DIY 万花筒无限镜 — 打造震撼的 LED 灯光艺术装置

零部件与材料

Arduino 101	×1
1米 可寻址非防水 LED 灯带 (60灯/米)	×1	SparkFun 版本接线便利，也可用 Adafruit NeoPixel 等同类产品
单芯导线或跳线针脚	×1	用于将绞合线转为 Arduino 兼容引脚
热缩管	×1	可选，追求精致可用
DC 母座接线端子	×1
DC 公座接线端子	×1
3节 AA 电池盒（带开关）	×1
Pololu 升压稳压器	×1	这款 $4 稳压器让整个项目仅用一组 3节 AA 电池供电。也可跳过该模块，用 9V 电池供电 Arduino 101，但仍需 3节 AA 电池盒给灯带供电。详见 Adafruit NeoPixel 供电指南
AA 电池	×1
12英寸方形“影子盒”相框	×1	深度和尺寸完美适配
12英寸方形镜子	×1	安装在相框背部
11英寸相框画架	×1	用于展示成品
镜面隐私贴膜	×1	可选，大幅增强效果但非必需
KT板 (FoamCore)	×1	标准 3/16" 或 1/4"。白色或黑色均可。需制作一块 12"x12" 底板，加一条 1米长、0.5" 宽的条带

所需工具

• 电烙铁
• 美工刀（需换新刀片）
• 热熔胶枪
• 剥线钳

软件与在线服务

• Arduino IDE
  • 需安装 Adafruit NeoPixel 库：安装指南
  • 初次使用 Arduino 101 需安装 Curie 核心以访问姿态传感器：官方指南

项目详解

万花筒与无限镜的完美融合！随镜子旋转角度变化，灯光随之响应。项目采用现成镜子和相框，搭配少量电子元件。Arduino 101 内置姿态传感器，可检测倾斜角度并控制灯光变化。

注意： 本项目电子部分与“节日影子剧院”相同，核心仅为 Arduino 101、LED 灯带、电池盒。使用 $4 升压稳压器让同一电池盒同时给两者供电；也可用 9V 电池单独给 Arduino 供电，省去稳压器。

第一部分：制作镜面组件

步骤 1： 用锋利美工刀裁剪 12"x12" KT板，铅笔标记中心。可用相框背板作参考。

步骤 2： 用圆规或绳笔法，在 12x12 板中心画半径 5.25" 的圆。从边缘量 0.75" 作起始参考点。

步骤 3： 换新刀片，沿线裁剪圆孔。此切口将直接呈现在成品中，务必切割整洁。

步骤 4： 孔切好后，挑选最平整一面朝下置于干净工作面。

步骤 5： 再裁一条 0.5" 宽、约 36" 长的 KT 板条，可拼接短段再用胶带固定。用尺子保证宽度均匀。

步骤 6： 条带平铺，每 2" 在表层纸上划一道竖向刻痕，贯穿全长。

步骤 7： 翻面，用热熔胶将 LED 灯带沿条带长度粘贴固定。

步骤 8： 利用背面刻痕作为折弯点，将条带弯成圆环。

步骤 9： 将 LED 环置于底板圆孔上方。灯带过长，调整环直径略大于圆孔，剪去多余约 6 颗 LED（可留作他用）。

步骤 10： 将 LED 环置于底板正面（粗糙面），环背边距离底板边缘至少 0.25"（否则相框黑色间隔柱无法安装），热熔胶固定在圆孔边缘。

步骤 11： 若使用半透镜膜，取出相框玻璃按说明书贴膜。此步最繁琐。先清洁玻璃，用水或肥皂水便于排除气泡。贴膜能显著增强幻觉效果并隐藏 LED，但非强制（后期可补贴）。贴好后玻璃膜面朝上/朝内放回相框。

步骤 12： 相框朝下，玻璃洁净。底板好面朝下、灯环朝上置于玻璃上。加入两个相框自带间隔柱，再放入 12x12" 镜子反面朝下。LED 引线从相框背部穿出。若镜子过紧夹住导线，需用美工刀在相框边缘小心开槽。

若有空隙可加背板纸板，或直接用相框卡扣固定镜子。镜面组件完成，接下来是电子部分。

第二部分：电子系统搭建

步骤 1： 取出之前剪下的 6 颗 LED 尾部线束，距灯珠约 1cm 剪断，剥线。

步骤 2： 拆解升压模块附带的弯针排针，焊接两根到绿、黄线末端，方便插入 Arduino 101 引脚。

步骤 3： 红线焊接升压模块 VIN，GND 和 VOUT 焊两根直针排针。

步骤 4： 连接 DC 接线端子。先剥电池盒导线，接入公头端子并拧紧：红接 +，黑接 -。

母头端子接入镜面背部引出的灯带导线：黄接 -，红接 +。

步骤 5： 排线连接 Arduino 101：绿线接 Pin 6，黄线接 13 号引脚旁 GND。升压模块两根排针：GND 接 GND，VOUT 接 Arduino 101 Vin 引脚。切勿接反！接反会冒烟损坏，我曾吃过亏。

步骤 6： 连接 Arduino 与灯带的排线，再将电池盒公头插入灯带母头，接线完毕！

步骤 7： 将 Arduino 101 固定在镜子背面，方向平行于镜子任意一边。用魔术贴、双面胶或热熔胶固定。电池盒就近固定，松散导线用胶带或胶水整理。通过电脑、USB 线和 Arduino IDE 上传示例代码，或用 Arduino Web Editor 在线编辑上传。

立即体验！

示例代码根据 Intel Curie 模块加速度计读取的角度改变 LED 颜色。特定角度全灭，特定角度以最后颜色跑马灯效果。请深入代码创造更炫酷的灯效！Adafruit NeoPixel 完全指南 是绝佳入门资料。

重要提醒！ 若永久安装请用插电电源替代电池盒，但输出电压必须 3.5V-5V！更高电压（如 9V 方块电池）可能烧毁灯带。

源代码

Arduino 101 无限镜草图

/* Copyright (c) 2016 Intel Corporation. All rights reserved. See license notice at end of file.
Arduino 101 "Infinity Mirror." Arduino 101 旋转角度控制 Neopixel 灯带颜色。
使用 Adafruit Neopixel 库。库安装：https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberguide/arduino-library-installation
桌面版 Arduino IDE 需最新 Intel Curie 核心：https://www.arduino.cc/en/Guide/Arduino101 */

#include "CurieIMU.h"
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#define PIN 6  // NeoPixel 数据引脚
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(54, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // 灯珠数可按实际修改

int tr = 0, tg = 0, tb = 0; // 目标颜色
int r = 0, g = 0, b = 0;    // 当前颜色
int rawX = 0, rawY = 0;     // 加速度计原始值
float angle = 0.0;

void setup() {
  CurieIMU.begin();
  CurieIMU.setAccelerometerRange(2); // 量程 2g
  strip.begin();
  strip.show(); // 全灭初始化
}

void loop() {
  rawX = CurieIMU.readAccelerometer(X_AXIS);
  rawY = CurieIMU.readAccelerometer(Y_AXIS);
  int rawZ = CurieIMU.readAccelerometer(Z_AXIS);
  angle = atan2(rawX, rawY); // 将 X/Y 轴加速度转为弧度角 (-3.14 到 3.14)

  if (abs(angle) > 2.5) { // 引脚朝下：全灭
    tr = tg = tb = 0; runlights();
  }
  else if (angle > 1.5 && angle < 2.5) { // 白光
    tr = tg = tb = 100; runlights();
  }
  else if (angle < 1.5 && angle > 0.5) { // 红光
    tr = 100; tg = tb = 0; runlights();
  }
  else if (angle < 0.5 && angle > -0.5) { // 绿光
    tg = 100; tr = tb = 0; runlights();
  }
  else if (angle < -1.5 && angle > -2.5) { // 蓝光
    tb = 100; tr = tg = 0; runlights();
  }
  else if (angle < -0.5 && angle > -1.5) { // 戏剧追逐效果
    theaterChase();
  }
  else { // 意外角度：全灭
    tr = tg = tb = 0; runlights();
  }
}

void runlights() {
  // 颜色平滑过渡
  if (tr > r + 1) r++; if (tg > g + 1) g++; if (tb > b + 1) b++;
  if (tr < r) r--; if (tg < g) g--; if (tb < b) b--;
  for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) strip.setPixelColor(i, r, g, b);
  strip.show();
  delay(10);
}

// 彩虹循环（阻塞式，期间不响应新角度）
void rainbowCycle(uint8_t wait) {
  for (uint16_t j = 0; j < 256 * 5; j++) {
    for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++) {
      strip.setPixelColor(i, Wheel(((i * 256 / strip.numPixels()) + j) & 255));
    }
    strip.show();
    delay(wait);
  }
}

// 戏剧追逐效果
void theaterChase() {
  for (int j = 0; j < 3; j++) {
    for (int q = 0; q < 3; q++) {
      for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i += 3) strip.setPixelColor(i + q, r, g, b);
      strip.show(); delay(50);
      for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i += 3) strip.setPixelColor(i + q, 0);
    }
  }
}

// 色轮函数
uint32_t Wheel(byte WheelPos) {
  WheelPos = 255 - WheelPos;
  if (WheelPos < 85) return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
  if (WheelPos < 170) { WheelPos -= 85; return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3); }
  WheelPos -= 170; return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
}

/* GNU LGPL 许可声明... */