Теоретически объяснить такой оптический эффект несложно. Создать иллюзорный бесконечный тоннель можно даже с помощью обычной свечи: этой магией пользовались многие девушки едва ли не всех поколений, проводя святочные ритуалы гадания. Из-за многократного отражения источника света от реальной и мнимой поверхностей зеркала казалось, будто свечка попадала в туннель без конца и края. Все это можно легко объяснить в точки зрения квантовой физики.
Зеркала бесконечности — прекрасный предмет декора, который может стать главным акцентом в интерьере. Чаще всего их используют при оформлении коммерческих помещений: ночных клубов и баров, кафе, выставочных залов, офисов. Впрочем, украсить таким арт-объектом можно и квартиру. Он будет уместно смотреться в ванной или прихожей, выполненной в готическом или индустриальном стиле, с элементами минимализма, поп-арта или техно.
Зеркало с бесконечной глубиной можно использовать не только по назначению, в качестве настенной конструкции с подсветкой, но и как элемент другой мебели. Оно станет оригинальной столешницей для журнального столика, гранью кубической конструкции, украшением для пола и не только. Это может быть полноценная потолочная люстра или дополнительный источник света.
Теоретическая основа бесконечного зеркала (светового колодца)
Эффектом возникновения иллюзорного бесконечного тоннеля пользовались еще наши бабушки, устанавливая во время Святочных гаданий свечу между двух зеркал. Он возникал за счет многократного переотражения источника света от реальной и мнимой зеркальной поверхности. Принципиальная схема этого эффекта представлена на рисунке ниже.
Теоретическая основа бесконечного зеркала
Если вы хотите знать подробнее о том, почему отраженная зеркальная поверхность обладает теми же оптическими свойствами, что и реальная, откройте учебник квантовой физики. Ну а мы продолжим повествование о том, как этот эффект использовать (уже с современными источниками света), но для тех, кто готов принять этот постулат априори.
Infinity Mirror или зеркальный тоннель при помощи Arduino.
Infinity Mirror дословно переводится как бесконечное зеркало, также этот эффект называют зеркальным тоннелем. Это весьма эффектный прием, который используется для декора различных предметов интерьера или как самостоятельное устройство для декорирования. Сегодня мы преобразим старый стол и сделаем из него настоящее произведение современного искусства. После своего преображения стандартный предмет корпусной мебели не только сможет вписаться в любой интерьер, но и стать его украшением.
Бесконечное зеркало своими руками. Постановка задачи
Итак, перед нами стоит задача создать плоскость, при взгляде на которую будет возникать оптический эффект бесконечного колодца. Для этого нужно:
- Источник света.
- Два зеркала.
Конечно, можно воспользоваться бабушкиным рецептом и создать открытую зеркальную систему. В ней взгляд наблюдателя расположен параллельно плоскости зеркал. Но это слишком неудобно из-за того, что высота светильника равна ширине зеркала. А нам нужна плоскость, не уменьшающая высоты помещения.
Поэтому используем закрытую оптическую систему, в которой направление взгляда перпендикулярно плоскости зеркал. Только одно из них должно пропускать часть потока фотонов от источника света. Иначе мы ничего не увидим.
Чтобы получить желаемый оптический эффект нам потребуются:
- Классическое зеркало с односторонним отражением.
- Стекло, обладающее частичным зеркальным эффектом.
- Конструкция, удерживающая зеркала на расстоянии не более 2 см друг от друга.
- Источник света.
Инсоляция подвального помещения
Чтобы в помещения подвального этажа мог проникать солнечный свет, в зоне цоколя делают окошки (как правило, это широкие, но совсем невысокие конструкции, оказывающиеся почти под потолком подвала). Бывает, что размер цоколя недостаточен и для таких окон, и тогда их частично приходится опускать ниже поверхности земли, а в зоне проемов создавать приямки — ограждения из армированного бетона, накрываемые сверху решетками. Дно приямка выполняют на расстоянии 20 см от нижнего края окна и придают ему уклон для стока воды в дренажную сеть.
Обеспечить инсоляцию подвала можно также с помощью туннелей дневного света. Установив в стену трубу (гибкий рукав), в бетонный приямок (обязательно с водоотводом) насыпают гравий и накрывают его монолитной или стальной плитой с выведенным на поверхность светоприемным куполом.
