無限反射鏡如何工作？如何制作一個(gè)RGB的無限反射鏡

無限反射鏡是夢(mèng)幻般墻壁裝飾經(jīng)常使用的方式。它們看起來很棒，讓小孩和成年人都贊嘆不已，是展示基本光學(xué)原理的一種有趣方式。

隨著Arduino和可尋址LED的升級(jí)，您可以很容易實(shí)現(xiàn)與反射鏡交互，并且可以自制。最棒的是，它非常容易制造，而且，如果您能找到玻璃或鏡子，也非常便宜。在本篇文章中，我們將向您展示如何制作一個(gè)RGB的無限反射鏡，大約花費(fèi)55美元至110美元。

無限反射鏡如何工作？

無限反射鏡包含一個(gè)反射100％光的常規(guī)反射鏡，但是您看到的鏡子表面實(shí)際上是反射率不到90％的單向反射鏡。

無限反射鏡的工作原理。

上面的示例顯示了50％的反射鏡，但我建議反射率達(dá)到65-70％，這與我所看到的示例相比似乎效果更好。原理是相同的，但真正的竅門是兩個(gè)反射鏡之間的光源或LED。一些光穿過單向反射鏡，但是其余的光無限地反射回來，每次都變得越來越暗。

通過使用透射率較低的單向反射鏡，效果會(huì)更加緩慢地變暗，并且反射鏡會(huì)隨著LED反射的增加而變得“更深”。最終，您將一遍又一遍地獲得大量相同LED燈帶的虛擬圖像，就好像它們更深地進(jìn)入了鏡子一樣。這給了它一種似隧道般的幻象，似乎一直延伸到無窮大（因此得名）。

無限反射鏡的鏡子和鏡架的基本順序。

為了使這種幻覺發(fā)揮作用，您需要一種將普通反射鏡固定在背面的方法，在反射鏡的前面裝有LED，在LED的前面裝有單向反射鏡。

無限反射鏡中材料順序的側(cè)視圖。

可以購買預(yù)制的單向鏡，但價(jià)格昂貴。使用一塊帶有便宜的窗戶著色膜的玻璃要便宜得多，并且可以控制反射率。

注意：您可以嘗試使用透明的塑料，但是與玻璃相比，使用起來更加困難，因?yàn)檫@些薄膜往往會(huì)在塑料上起泡并留下許多可見的痕跡。而且，塑料很容易被刮擦，從而破壞了幻覺。較低的光學(xué)清晰度也會(huì)降低效果。

制作無限反射鏡需要多少費(fèi)用？

基于制作的反射鏡，能夠以約100美元的價(jià)格創(chuàng)建BOM。

無限反射鏡的大部分成本在于購買玻璃和鏡子。如果您選擇制作最便宜，則可以購買四包宜家方形鏡，然后從一對(duì)鏡子上取下鏡背以制成玻璃，從而將項(xiàng)目成本削減一半。但是，移除鏡背可能是一件繁瑣的工作，考慮一下此額外步驟的時(shí)間/成本分析可能是個(gè)好主意。

通過花費(fèi)約64美元購買定制切割的玻璃和一個(gè)匹配的鏡子，您可以將無限反射鏡制作成任意尺寸-不到24英寸x 24英寸（合110美元）。

注意：12英寸x 12英寸定制切割玻璃仍在60美元左右，因此隨著尺寸的增加，成本幾乎不會(huì)增加。

制作無限反射鏡

制作無限反射鏡的最簡(jiǎn)單方法是在木頭上鋪上不同尺寸的邊框，正確放置并固定鏡子、LED和玻璃。您可以選擇使它更復(fù)雜，并在其中隱藏Arduino，但我更喜歡將其保留在外部，以便可以輕松對(duì)其進(jìn)行重新編程。

Home Depot攜帶MDF（中密度纖維板）和硬質(zhì)纖維板（基本上是相同的但較大的纖維），使用帶鋸、router刨機(jī)（CNC或其他方式）或合適的激光切割機(jī)即可輕松切割。它對(duì)于各種DIY項(xiàng)目也非常便宜且有用。如果使用router刨機(jī)，則可以使用兩個(gè)?“面板和一個(gè)?”面板來制作鏡子的整個(gè)結(jié)構(gòu)，如圖所示。

