos los componentes estén
exactamente alineados.

Soporte LCD – Fresnels

El siguiente paso es el montaje del soporte para las fresnels y el LCD. De nuevo
toca pensar en el sistema a usar. Pude hacerse a base de raíles por donde fijar las
fresnels 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 medida
adecuada según el diseño de soporte pensado. Es muy importante que al cortar las
fresnels se mantengan bien centradas con el LCD.
El montaje debe ser Fresnel 1 – LCD – Fresnel 2. la distancia entre fresnels y LCD
debe ser entre 1,5 y 2,5 centímetros. Una opción es dejar la F2 con la posibilidad de
bascular para corregir el Keystone de la proyección (imagen proyectada
distorsionada por una proyección desde un ángulo).
Este es mi sistema de soporte en el que ya he incluido también los cristales
(templado y laminado):

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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)


Otros ejemplos de soportes:

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Uno de los temas más delicados de todo este proyecto es el desmontaje del TFT. En
nuestro caso, “pelar” el monitor Hami es relativamente fácil, pero requiere mucho
cuidado por la especial fragilidad de la electrónica de esta pantalla.

Por cortesía de SKTMAN incluyo una guía para el desmontaje. No olvidéis tener a
mano destornilladores de precisión. Son imprescindibles.

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Aparte del LCD, necesitaremos del TFT, la controladora que ira unida al LCD
mediante la el cable FFC de 40p (sustituiremos el original por el que hemos
comprado que es mas largo). El cable de 20p también lo sustituiremos, ello nos
permitirá separar la electrónica del LCD para que pase toda la luz. Utilizaremos
también 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 el
audio) o dejarlos para que suenen dentro de la caja. El audio solo tiene sentido en el
uso del proyector como TV.

Soporte del objetivo

A continuación nos interesa montar el soporte del objetivo. De momento puede ser
provisional ya que se utilizara para hacer pruebas de distancias. Lo que es
importante es que montado a un altura de manera que quede alineado con el centro
de las fresnels, LCD y Light box.

hacer

Prueba 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 por
delante y una pared o pantalla al fondo.
En la tabla colocaremos estos componentes en base las distancias teóricas para
probarlos. Partiremos de las distancias del siguiente esquema para luego ir
ajustando manualmente:

proyector

Para la configuración que estamos utilizando, son unos 21 cm de bombilla a F1 y 29
cm hasta objetivo.
Interesa mantener fijo en la tabla el soporte del LCD y dejar movible la LightBox y el
soporte del objetivo.

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Ahora se trata de encender la bombilla y desplazarla hacia delante y hacia atrás
hasta conseguir que la luz proyectada sea lo mas intensa posible acercándola a la
F1 pero a la vez que ilumine la totalidad del LCD. Hay que poner especial atención
en la iluminación de las esquinas.
Una vez se tiene iluminado toda la pantalla del LCD, hay que desplazar adelante y
atrás el objetivo hasta enfocar la imagen del LCD.
Naturalmente el LCD debe estar conectado al PC para generar las imágenes, si bien
también es posible trabajar con el LCD apagado colocando una transparencia o una
regla de plástico para intentar enfocar las líneas de esta.
Una vez conseguida la máxima intensidad de luz de forma lo mas homogénea
posible por la pantalla y con la imagen enfocada, es necesario tomar las medidas
exactas de las distancias entre la lightbox y el soporte de las fresnel-LCD y entre
este y el objetivo.
Igualmente con la distribución colocada sobre la tabla ya se pueden tomar las
medidas para realizar la caja.