Дополнительные функции
На российском рынке представлены системы солнечного освещения марок Solargy, ALLUX, VELUX, FAKRO, Solatube®, Sunway и др. Производители адаптируют свою продукцию к особенностям нашего климата и расширяют ее функционал, делая максимально комфортной в эксплуатации.
Так, VELUX предлагает устройство для дополнительной вентиляции помещений через световод и LED-подсветку в рассеивателе для организации освещения в темное время суток. Sunway, помимо светодиодных ламп, может комплектовать туннели диммером, создающим затенение вплоть до перекрытия светового потока, и защитой от проникновения (для каналов Ø 560 и 780 мм). Разработка Solatube® — система гибридного освещения на основе светочувствительного датчика и датчика движения, позволяющая экономить до 94% электроэнергии. А компания Solargy обладает уникальной технологией «Пересвет», использующей гелиостат. Он представляет собой неподвижную панель, которая «собирает» падающие под малым углом (до 15°) лучи восходящего и заходящего солнца и направляет их в световод.
Реализация конструкции
Воплотить в жизнь такую конструкцию можно по-разному. Все зависит от доступных домашнему мастеру материалов. Ниже предложен один из вариантов решения.
Зеркала
С классическим зеркалом все понятно, надо купить подходящего размера или обрезать имеющееся. Из чего делать полупрозрачное? Оптимальный вариант – стекло толщиной 4 мм, покрытое автомобильной тонировочной пленкой. Выбирайте такую, которая пропускает не менее 50 процентов светового излучения.
Каркас
Для каркаса, удерживающего систему зеркал, лучше использовать деревянные бруски со стороной в 2 см. Никаких хитрых шипов для сочленения делать не требуется. Чтобы надежно приклеить их к поверхности абсолютного зеркала, используйте силиконовый герметик. Лучше прозрачный.
В реечном каркасе надо предварительно просверлить отверстие, параллельное плоскости зеркал. Через него выводятся питающие источник света провода. Рейки клеятся по одной. Одновременно их выравнивают по внешним краям зеркала.
Подготовка инструментов и материалов
Для работы могут понадобиться:
- дрель или шуруповёрт с набором бит и свёрл;
- электролобзик или ручная ножовка;
- электрофрезер, фальцгебель или зензубель — виды рубанков для выборки четверти под верхнее стекло;
- рубанок, если доски не струганные или наждачная бумага с держаком;
- отвёртки;
- стусло и пилка, угольник;
- линейка, карандаш;
- кисточки, малярные ванночки.
В качестве подсветки используется гирлянда.
Дополнительно готовят:
- бруски сечением 40х60 мм;
- доски 24х60 мм;
- доски для декоративной рамки;
- саморезы 4х50 мм;
- ДСП или ЛДСП по размеру столика;
- силиконовый клей или двусторонний вспененный скотч;
- зеркальную плёнку;
- столярный клей;
- зеркало и стекло по размерам стола;
- морилку, краску или лак для дерева.
Недостающие инструменты можно взять в аренду в строительных магазинах или найти такую услугу в объявлениях частных компаний.
Источник света
Полость оптической системы после сборки становится герметичной и невентилируемой. Поэтому источником света может быть лишь тот, который не выделяет тепла. Оптимальный вариант – светодиодная лента. Лучше выбирать RGB, что позволит создать дополнительные оптические эффекты. Если есть возможность, используйте те, номинал рабочего напряжения которых равен 24 вольта. Они ярче, им легче пробиться через зеркальную пленку.
Светодиодная лента
Как добавить света в темные помещения и подвал, но при этом не платить за электроэнергию?
В любом загородном доме найдутся помещения, которым «не досталось» солнечного света — чердаки, санузлы, кладовые, подвалы и т. п. А ведь естественное освещение — это не только фактор комфорта для человека, но еще и существенная экономия электроэнергии. Расскажем о том, какое техническое решение поможет организовать инсоляцию помещений без окон или с недостаточным дневным освещением
Речь пойдет о световых туннелях (иначе — солнечных колодцах или фонарях туннельного типа). Конструктивно это несложные устройства, состоящие из внешнего и внутреннего элементов и соединяющего их светопроводящего канала.