面板和鏡子位置的側(cè)視圖。兩個(gè)?“面板和一個(gè)?”面板效果很好。

使用激光切割機(jī)，您只能沿著一個(gè)方向切割整個(gè)面板，這意味著您可以通過堆疊多層?“面板而不是僅使用兩個(gè)?”面板，并在其中布線來完成相同的操作。

面板和鏡子放置的側(cè)視圖（如果使用激光切割機(jī)）。

LED燈帶設(shè)計(jì)與放置

我建議將LED凹進(jìn)鏡子前擋板的后面。這樣做可以提供比可見LED條更好的光學(xué)錯(cuò)覺。如果您選擇的話，甚至可以添加一個(gè)擴(kuò)散元素。

您可以制作一個(gè)帶有30個(gè)LED燈帶的無限反射鏡。使用的LED越多，它們之間的距離就越近，因此，可以實(shí)現(xiàn)更平滑的彩虹或色移效果。

如果您將反射鏡設(shè)為自定義尺寸，請(qǐng)確保調(diào)整尺寸，以便每側(cè)固定數(shù)量的LED。然后，您可以創(chuàng)建更好的動(dòng)畫，以利用邊緣對(duì)稱性。隨意嘗試所有合適的尺寸！

只要將玻璃和鏡子固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且邊緣有足夠的木料以正確地粘合在一起，效果會(huì)很好。您也可以嘗試添加由薄金屬板或硬木貼面制成的封邊條以隱藏圖層。進(jìn)行足夠的打磨后，油漆也可能會(huì)覆蓋線條。

請(qǐng)記住，如果使用CNC銑削方法，則所有內(nèi)部拐角的半徑至少應(yīng)為銑刨頭的半徑。如圖所示，您需要“固定”四角，玻璃和鏡子的四角必須適合。

使用CNC router方法，確保將玻璃和鏡子安裝在“ dog骨”角落。

最后，別忘了LED燈帶電線需要擺放！您可以在LED所在的部分的側(cè)面鉆一個(gè)孔，以使電線穿過以在內(nèi)側(cè)拐角處匯合，也可以在router刨機(jī)工具路徑中添加一個(gè)切口。

電子編程

為了使所有電子組件都能在該項(xiàng)目中工作，需要牢記一些注意事項(xiàng)。讓我們看一下如何安全地供電和連接所有設(shè)備。

為鏡子供電

如果您需要500mA或更低的功耗，則只需要一個(gè)USB壁式充電器，以及一條USB電纜即可插入運(yùn)行您的代碼的Arduino，確保將5V線和地線分離到LED上。如果您要使用2A的USB充電器，請(qǐng)斷開USB連接器的連接并將5V和GND分開的導(dǎo)線焊接到LED和Arduino，這樣，完整的2A電流就可以運(yùn)行到LED上。

對(duì)于超過2A的電源，請(qǐng)按照相同的步驟將電源直接分配給LED。正如Adafruit指示的那樣：“將NeoPixel連接到任何帶電電源或微控制器時(shí)，請(qǐng)務(wù)必在未接地之前先接地（-）。相反，分離時(shí)最后要斷開接地?！?/p>

將WS2812B LED燈帶連接到Arduino的示意圖。

將Arduino連接到LED燈條

我在自己的產(chǎn)品中使用了WS2812B LED燈帶，它使用的板載芯片與Adafruit的Neopixels相同，但價(jià)格卻很低。

如果您有更多的LED燈帶，需要超過2A的功率，則可能需要遵循Adafruit Neopixel Uberguide的建議，使用濾波電容器，甚至使用電阻，以減輕因插入和拔出而引起的功率尖峰。

將LED燈條連接至電源和Arduino時(shí)，請(qǐng)始終先連接GND。

無限反射鏡代碼

最簡(jiǎn)單方便的方法是使用FastLED庫。DemoReel100代碼提供了一個(gè)很好的入門 - 如果您知道自己在做什么，則可以添加、刪除甚至創(chuàng)建自己的動(dòng)畫。如果您想深入了解，請(qǐng)?zhí)砑?a href="http://ttokpm.com/tags/wi-fi/" target="_blank">Wi-Fi或藍(lán)牙模塊以增加對(duì)反射鏡的控制。

完整的無限反射鏡

編輯：hfy