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DISEÑO DE LA CAJA

Seguro que a estas alturas ya tenemos una idea de la caja que queremos para el
proyector. Ahora es el momento de empezar su diseño ya con las medidas
adecuadas obtenidas en las pruebas.
Para ello hemos de tener en cuenta previamente unos puntos importantes:
- La colocación de los ventiladores para refrigerar el proyector
- El sistema de objetivo móvil para el enfoque.
- La colocación de los conectores e interruptores
De 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 de
las Fresnel y LCD.
En mi opinión al menos son necesarios tres ventiladores, dos para la zona de la
bombilla y uno para las fresnels. En mi caso aún coloque un cuarto en la zona de la
reactancia.
La refrigeración de la LightBox debe ser con ventiladores que extraigan el aire
caliente que se genera por el calor de la bombilla. Las bombillas HQI trabajan con
temperaturas muy altas para su correcto funcionamiento, por lo que intentar bajar la
temperatura metiendo aire frío a la bombilla afectará negativamente en su
funcionamiento.
Por otro lado la refrigeración de las fresnel y LCD debe ser metiendo aire fresco con
el ventilador.
Otro elemento básico para la refrigeración es la colocación del cristal templado entre
la condensadora y la Fresnel1.
Y como complemento añadiremos a continuación el cristal laminado. Este tiene una
doble función, por un lado es un filtro de radiaciones UltraVioletas necesario para
evitar que llegen al LCD y lo perjudiquen, y por otro lado colocado detrás del cristal
temblado a un cm aproximadamente crea una cámara de aire que evita en gran
medida la transmisión del calor. Es el mismo sistema que los típicos cristales Climalit
de las ventanas.
Sistema de enfoque
Si nuestra configuración ha sido pensada con un objetivo varifocal, haremos una caja
en 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 un
sistema de soporte del objetivo movible, de manera que desplazando este
enfocaremos el proyector.
El desplazamiento que necesitamos es muy poco, con unos tres o cuatro centímetros
de desplazamiento (entrado a la distancia medida en las pruebas) es suficiente para
el enfoque desde varias distancias de tiro de proyección.
El sistema de desplazamiento se lo tiene que pensar cada uno para adaptarlo a la
caja diseñada. A continuación unas imágenes de posibles soluciones:

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Interruptores y conectores

Otro elemento a decidir es la colocación de todos los conectores e interruptores que
son necesarios para el funcionamiento del proyector.
Para la configuración con la Hami tenemos la posibilidad de poner los siguientes
conectores:
-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 y
si 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 uno
solo para la bombilla, de manera que pueda cerrarse esta mientras siguen
funcionando los ventiladores.

Igualmente debemos buscar ubicación para los pulsadores de la Hami, que pueden
utilizarse 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 es
fácilmente extensible cortando y empalmando. Con ello tenemos mas libertad para
ubicarlos en la caja.

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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 despiece
exacto 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 de
espesor. Es lo suficientemente fina para evitar un peso excesivo de la caja pero
permitiendo 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:

proyector

Preparando los agujeros para la colocación de los interruptores, pulsadores y un
termómetro para el control de la temperatura del interior del proyector:

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Una vez montada la caja ya podemos proceder a pintarla. El interior debe de pintarse
de 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 que
quema la pintura (e incluso la madera) dejando mal olor. En esa zona podemos forrar
el interior de la caja con cinta adhesiva de aluminio con lo que protegemos del calor
a la madera.
Cabe también la posibilidad de adquirir pintura negra para estufas y chimeneas que
esta especialmente fabricada para soportar altas temperaturas.
La pintura exterior al gusto de cada uno.

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El montaje del proyector

Ya tenemos la caja pintada con todas sus aperturas realizadas. Ahora ya podemos
empezar a fijar los elementos interiores respetando las distancias obtenidas en las
pruebas.
Recordad que es MUY IMPORTANTE una perfecta alineación de todos los
componentes. De no ser así está garantizado el no conseguir ni la luminosidad
adecuada ni un buen enfoque de la imagen. Un desvío de un par de milímetros en la
alineación puede ser suficiente para fastidiar la buena calidad de la imagen
proyectada.
Simultáneamente a la colocación de los componentes en la caja, hemos de montar el
circuito eléctrico para que nos funcione el invento.
Este se basará en una toma de corriente externa de 220V y un primer interruptor
general. La corriente se distribuirá hacia la iluminación que tendrá otro interruptor y
hacia el transformador de 220v a 12 v de C.C. que alimentará el LCD y los
ventiladores. Este Transformador es el proporcionado por la Hami y solo tendremos
que empalmarle en el cable de salida los cables de los ventiladores.
El esquema del circuito eléctrico es el siguiente:

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Debemos también montar los conectores de entrada de la señal de video. Esto no es
más que la extensión de los propios conectores de la hami que van a quedar en el
interior de la caja.

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Igualmente colocaremos los interruptores y pulsadores de la Hami:

proyector

Hemos de minimizar la luz que salga del interior de la caja para que no moleste
durante la proyección, para ello pondremos rejillas a las salidas y entradas de aire de
los ventiladores.

Crear Proyector LCD (paso x paso)

Comentar que la entrada de aire hacia el LCD
conviene que lleve un filtro antipolvo para reducir la
suciedad que pueda entrar

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La colocación de los componentes en el interior con todas las conexiones realizadas
quedará de la siguiente manera:

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Algunas imágenes de interior con más detalle:

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proyector

RESULTADO

Crear Proyector LCD (paso x paso)

Resultado (proyección):

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