Внешний элемент
представляет собой квадратный модуль, который устанавливают в плоскую или скатную крышу, в ограждающие стены, а в случае подземного этажа — в плиту, перекрывающую приямок. Модуль имеет круглое светоприемное отверстие диаметром от 190 до 740 мм или более и снабжен полиуретановым или алюминиевым окладом для герметичного монтажа. Обратите внимание: светоприемные узлы с металлическим основанием допускают резку и гибку для подгонки к конкретным условиям установки. Отверстие может быть защищено съемной крышкой из закаленного 4-миллиметрового стекла (прозрачного или матового, с грязеотталкивающим покрытием) либо куполом из ударопрочного акрила или поликарбоната.
Внешние блоки с крышкой предназначены исключительно для крыш с уклоном от 15 до 60º и встраиваются в одной плоскости с кровлей. Оклады таких модулей специально адаптируют под профилированные или непрофилированные кровельные материалы, комплектуют их водоотводящим желобом, особыми щеточными уплотнителями, препятствующими замерзанию конденсата, а также паро- и гидроизоляционным контурами для соединения со слоями в «пироге» крыши.
Блоки купольного типа с оголовком, возвышающимся над плоскостью основания, допускают монтаж как в наклонные, так и в вертикальные и горизонтальные ограждающие конструкции. Сферическая форма светоуловителя повышает эффективность устройства в пасмурную погоду, при снеге и дожде (осадки не скапливаются на куполе), а особенно
— в утренние и вечерние часы, когда солнце стоит низко над горизонтом.
Кроме того, поликарбонатные полусферы служат в качестве фильтров, отсекающих УФ-излучение, что предотвращает его воздействие на другие компоненты системы, а также выгорание предметов интерьера. Двойные стенки улучшают теплоизолирующие свойства купола, не снижая его светопропускающей способности.
Замеры уровня освещенности показывают, что кровельные туннели диаметром 350 мм даже в хмурый зимний день освещают помещение так же, как это сделала бы 60-ваттная лампочка накаливания
Нормативы искусственного освещения в жилых помещениях по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03
Норма освещенности,
Lx
Библиотека, бильярдная, кабинет
Кухня, гостиная, спальня и другие жилые комнаты
Холл, коридор, санузел
Лестница, подвал, чердак
Внутренний элемент системы
— это устанавливаемый в помещении плафон-диффузор — как правило, круглый или квадратный, но на заказ может быть изготовлено изделие и других форм. Плафон равномерно распространяет мягкий свет (угол рассеивания 150-170º), который не слепит глаза и не искажает цвет предметов. Рассеиватели оснащают декоративными рамками, делают их из двух слоев поликарбоната или из матового двойного стекла с аргоновой прослойкой (как в стеклопакете), что препятствует потерям тепла и образованию конденсата на световом диффузоре.
Связующим звеном между встраиваемыми блоками системы является собственно световой туннель
— канал, передающий свет на расстояние с минимальными потерями за счет отражающих свойств своих стенок. Это может быть как жесткая алюминиевая труба (тубус), так и гофрированный рукав из стекловолокна, на внутреннюю поверхность которых нанесено зеркальное покрытие с содержанием серебра.
Трубы обеспечивают коэффициент отражения 98% и более, у рукавов он немного ниже.
Гибкие трубы выпускаются длиной до 2 м и наращиванию не подлежат, обычно их применяют, если требуется обойти какое-либо препятствие на пути туннеля. Базовая длина металлических труб составляет от 0,8 до 1,7 м. При необходимости каналы можно удлинить за счет дополнительных сегментов, имеющих простую систему фиксации на защелках. Для соединения элементов используют переходники — колена с регулировкой наклона от 0 до 45º. Для нужд частного дома, как правило, достаточно световодов Ø 250–350 мм с максимальной длиной до 6 или 9 м, способных обслуживать помещения площадью до 10 и 20 м² соответственно (ванные, кухни, лестницы, прихожие, коридоры, гардеробные). Для полноценного освещения просторных гостиных, комнат с высокими потолками и пр. понадобятся каналы Ø 400–550 мм с возможной протяженностью до 15 м, рассчитанные на площадь до 35 м². При этом важно учитывать, что каждый добавочный погонный метр трубы, а также изгиб туннеля оборачиваются потерей 10% и более от объема светопередачи, заметно снижая эффективность системы.
Правильно выбрать световой туннель для конкретного помещения помогут специальные калькуляторы.
