Как сделать звездное небо оптоволокно
Делаем звёздное небо на потолке при помощи оптоволокна и Arduino
Хотите увидеть кусочек галактики у себя на потолке? Как это сделать – рассказано ниже.
Несколько лет я мечтал о том, чтобы выполнить этот проект, и вот он, наконец, готов. На его реализацию ушло приличное время, но итоговый результат получился настолько замечательным, что оно того стоило.
Немного о самом проекте. Я старался делать всё своими руками по-максимуму, что дало мне полную творческую свободу. В итоге у меня есть созвездия северного полушария, контроль над звёздными скоплениями при помощи пульта д/у (яркость и цвет), реакция на музыку, контроль подсветки, и, что самое важное – возможность изменить всё, что угодно.
В качестве платформы для всего этого я выбрал Arduino, поскольку знаком с его программированием. За реагирование на музыку отвечал чип MSGEQ7– в интернете полно его описаний. Для связи я использовал завалявшийся у меня NRF24L01. Для управления большим количеством светодиодов хорошо подошёл контроллер сервоприводов PCA9685. Если вам хочется сделать что-то попроще и подешевле, вы можете поискать на Amazon готовые наборы, но если вам интересно делать всё самому, как мне – тогда вам потребуются следующие навыки:
Шаг 1: планирование
Для начала нужно решить, покупать электронную часть или делать самому. Для изготовления схем требуется разбираться в Arduino и основах электроники, и кроме того, есть шанс где-то накосячить. На Amazon и в других магазинах можно найти множество наборов по фразе «Fiber Optic Star Ceiling Kit», так что вариантов тут масса. Но если вам нужна полная творческая свобода и контроль, тогда лучше всё делать самому.
Определившись с электроникой, стоит подумать о структуре потолка, размере звёздной карты и количестве звёзд. Я выбрал вариант с обычным потолком из гипсокартона. У меня низкий потолок, и было достаточно сложно устанавливать оптоволокно, поэтому я остановился на относительно небольшом количестве звёзд, 1200 шт, однако результат всё равно получился потрясающим.
Теперь по выбору звёздного рисунка. Я живу в северном полушарии, поэтому выбрал ту часть неба, что здесь видна. Множество приложений демонстрирует рисунки созвездий – я использовал Celestia (как в этой инструкции по изготовлению собственного звёздного неба). Естественно, никто не заставляет делать рисунок звёздного неба реалистичным и в верном масштабе – тут у вас полная творческая свобода, а в интернете можно найти кучу идей.
Шаг 2: материалы
Теперь, когда всё распланировано, можно заказывать материалы.
Материалы для самого потолка я перечислять не буду, тут всё зависит от используемой системы и других факторов. Я использовал потолок от Knauf. То же касается и инструментов – большая их часть понадобится вам только для установки потолка. Для установки самих звёзд и электроники требуется не так уж много – см. список. Много чего я купил в местных магазинах, а остальное заказал на AliExpress – так дешевле, а качество обычно приемлемое.
Для звёзд и электроники потребуются:
Шаг 3: установка потолка
Детально установку расписывать не буду – в сети есть куча материалов по установке навесного потолка, а я не эксперт в этом вопросе. Такой подход сложнее обычного решения со звёздной панелью, которое выбирает большинство людей. Но зато у меня получился качественный подвесной потолок, который днём смотрится абсолютно нормально.
Специально для обслуживания электроники я сделал лючок в самой малозаметной части потолка.
На этом шаге делается шпатлёвка и грунтовка, а покраска – уже после установки оптоволокна.
Шаг 4: установка оптоволокна
На это у меня ушло больше времени, чем я предполагал… После множества различных импровизаций мы сошлись на том, что в нашем случае лучше всего размещать оптоволокно при помощи удочки и петли из лески – см. мои мастерски исполненные каракули с пояснениями. Сейчас эта идея кажется мне смехотворной – но кому не нравится иногда повозиться.
Мы красили прямо по оптоволокну, поэтому когда оно не светится, его не видно. Всё выглядит как обычный потолок. После двух слоёв краски яркость оптоволокна осталась почти такой же.
