无限反射镜如何工作？如何制作一个RGB的无限反射镜

无限反射镜是梦幻般墙壁装饰经常使用的方式。它们看起来很棒，让小孩和成年人都赞叹不已，是展示基本光学原理的一种有趣方式。

随着Arduino和可寻址LED的升级，您可以很容易实现与反射镜交互，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镜子，也非常便宜。在本篇文章中，我们将向您展示如何制作一个RGB的无限反射镜，大约花费55美元至110美元。

无限反射镜如何工作？

无限反射镜包含一个反射100％光的常规反射镜，但是您看到的镜子表面实际上是反射率不到90％的单向反射镜。

无限反射镜的工作原理。

上面的示例显示了50％的反射镜，但我建议反射率达到65-70％，这与我所看到的示例相比似乎效果更好。原理是相同的，但真正的窍门是两个反射镜之间的光源或LED。一些光穿过单向反射镜，但是其余的光无限地反射回来，每次都变得越来越暗。

通过使用透射率较低的单向反射镜，效果会更加缓慢地变暗，并且反射镜会随着LED反射的增加而变得“更深”。最终，您将一遍又一遍地获得大量相同LED灯带的虚拟图像，就好像它们更深地进入了镜子一样。这给了它一种似隧道般的幻象，似乎一直延伸到无穷大（因此得名）。

无限反射镜的镜子和镜架的基本顺序。

为了使这种幻觉发挥作用，您需要一种将普通反射镜固定在背面的方法，在反射镜的前面装有LED，在LED的前面装有单向反射镜。

无限反射镜中材料顺序的侧视图。

可以购买预制的单向镜，但价格昂贵。使用一块带有便宜的窗户着色膜的玻璃要便宜得多，并且可以控制反射率。

注意：您可以尝试使用透明的塑料，但是与玻璃相比，使用起来更加困难，因为这些薄膜往往会在塑料上起泡并留下许多可见的痕迹。而且，塑料很容易被刮擦，从而破坏了幻觉。较低的光学清晰度也会降低效果。

制作无限反射镜需要多少费用？

基于制作的反射镜，能够以约100美元的价格创建BOM。

无限反射镜的大部分成本在于购买玻璃和镜子。如果您选择制作最便宜，则可以购买四包宜家方形镜，然后从一对镜子上取下镜背以制成玻璃，从而将项目成本削减一半。但是，移除镜背可能是一件繁琐的工作，考虑一下此额外步骤的时间/成本分析可能是个好主意。

通过花费约64美元购买定制切割的玻璃和一个匹配的镜子，您可以将无限反射镜制作成任意尺寸-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，因此随着尺寸的增加，成本几乎不会增加。

制作无限反射镜

制作无限反射镜的最简单方法是在木头上铺上不同尺寸的边框，正确放置并固定镜子、LED和玻璃。您可以选择使它更复杂，并在其中隐藏Arduino，但我更喜欢将其保留在外部，以便可以轻松对其进行重新编程。

Home Depot携带MDF（中密度纤维板）和硬质纤维板（基本上是相同的但较大的纤维），使用带锯、router刨机（CNC或其他方式）或合适的激光切割机即可轻松切割。它对于各种DIY项目也非常便宜且有用。如果使用router刨机，则可以使用两个¼“面板和一个¾”面板来制作镜子的整个结构，如图所示。

面板和镜子位置的侧视图。两个¼“面板和一个¾”面板效果很好。

使用激光切割机，您只能沿着一个方向切割整个面板，这意味着您可以通过堆叠多层⅛“面板而不是仅使用两个¼”面板，并在其中布线来完成相同的操作。

面板和镜子放置的侧视图（如果使用激光切割机）。

LED灯带设计与放置

我建议将LED凹进镜子前挡板的后面。这样做可以提供比可见LED条更好的光学错觉。如果您选择的话，甚至可以添加一个扩散元素。

您可以制作一个带有30个LED灯带的无限反射镜。使用的LED越多，它们之间的距离就越近，因此，可以实现更平滑的彩虹或色移效果。

如果您将反射镜设为自定义尺寸，请确保调整尺寸，以便每侧固定数量的LED。然后，您可以创建更好的动画，以利用边缘对称性。随意尝试所有合适的尺寸！

只要将玻璃和镜子固定在适当的位置，并且边缘有足够的木料以正确地粘合在一起，效果会很好。您也可以尝试添加由薄金属板或硬木贴面制成的封边条以隐藏图层。进行足够的打磨后，油漆也可能会覆盖线条。

请记住，如果使用CNC铣削方法，则所有内部拐角的半径至少应为铣刨头的半径。如图所示，您需要“固定”四角，玻璃和镜子的四角必须适合。

使用CNC router方法，确保将玻璃和镜子安装在“ dog骨”角落。

最后，别忘了LED灯带电线需要摆放！您可以在LED所在的部分的侧面钻一个孔，以使电线穿过以在内侧拐角处汇合，也可以在router刨机工具路径中添加一个切口。

电子编程

为了使所有电子组件都能在该项目中工作，需要牢记一些注意事项。让我们看一下如何安全地供电和连接所有设备。

为镜子供电

如果您需要500mA或更低的功耗，则只需要一个USB壁式充电器，以及一条USB电缆即可插入运行您的代码的Arduino，确保将5V线和地线分离到LED上。如果您要使用2A的USB充电器，请断开USB连接器的连接并将5V和GND分开的导线焊接到LED和Arduino，这样，完整的2A电流就可以运行到LED上。

对于超过2A的电源，请按照相同的步骤将电源直接分配给LED。正如Adafruit指示的那样：“将NeoPixel连接到任何带电电源或微控制器时，请务必在未接地之前先接地（-）。相反，分离时最后要断开接地。”

将WS2812B LED灯带连接到Arduino的示意图。

将Arduino连接到LED灯条

我在自己的产品中使用了WS2812B LED灯带，它使用的板载芯片与Adafruit的Neopixels相同，但价格却很低。

如果您有更多的LED灯带，需要超过2A的功率，则可能需要遵循Adafruit Neopixel Uberguide的建议，使用滤波电容器，甚至使用电阻，以减轻因插入和拔出而引起的功率尖峰。

将LED灯条连接至电源和Arduino时，请始终先连接GND。

无限反射镜代码

最简单方便的方法是使用FastLED库。 DemoReel100代码提供了一个很好的入门 - 如果您知道自己在做什么，则可以添加、删除甚至创建自己的动画。如果您想深入了解，请添加Wi-Fi或蓝牙模块以增加对反射镜的控制。

完整的无限反射镜

编辑：hfy