Солнечные колодцы — оптимальный вариант для освещения тех помещений, где использование электрических приборов может быть потенциально опасно, например топливохранилищ, газовых котельных, душевых и т. п.
Сборка
Процесс сборки прост. Если все перечисленные выше элементы под рукой, то от вас потребуется только аккуратность.
- Рейки каркаса приклеиваете силиконовым герметиком к зеркалу со стороны отражающей поверхности.
- Закрепляете на внутренней поверхности каркаса светодиодную RGB-ленту, питающий шнур выводите через предварительно просверленное в рейке каркаса отверстие.
- Обрезаете зеркальную пленку на ширину каркаса.
- Наносите силиконовый герметик на каркас и кладете сверху стекло с зеркальной пленкой (зеркальная поверхность внутрь).
Теперь осталось решить, что делать с торцами, чтобы закрыть деревянный каркас.
- Если все сделано аккуратно, а рейки каркаса оструганы, то торцы красят.
- Использовать алюминиевый П-образный профиль – отличное решение для дизайна в стиле Hi-Tech.
- Применить пластиковый кабельный канал без крышки.
Для закрепления профилей подойдет тот же силиконовый герметик.
Что это такое?
Бесконечным зеркалом, или зеркальным тоннелем, называют отражающую поверхность, в которой визуально наблюдается многократное отражение объектов. На самом деле объект всего один, и получаемый зрительный эффект – всего лишь иллюзия. Он достигается с помощью яркого света из сторонних источников, которые отражаются в зеркале.
Эффект зеркального тоннеля
Важно! На практике зеркальный 3D-тоннель можно создать посредством параллельного расположения зеркальных поверхностей и применения светодиодных лент.
С одной стороны конструкции находится настоящее зеркало, со второй – стекло со светоотражающей пленкой. Когда человек смотрит на такой предмет, то не видит дна тоннеля, а многократное отражение света создает необычный эффект многоуровневого колодца.
Толщина зеркала – всего несколько сантиметров, при этом иллюзия его глубины весьма реалистична. Еще более можно усилить впечатления, если применять мигающую подсветку или меняющие цвет лампы.
Варианты конструкции ленты
Если расположить RGB-светодиодную ленту вдоль периметра удерживающего каркаса, то визуальный эффект будет состоять из повторяющихся светящихся рядов. Это интересно, но слишком просто.
Проявите фантазию, и приклейте на зеркало вместе с каркасом две-три геометрические фигуры, составленные из тех же реек. По периметру вставок приклейте светодиодную ленту. Только обратите внимание на то, чтобы его длина была кратна целочисленному значению расстояния между монтажными точками, по которым ленту можно резать. Питающий провод придется выводить через зеркало. Для этого его сверлят сверлом с алмазным напылением.
Настройка системы
Я не задумывал этот раздел как исчерпывающее руководство по настройке умных зеркал. Тут я расскажу лишь о самом главном. А именно, я установил Raspbian Stretch Lite, а потом следовал этому руководству.
Сначала я поэкспериментировал с множеством модулей для MagicMirror, созданных энтузиастами. А уже потом отобрал самое важное. Если вы будете идти моим путём, то советую хотя бы попробовать MMM-EyeCandy.
В итоге я установил следующие модули, которыми пользуюсь до сих пор:
- MMM-MyCalendar
- MMM-cryptocurrency
- MMM-Wunderlist-Enhanced
- MMM-RemoteControl
По умолчанию всё настроено так, что умное зеркало будет заглядывать в репозитории всех установленных модулей и проверять, есть ли в них что-то новое. Мне казалось, что это хорошо, но в итоге я написал следующий скрипт, расположенный в /home/pi/myscripts/mm_update.sh, который автоматически, в полночь, обновляет модули. #!/bin/bash # Обновить модули for d in /home/pi/MagicMirror/modules/* ; do (cd «$d» && git pull && npm install); done # Обновить MM cd «/home/pi/MagicMirror/»; git pull && npm install # Перезапустить MM sudo /sbin/shutdown -r now Для того чтобы сделать этот скрипт исполняемым, воспользуемся командой chmod: chmod +x /home/pi/myscripts/mmm_update.sh Потом надо настроить crontab: sudo crontab -e В список заданий надо добавить следующую команду, которая будет запускать скрипт каждую полночь: @midnight /home/pi/myscripts/mmm_update.sh
Подключение светодиодной ленты
Если RGB-ленту подключить к блоку питания напрямую, то она светится белым. Цветовые эффекты возможны при подключении через контроллер. Это устройство управления работает в паре с пультом. Но если вам хочется видеть цветомузыку, надо выбирать модели, совместимые с компьютером.