Шаг 6: пробная схема
Сама схема не очень сложная, и у меня всё заработало сразу же. Однако всегда лучше сначала проверить, а потом устанавливать – тем более, что в данном случае пайки предстоит очень много. Кроме того, удобно иметь тестовую версию для обновлений в будущем – думаю, никому не захочется закоротить проект, на установку которого в потолок было потрачено несколько дней.
Моя тестовая версия – это одна-две платы PCA9685, NRF24L01 и блоки питания, соединённые с Arduino. Всё можно делать на макетных платах. То же касается и схемы пульта д/у – натыкали всё на макетку, и проверили, что всё работает. Я бы также посоветовал припаять несколько 3 Вт светодиодов для проверки.
Шаг 7: код для Arduino
Библиотеки и другие полезные ссылки я собрал в разделе «полезная информация». Объяснения по работе кода содержатся в комментариях к нему.
Я писал этот код, используя различные ресурсы, некоторые из которых я перечислил в разделе «полезная информация». Однако поскольку я закончил проект уже больше года назад, к тому времени, когда я решил написать эту статью, я уже не смог найти некоторые из них, а некоторые сохранённые ссылки уже не работали.
В коде содержится довольно сложная функция для мигания светодиодами. Для улучшения внешнего вида я использовал обучающий материал, где описано, как сделать «дышащее» мигание: sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino
Человеческий глаз не воспринимает яркость света линейно, поэтому простое линейное увеличение яркости выглядит ненатурально.
Шаг 8: подключение проводов и светодиодных полосок
Время финального подключения! Если всё проверено и всё работает, подключение должно пройти без особых проблем – просто пайка кучи одинаковых комплектующих. Для удобства обслуживания всей схемы я сделал коробку из фанеры по размеру технического лючка – поэтому при необходимости я могу просто вынуть всю схему из потолка. Оптоволокно я провёл по пластиковым сантехническим трубам, размер которых примерно совпадает с 3 Вт светодиодами, а потом просверлил отверстия того же диаметра в фанере и вставил их туда. Таким образом я легко могу отсоединять оптоволокно от светодиодов по необходимости.
Светодиодные полоски предлагаю крепить на алюминиевых пластинах для охлаждения, поскольку они сильно греются.
Шаг 9: отладка и тонкая подстройка
Допустим, вы проверили схему, но после того, как установили её, она не работает… или что-то ещё не работает, как надо. Тогда проблема, скорее всего, в пайке – если в тестовой сборке всё работало, то и в финальной тоже должно. Надеюсь, что это не ваш случай, однако в качестве примера я приведу одну из проблем, с которыми столкнулся сам.
Когда я понижал яркость светодиодов до минимума, полоски могли перестать работать или начать мигать. Потратив огромное количество времени на исследования и отладку, я обнаружил, что проблема была в медленном переключении IRL540, а решение – в простом понижении частоты ШИМ до 50 Гц. Проблема почти решилась, и мигание осталось только на самых низких величинах – однако это не имеет значения, поскольку я их не использую. Проблема вернулась, когда я решил снять ролик об этом потолке, поскольку такую небольшую частоту хорошо видно на камерах – это всё равно, что снимать телевизор. Для решения этой проблемы я собрал на макетной плате небольшую схему, использовав транзисторы 2N2222 вместо IRL540, просто для съёмки видео.
Теперь, когда всё на месте и работает, можно заняться тонкой подстройкой яркости звёзд, реагированием на музыку, режимами затухания и всем остальным.
Использование оптоволокна для создания «зведного неба»
В оформлении комнаты, всегда не последнюю роль играет то, как украшен или оформлен потолок. И здесь дизайнеры пытаются внести разнообразие в оформление, применяя все новые решения, которые могут очень сильно изменить общий вид этой, казалось бы, простой детали интерьера.
Особенную популярность, в последнее время, набирает оформление с применением светодиодов и оптоволокна. Одна из разновидностей декора, которую можно воссоздать у себя, применив оптоволокно, потолки «звездное небо».
