Projet HWL : un miroir infini !

Dans cet article, je vais vous présenter la fabrication d’un miroir infini.


Un miroir infini, c’est un dispositif qui grâce à une illusion d’optique, simule un tunnel lumineux plus profond que le dispositif lui-même :
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Le principe est simple :

  • un miroir normal est installé au fond d’une boite / table basse / etc…
  • un miroir sans tain est installé sur la face supérieure du dispositif (la face visible)
  • un ruban lumineux est installé entre les deux miroirs.

Une moitié du reflet du ruban lumineux est emprisonnée entre les deux miroirs, alors que l’autre moitié passe à travers le miroir sans tain. On obtient donc visuellement un tunnel lumineux, qui semble bien plus profond que le dispositif lui-même.
Un projet de ce type ne coute pas cher à fabriquer (une quinzaine d’euros, détails dans les commentaires), avec un minimum de fournitures, quelques pièces de récup’, et un peu d’imagination. Le travail présenté ici n’est donc pas forcément à suivre à la lettre, mais à adapter selon ce que vous aurez sous la main…
Vous aurez donc besoin de :

  • un miroir intérieur (rayon salle de bains de votre magasin de bricolage)
  • une boite métal ou plastique du diamètre du miroir intérieur (ou plus grande de quelques millimètres mais pas plus)
  • des leds haute luminosité (1.50€ les 100 sur ebay) / leds RGB (4€ les 50 sur ebay) / ruban à leds (magasin de bricolage), bref, ce qui vous inspire
  • une vitre / plaque de plexiglas pour le miroir extérieur
  • du film miroir pour vitre de voiture (~10€ le m², magasin de pièces auto)
  • du fil, de l’étain, des résistances pour vos leds, une alimentation (5v pour des leds, 12v pour un ruban RGB), de la peinture noire, et tout ce qui vous passe par la tête pour la déco…
  • pas mal de patience…

Pour le modèle « interactif » à leds RGB (le modèle présenté), vous aurez besoin de leds RGB à anode commune (diffuse, c’est mieux visuellement), de multiplexeurs à leds TLC5940 (16 sorties par puce, il vous en faut 3 par led, faites votre calcul !), et un arduino pour piloter le tout.
Dans mon cas, j’ai choisi d’avoir 2 canaux de 10 leds indépendantes, soit 20 leds au total. J’ai donc opté pour 2 TLC5940 (3 pins*10 leds = 30 sorties) pour les 10 premières leds, et les 10 autres sont câblées en parallèle des premières. Coté résistances, j’en prépare 10 de 680 ohm pour les canaux « red », et 20 de 470 ohm pour les canaux « green » et « blue » (les leds en parallèle n’ont pas besoin de résistance). Les 2 TLC, les 30 résistances et les connecteurs correspondants seront sur une carte « contrôleur » home-made séparée, fixée à l’arrière.
Un arduino home-made également sera monté sur une seconde carte, afin de contrôler le tout efficacement.

Ces 2 montages feront l’objet d’articles distincts.

Je commence donc par faire 20 trous de 5mm dans ma boite en métal (une boite à bonbons). La boite a été choisie en fonction de la taille du miroir dont je dispose : diamètre 15cm, acheté par lot de 4 à Mr Bricolage, ~5€.
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Il faut un petit coup de bombe de peinture noire sur l’intérieur des bords, car l’intérieur de la boite devra être la plus sombre possible (un miroir sans tain ne fonctionne bien que si un coté est sensiblement plus sombre que l’autre).

Vous pouvez en profiter pour découper votre plaque de plexi à la dimension voulue (une petite scie à métaux est votre meilleure amie), et appliquer le film dessus. Une combine consiste à bien mouiller la surface de la vitre avec de l’eau savonneuse avant d’appliquer le film, afin d’aider à éliminer les bulles en les éjectant du centre vers les bords. Attention, c’est généralement un seul essai : le film se détériore quand on essaie de le repositionner. Les petites bulles restantes peuvent être éliminées à l’aide d’une aiguille fine et d’un chiffon.

Mes 20 leds sont prêtes pour la fixation des câbles de connexion.
Chaque anode (la borne positive d’une led) a été courbée à 90°, les cathodes (borne négative) coupées à environ 5mm. Choisissez un sens pour courber vos pattes, toujours le même sur chaque led. Votre montage sera d’autant plus simple à câbler.
Les câbles que j’utilise pour relier chaque led est un morceau de 3 brins d’une nappe IDE sacrifiée. Chaque led aura donc sa petite nappe personnelle ! Une seule led aura une nappe de 4 brins, afin de véhiculer le courant positif entre les anodes (on y reviendra plus tard).
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Chaque led est fixée avec un point de colle à chaud, l’anode tournée vers l’arrière de la boite.
Attention : avant de fixer les leds, n’oubliez pas de coller le miroir intérieur au fond de la boite !
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Le résultat, avec toutes les cathodes câblées, ressemble à un beau plat de spaghettis !

 

 

 

 

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De nouveau, un petit coup de peinture noire sur les faces extérieures, histoire surtout de recouvrir la colle qui tient chaque led !

 

Les nappes des cathodes ont été retournées vers l’arrière, un anneau en fer conducteur est tendu autour des anodes, et chaque point de contact est soudé. L’ensemble est bien résistant. Vous vous souvenez de la led avec une nappe à 4 brins ? Le brin restant est soudé à l’anneau afin de faire le rail positif.
Un petit test avec l’arduino et le circuit sur breadboard, on ne sait jamais, une erreur de câblage est vite arrivée ! Heureusement, tout semble fonctionner au poil.
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A gauche, un des 4 connecteurs à leds, avec ses 15 pins (= 5 leds). A droite, la carte contrôleur équipée des sockets et d’un TLC.
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Allez, encore un petit test de chaque connecteur led, pour la route. Ça fait beaucoup de soudures. Un mauvais contact, une erreur, sont si vite arrivés !
Encore une fois, tout semble fonctionner comme prévu… ouf !

 

 

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La carte contrôleur peut donc prendre sa place finale dans une boite à connexions électrique, fixée à l’arrière du dispositif avec un arceau en fil de fer.
On peut également voir sur cette photo « l’anneau » métallique qui constitue le rail commun des anodes. C’est cet anneau qui sert également à tenir en place l’arceau à l’arrière du dispositif.
Ce code à charger dans l’arduino permet de tester les 3 couleurs de chaque led, afin de vérifier que tout est bien cablé :

// https://code.google.com/p/tlc5940arduino/downloads/list
// Pour chainer plusieurs TCL5940, changez la valeur de 
// NUM_TLCS * dans le fichier Tlc5940.h
#include "Tlc5940.h"   

long previousMillis = 0;
long interval = 1000;
int i = 0;

int channel = 1;

int R = 0;
int G = 0;
int B = 0;

void setup()
{
  Tlc.init();
}

void loop()
{
  unsigned long currentMillis = millis();
  if(currentMillis - previousMillis > interval) {
    // save the last time you blinked the LED 
    previousMillis = currentMillis;   

    if (i == 0){
      R = 4095;
      G = 0;
      B = 0;
    }
    if (i == 1){
      R = 0;
      G = 4095;
      B = 0;
    }
    if (i == 2){
      R = 0;
      G = 0;
      B = 4095;
    }
    if (i == 2){
      i = 0;
    }
    else{
      i++;
    }
  }

  Tlc.clear();
  Tlc.set(channel, R);
  Tlc.set(channel, G);
  Tlc.set(channel, B);

  Tlc.update();
  delay(75);

}

On allume le tout…
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Ceci est un petit modèle de démo, mais le principe fonctionne avec de grandes dimensions, plusieurs rangées de leds, des leds UV et un plexi gravé, plusieurs couches de miroirs sans teint, etc, etc… La seule limite est votre imagination.

Si les sujets de la lumière, des miroirs et des réflexions vous intéresse, je ne peux que vous conseiller ces 3 excellentes lectures sur le net (en anglais) :

About Captain Stouf

Spécialiste en systèmes informatiques, Développeur matériel et logiciel, Inventeur, Maker : électronique, Systems on Chip, micro-controlleurs, Internet of Things, Modélisation / Scan / Impression 3D, Imagerie...

16 thoughts on “Projet HWL : un miroir infini !

    1. Captain Stouf
      13/10/2013 at 13 h 56 min

      Je suis navré de te contredire, mais par curiosité, détaillons :

      Le miroir :
      – miroir 15cm : 1.25€ (5€ les 4)
      – film miroir : 0.60€ (on n’utilise que 15% du mètre carré)
      – leds : 1.60€ (4.04€ les 50)
      – plexi : 1.20€ (même chose que pour le film miroir)
      – connecteurs : 0.10€ (1.31€ les 400)

      La carte contrôleur :
      – 2 TLC5940 : 1.78€ (4.47€ les 5)
      – connecteurs : 0.10€ (1.31€ les 400)
      – résistances : 0.30€ (~0.01€ l’unité)
      – PCB perfboard : 0.40€ (3.95€ les 10)

      L’arduino home-made :
      – 1 ATmega328 : 1.48€ (7.38€ les 5)
      – 1 résonateur (condensateurs intégrés) : 0.22€ (1.10€ les 5)
      – connecteurs : 0.10€ (1.31€ les 400)
      – PCB perfboard : 0.40€ (3.95€ les 10)

      Du fil, une boite à bonbons : 0€ (frais de dentiste non compris)
      La bombe de peinture noire devrait toujours être dans votre valise de bricolage, je ne la compte pas 🙂

      Total : 9.53€ !!!

      Évidemment, ce prix est possible car je n’achète jamais mes composants pour un seul projet, mais par lot de plusieurs (un composant est vite cramé en cas d’erreur, et j’aime me faire du stock de composants petit à petit). Il faut également se faire la carte ATmega à la main, mais c’est le but : un arduino, c’est juste une plateforme de développement, en vue ensuite de faire le montage correspondant en fixe, pour une fraction du prix de l’arduino.
      Et avec ce qui me reste en stock, j’ai encore de quoi fabriquer plusieurs miroirs…

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