Блок питания лучше выбирать тот, мощность которого в два (как минимум) раза превышает потребляемую мощность ленты. Это позволит наслаждаться световыми эффектами неопределенно долго, не боясь перегрева.
«Умное» освещение дома или Как «дать» солнечный свет с крыши в любое помещение
Подвал, гардеробная, ванная, прихожая — все это классические «темные» помещения без окон, проблемные с точки зрения освещения дома. Такие «невезучие» помещения есть в каждом коттедже или квартире. Обычно их освещают с помощью ламп, мирясь со всеми недостатками искусственного света: искажением цветов, мерцанием, неравномерностью и счетами за электричество. Но это не единственный вариант. В любую такую комнату можно «провести» естественный свет, достаточно установить в ней световой тоннель.
Световой туннель Velux или Fakro: советы по выбору
Тоннели дневного света делают десятки компаний, а в России представлены 7-8 брендов. При этом, как и в случае с мансардными окнами, выбирают обычно между двумя лидерами: Velux и Fakro. И это, без преувеличений, сложный выбор. Продукция обеих компаний практически не отличается по качеству, поэтому дело остается за деталями и ценой. О них и поговорим.
Световой туннель Велюкс (Velux)
Velux — один из старейших производителей мансардных окон не только в Европе, но и в мире. Компания существует уже больше 75 лет и ее основная ставка — на проверенные временем конструкции и безусловную надежность. Поэтому световой туннель Velux при правильной установке прослужит десятки лет.
Компания Velux выпускает световые тоннели для плоских и скатных кровель:
Все серии с буквой «F» в конце комплектуются гибким световодом длиной до двух метров. Серии с буквой «R» в конце комплектуются жестким тоннелем длиной 1,7 м и возможностью нарастить световую шахту до 6 м с помощью дополнительных секций. Диаметр тоннеля — 25 мм и 35 мм.
Важная особенность световых туннелей Велюкс — разнообразие аксессуаров. Это не только уже упомянутый дизайнерский рассеиватель Lovegrove, но и целый ряд плафонов разных форм и цветов. Кроме того, на рассеиватели Velux можно поставить светонепроницаемые шторки, если нужно периодически затемнять помещение.
Световой туннель Факро (Fakro)
По сравнению с Velux, компания Fakro — молодой производитель. Она была основана в 1991 году, и все 30 лет своей истории делает ставку на разнообразие и инновации. Ее световые тоннели на кровлю дешевле, но при этом практически не уступают световодам Velux в надежности.
Fakro выпускает две серии тоннелей дневного света для скатной кровли: линейку с жестким световодом SRT и линейку с гибким световодом SLT. Отдельных серий для плоской крыши, как у Velux, у компании Fakro нет, для такого монтажа нужно заказывать специальный оклад вместо комплектного. Кроме того, внешний блок Velux ставится практически заподлицо с кровельным покрытием, а световой тоннель в крыше компании Fakro будет сильно выступать над поверхностью из-за стекла-купола и, соответственно, задерживать снег на кровле, увеличивая нагрузку на нее. Если тоннелей дневного света будет много, это может даже привести к образованию больших снеговых шапок на кровле.
Оклады Fakro также отличаются. Там, где у Velux два вида окладов, у Fakro — целых три:
Последний вид оклада предназначен для тоннелей, которые устанавливают на промышленных и коммерческих зданиях с перекрытием из несущего профлиста. Компания Velux вообще не предлагает решений для таких задач — ее серии для плоских кровель предназначены для крыш с рубероидным или подобным покрытием. Поэтому Fakro в таких случаях предпочтительнее.
Наконец, максимальная длина световодов у Fakro больше: до 12 м для жестких и до 4 м для гибких. При этом внутрь тоннеля можно поставить лампочку, чтобы его можно было использовать в качестве светильника не только днем, но и ночью.
А теперь подведем итог. Световой туннель Velux подойдет тем, кто предпочитает безотказные и продуманные решения от ведущего мирового бренда. Тоннели дневного света Fakro — вариант для тех, кто больше ценит гибкость и хочет сэкономить без особой потери качества.