Они не зря получили свое название. Именно звезды и разнообразные созвездия, напоминает мерцание мелких огоньков на плоскости потолка.
Как это сделано и как работает
Принципов изготовления подобных конструкций несколько, и все они различаются как по стоимости, так и по сложности изготовления. Если взять наиболее популярный вариант, то это будет потолок с использованием оптоволокна для имитации мерцания звезд.
Это – наиболее удобная и достаточно несложная в изготовлении модель. По затратам она может быть и не самая скромная, но, получаемый эффект будет однозначно лучшим. В зависимости от модели проекционного устройства, можно будет менять не только цвет светящихся точек, но и закладывать целые программы свечения.
Поэтому, при самостоятельном изготовлении, лучше ориентироваться на нее, а если изготавливать конструкцию будут мастера, то разница будет только в стоимости и полученном эффекте.
Лучше всего, в таком случае, вначале посмотреть на стенде или на фото, готовые потолки той компании, которая будет его изготавливать для вас.
А модели с оптоволокном, работают по одному принципу – к скрытому проектору, присоединено несколько сотен оптоволоконных нитей, которые вставляются в покрытие потолка таким образом, чтобы самый конец их торчал наружу.
Из этих кончиков нитей и формируется необходимый рисунок на поверхности. Когда проектор освещает свою сторону волокна, на другом конце появляется свечение, похожее на светящуюся каплю, которая имитирует свечение звезды.
Сложно ли это сделать
Невозможного в мире вообще немного, а такой потолок совершенно точно можно сделать своими руками. Только в случае с натяжными полотнами, осуществить это будет практически невозможно. Пол крайней мере так, чтобы все сделать, и при этом потолочное покрытие на повредить.
Если же конструкция гипсокартонная, то все становится гораздо проще. Все, что понадобится сверх того, что нужно для сооружения стандартного покрытия, это, проектор, подключенный к электросети, оптоволокно, и много терпения для монтажа нитей.
Как изготовить
От стандартного сооружения, такая конструкция будет отличаться наличием проектора и множества отверстий в плоскости потолка.
Сооружение каркаса для покрытия и монтаж основных его деталей, можно опустить, они подробно описаны в других статьях, а здесь, стоит рассказать, о том, что конкретно, будет отличаться от стандартного монтажа.
Прежде всего, это установка проектора. Его нужно закрепить на бетонном основании так, чтобы к нему можно было подобраться, при необходимости. Поэтому, в покрытии необходимо предусмотреть технологический люк или отверстие, через которое можно будет осуществить доступ к аппарату.
Второй вариант – установить проектор вне закрытого ГКЛ пространства, но тогда потребуется завести за плоскость покрытия пучок из оптических нитей. Какой вариант удобнее, тот и выбирайте.
В листах гипсокартона, которыми будет обшиваться вся конструкция, необходимо просверлить столько отверстий, сколько нужно получить «звезд» на поверхности.
Отверстия должны быть 1,5 – 2 миллиметра в диаметре. В каждое из них, предстоит вклеить от 1 до 3 нитей оптоволокна.
Сколько нитей вставить в каждое отверстие, решать тому, кто занимается оформлением. Большее их число даст более яркое свечение, а если нитей будет меньше, то и светиться такой пучок будет не столь ярко.
Сверлить дырки лучше всего, по заранее придуманному шаблону или рисунку. Так можно добиться наиболее эффектного вида. На плоскость его можно перенести при помощи кальки или нарисовать его прямо на покрытии.
Когда все световоды вклеены, их нужно аккуратно сгруппировать, не перегибая отдельные волокна. Все получившиеся пучки, необходимо будет подключить к проектору позже.
Пока же, нужно закрепить на каркасе все гипсовые листы с вклеенными волокнами. Когда с этим будет покончено, можно собрать все оптоволоконные пучки в один, и присоединить к проектору. Здесь уже пригодится ревизионный люк, о котором говорилось в самом начале.
Листы гипсокартона обрабатываются, как и в обычной конструкции. То есть все швы заделываются, а сама плоскость потолка окрашивается или шпаклюется финишной шпаклевкой.
Далее на потолке либо рисуется, либо наклеивается изображение темного фона, на котором будут светиться рукотворные звезды. После этого, можно включать свое личное «звездное небо» и наслаждаться.
Можно создать нечто подобное и в случаях с натяжными полотнами. Но там, придется «дырявить» натянутую пленку, что может сильно ухудшить общий внешний вид такого покрытия.
А принцип останется прежним – в подготовленное отверстие нужно вставить оптоволокно, закрепить его, и подключив обратные концы всех волокон к проекционному аппарату, можно получить точно такое же «звездное небо». Стоит только озаботиться установкой проектора и монтажом пучков оптических волокон еще на этапе монтажа самой пленки.
Заключение
Особенных сложностей ни в монтаже, ни в самом изготовлении такого рода декора нет. Необходимо только запастись терпением при вклеивании оптоволоконных нитей и сверлении отверстий под них.
Остальные этапы сооружения подобных потолков – такие же, как и при создании самой обычной конструкции.
Натяжной потолок «звездное небо»: инструкция по монтажу
Способы монтажа звездного неба на натяжном потолке
Такое освещение очень эффектно смотрится в темноте. Его используют для дополнительного декора спальни или гостиной.
Установка натяжного потолка «звездное небо» выполняется несколькими способами:
Звездное небо на натяжном потолке из оптоволокна своими руками
Конструкция представляет собой светогенератор с выносным ИК-приемником пульта управления режимом и пучок нитей разного диаметра. Проектор можно выбирать одноцветный, создающий белое свечение, и цветной. Последний можно использовать для создания различных эффектов.
Работы по монтажу выполняются следующим образом:
Использование люминесцентной краски для звездного неба на натяжном потолке
Этот способ подойдет как для однотонного полотна, так и для разноцветного, ведь днем краска незаметна. Кроме того, ее использование обойдется намного дешевле, чем обустройство звездного неба по другой технологии.
В процессе придерживаемся следующей инструкции:
Как сделать на натяжном потолке звездное небо из светодиодов
Обычно светодиодные лампы используются совместно с оптоволокном при монтаже натяжного потолка «звездное небо». Светодиоды отличаются ярким светом, потому оптимально подходят для создания нескольких крупных звезд или луны.
Подбор светодиодов для звездного неба на натяжной потолок
Режим мерцания звезд создается с помощью специального контроллера. Он не должен создавать резкое и прерывчатое мигание. Оптимально использовать модель с плавным переходом.
Частота мигания не должна быть 0,5 Гц (1 в 2 секунды), 2 Гц (2 в 1 секунду) и 7 Гц (7 в 1 секунду). Эти частоты соответствуют альфа- и тэта-ритмам человеческого мозга и могут становиться причиной нервных расстройств и даже эпилептического припадка. Выбирая проектор, нужно обратить внимание на издаваемый при работе шум, особенно если установка планируется в спальне.
Что касается цвета звезд, то с помощью RGB-контроллера можно создавать разные цветовые эффекты звездного неба в натяжном потолке. Однако нужно внимательно подойти к подбору цветовой гаммы, ведь каждый оттенок оказывает свое психоделическое влияние: салатовый и зеленый — расслабляющие и успокаивающие цвета, оранжевый и желтый — психически нейтральные, бирюзовый и голубой — умиротворяющие тона, синий — напрягающий цвет, красный — настораживающий и возбуждающий.
Перед тем как сделать звездное небо на натяжном потолке, нужно продумать и остальные источники освещения. Для этого можно использовать точечные светильники, подсветку отдельных элементов декора, например, зеркал, или стационарные люстры. В любом случае звездное небо — это декоративный эффект, и основное освещение в комнате все равно понадобится.
Инструкция по монтажу звездного неба из светодиодов на натяжном потолке
Если вы решили установить натяжной потолок с эффектом звездного неба, то придерживайтесь следующей инструкции:
Как сделать звездное небо на натяжном потолке — смотрите на видео: