Как сделать одностороннее зеркало?

Односторонняя зеркальность

Односторонее стекло, односторонее зеркало, полупрозрачное стекло, шпионское стекло (SpyGlass), зеркало Гезела. Во многих фильмах (особенно детективных) можно увидеть «односторонние» зеркала. Находящиеся в комнате не могут видеть, кто за ними наблюдает, они видят лишь свое отражение. В то же время снаружи посетители легко могут рассмотреть подозреваемых. Можно ли создать такое стекло?

Свойства стекла

Такие полузеркальные действительно существуют и применяются для скрытного наблюдения за людьми (в целях контроля за поведением или шпионажа), либо для защиты помещения от посторонних взглядов.

Такое стекло должно быть прозрачным — чтобы пропускать свет (так, чтобы зрители могли видеть изображение). В то же время оно должно обладать зеркальными свойствами.

Часть света, падающего на стекло отражается передней и задней поверхностями стекла, часть — проходит через стекло и часть поглощается, нагревая стекло и затем излучаясь в инфракрасном спектре. Количество света, проходящего через стекло определяется коэффициентом пропускания света (T — доля пропускаемого света), Количество отражаемого света определяется коэффициентом отражения (R — доля отражаемого света). Причем R + T ≤ 1 (т.е. падающий на среду свет либо проходит через стекло, либо отражается, либо поглощается внутри среды и нагревает ее).

Согласно оптическим законам Френеля, коэффициенты отражения зависят только от оптических свойств среды (коэффициента преломления n) и от угла падения луча. Так как с обеих сторон стекла находится воздух при условиях, подходящих для жизни человека (а его оптические свойства зависят только от влажности, температуры и давления и меняются очень слабо), то стекло будет обладать одинаковыми свойствами (коэффициентами преломления n, отражения R, пропускания T, поглощения K) как для световых лучей попадающих из «скрытого» пространства так и в него.

Тогда за счет чего можно достичь эффекта односторонней видимости?

Решение и физические процессы

Принцип действия зеркального стекла в том, что затемненный интерьер не виден на фоне яркого отражения.

Полупрозрачных зеркал, которые пропускали бы свет в одну сторону и не пропускали во вторую, не существует (это был бы «демон Максвелла»). Зеркало Гезела в физическом смысле (как конструкция односторонней видимости, которая не зависит ни от освещенности, ни от других условий работы) — противоречит физическим законам. Используется это понятие в основном в психологии для обсуждения морально-этических вопросов.

Математическое решение

Пусть освещенность внутри «скрытого» помещения — i, а снаружи I.

Тогда внутрь помещения будет попадать I x T светового потока извне и i x R отраженного изображения.

Световой поток наружу также состоит из двух: i x T (изображение помещения) и I x R (собственное уличное отражение).

Необходимые нам требования превращаются в простые математические уравления:

Прозрачность для зрителя внутри помещения означает, что поток снаружи должен быть значительным и превосходить освещенность внутри (хорошая видимость будет при превышении в 5 раз):

Чем больше коэффициент пропускания T — тем лучше мы будет видеть улицу из помещения.

В то же время для того, чтобы с улицы не видно было интерьер помещения коэффициент отражения R должен быть в разы больше, чем коэффициент пропускания (нужно не забывать, что они связаны друг с другом: R + T ≤ 1 ).

Отношение I / i в формулах показывает, во сколько раз освещенность снаружи больше, чем освещенность внутри. Чем ярче снаружи и чем темнее внутри, тем лучше выполняются наши требования.

Характерная освещенность для различных условий:

Умное настенное зеркало из старого лэптопа с распознаванием голоса своими руками

Умное зеркало или иначе smart mirror — это просто дисплей, спрятанный за односторонним зеркалом. Одностороннее зеркало отражает почти весь свет, который падает на его поверхность, но позволяет изображению с мониторов, находящихся за ним, проходить сквозь его поверхность.

За зеркалом также спрятан Echo Dot от Амазона, позволяющий использовать весь широкий спектр голосовых команд Алексы, просто произнося её имя.

В отличие от большинства умных зеркал, основанных на операционке Magic Mirror, спроектированной для Raspberry Pi, это зеркало работает на Windows. Это зеркало хорошо работает, просто оно было спроектировано не для интерактивного использования, а в основном для отображения статической информации. Более того, железо Raspberry Pi с натугой делает что-либо, выходящее за пределы статичных виджетов. Я хотел спокойно подходить к зеркалу и давать ему команды при помощи голоса, сёрфить в интернете и, возможно, смотреть Youtube/Netflix.

Еще одним отличием было то, что я не хотел видеть рамку вокруг зеркала и хотел сохранить ощущение «парящего» стекла, вместо того, чтобы сооружать рамку вокруг моего умного зеркала. Чтобы осуществить это, я просверлил 4 отверстия и прикрепил рамку четырьмя шурупами к стеклу.

Так что после конструирования этого очень смарт зеркала с Raspberry Pi в качестве мозгов, я решил обновить его до чего-то более мощного, но также и дешевого, особенно учитывая насколько дёшев Raspberry Pi. Лучшим способом осуществить мою задумку, было использовать ненужный лэптоп, который просто валялся у меня дома. Если у вас нет старых лэптопов, можете достать один по дешевке на сайтах типа Ибэй просто за смешные деньги.

• Стекло с пленкой-односторонним зеркалом, приклеенной от руки (можно также купить уже готовое зеркало)
• Доски, винты, гайки и болты для соединения железа с рамкой
• Дешевый дисплей, подходящий размеру вашего стекла. Я купил свой с рук.
• Старый рабочий лэптоп
• Echo Dot от Амазона

• Windows
• Rainmeter
• Виджеты для Rainmeter, которые можно найти на страничке программы

Шаг 1: Подготавливаем электронику

Перед тем, как вы начнёте разбирать железо, подумайте о том, что эти шаги скорее всего сделают недействительной вашу гарантию на лэптоп и монитор. Обязательно подумайте о том, что вы можете просто напрямую прикрепить свою электронику позади монитора. Тем не менее, разборка монитора и лэптопа позволят вам упростить сборку зеркала и сделать его значительно тоньше.

Также убедитесь, что всё железо хорошо работает, перед тем как разбирать его и устанавливать на зеркало. Также вы можете перейти к шагу с Софтом, чтобы убедиться, что всё хорошо работает на вашей машине.

Перед тем, как начнёте, убедитесь, что сняли электростатику с вашего тела или используйте приборы для электростатической безопасности.

Начните с того, что открутите все винты на вашем лэптопе. Если возникнет необходимость, поищите в сети инструкции по починке, чтобы посмотреть, как лэптоп разбирается. Как только доберётесь внутрь, обязательно документируйте каждый шаг, который делаете — на фото или с помощью ручки. Снимите материнскую плату с лэптопа и удостоверьтесь, что вайфай, оперативка, кулер и жесткий диск находятся на ней. Вы можете отключить кабели экрана лэптопа, батареи, тачпада и клавиатуры. Соедините «голую» материнку с внешним дисплеем и убедитесь, что она нормально грузится перед тем, как продолжить. Если материнка не загружается, попробуйте заново проделать шаги и узнать, какая часть не давала материнке загружаться.

Как только материнка лэптопа готова, разберите монитор. Снимайте все гнёзда и панели, пока у вас не останется голая LCD-панель и платы питания, которые подсоединены к ней. Опять же, убедитесь, что все работает в таком виде.

Наконец, спаяйте кабель, который подключается к розетке с одной стороны, и к питанию дисплея и лэптопа с другой стороны. Это просто Y-образный кабель, который распараллеливает мощность дисплея лэптопа.

Шаг 2: Создание рамки и одностороннего зеркала

Мне не хотелось создавать традиционную и простую рамку, которая шла бы вокруг зеркала. Мне хотелось придать зеркалу парящий вид, так что я спрятал рамку за зеркалом. Чтобы закрепить рамку за зеркалом, я просверлил в нём 4 отверстия соответственно наброскам, которые я прикрепил выше.

Я использовал комбинацию древесины и винтов, чтобы соорудить прямоугольную форму, в которой будет сидеть монитор. Я использовал чёрную изоленту, чтобы покрыть участки стекла, которые не покрывает монитор, таким образом свет не просачивался за монитор.

Убедитесь, что ваша рамка достаточно прочная, чтобы удержать LCD и всю электронику.

Из-за того, что у каждого будет своя рамка, в зависимости от того какое железо будет под рукой, я рекомендую делать всё по мере необходимости и на глаз. Я прикрепил фотографии моей рамки для примера.

Шаг 3: Устанавливаем всё железо

Установите всю электронику в рамку. Одним из способов сохранить зеркало тонким — поместить питание лэптопа в область, где LCD-панель не покрывает зеркальную поверхность.

Придумайте, как прикрепить вашу рамку к стене. Чтобы прикрепить мою рамку к стене, я просверлил к ней два блока и использовал систему натяжения кабелей. Убедитесь, что всё железо работает и что у вас есть возможность подтянуть кабель к тому месту, где будет установлено зеркало.

Для распознавания речи я также спрятал за стеклом Echo Dot от Амазона.

Шаг 4: Конфигурация софта

Сердце этой сборки — Windows 10, в которой запущен «Rainmeter» — доступное и популярное приложение.

Как только установите зеркало на стену, зайдите в свойства экрана в Windows и выберите подходящее вам разрешение экрана. Пока вы не закрыли это окно, поменяйте картинку экрана на чёрную, потому что чёрные части зеркала отражают больше света. Также удостоверьтесь, что в параметрах электропитания установлено, чтобы железо никогда не уходило в спящий режим. И последнее, уберите панель задач, кликнув по ней правой кнопкой, выбрав Свойства и затем выбрав Автоматическое скрытие.

Настройте Echo Dot по гиду настройки.

Список программ. Используйте любой виджет, какой вам понравится в дополнение к этому списку:

Шаг 5: Навигация по интерфейсу

Есть несколько способов взаимодействия с интерфейсом.

• Используйте голос, чтобы включать Алексу от Амазона для ответов на ваши запросы
• Используйте беспроводную клавиатуру или Team Viewer, чтобы один раз настроить ваше умное зеркало и оставить всё как есть
• Используйте дисплей, чувствительный к нажатиям (лучшее, но дорогое решение)
• Используйте навигацию движениями (leap motion). Я пробовал её, но она недостаточно точная и очень устаёшь держать руки всё время в воздухе. Некоторые хорошие приложения для этого вида навигации: Mudra mouse и Gameware
• Удлините тачпад лэптопа. Это то, что сделал я. Я удлинил кабель, отрезав и спаяв его с дополнительным.

Шаг 6: Будущие улучшения

Как видно на некоторых картинках, на данный момент, чтобы управлять зеркалом, я использую тачпад. Я пробовал другие подходы, например контроль жестами или прикосновениями, но контроль жестами неэффективен, а конструирование тачскрина на основе ИК излучения слишком сложно и зеркало будет смотреться ужасно. В будущем я хочу использовать LCD панель со встроенным тачем, так что мне придется сделать минимум дополнительной работы, чтобы внедрить его.

Во-вторых, я думаю, что для зеркала, которое работает в режиме 24/7, будет логичней использовать вместо старого лэптопа что-то более энергоэффективное, например Intel NUC или Compute Stick.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Полупрозрачное зеркало, — где достать, или как сделать самому?

Нужно полупрозрачное зеркало, знаю, что такие существуют, неапример, для Телесуфлеров — это такое устройство с полупрозрачным зеркалом размером примерно 30*30см, где-то 50/50 процентов пропускания/отражения, чтобы диктор мог читать то, что написано на экране, для зрителя же надпись не видна, а виден только диктор. Нужно вот примерно такое же зеркало. Поездил по мастерским, — там только режут готовое зеркало, сами его не изготавливают. Звонил в крупные конторы, — почти тоже самое. Про полупрозрачное вообще никто ничего не знает.
Мне нужно такое для стереовидеопроекции, но в соотв. форумах молчание, в основном. Решил обратиться к вам
Попробовал самостоятельно сделать из зеркальной пленки для авто, но она гофрируется, мнется, а нужно, чтобы было качественное отражение. Может, я неправильно как-то клею, все делал по инструкции. Не знаю, надо ли мыльную воду добавлять, я просто смачивал стекло.
Лучше бы готовое найти, конечно.

daniko написал :
Не знаю, надо ли мыльную воду добавлять, я просто смачивал стекло.

Мыльную. Капля шампуня на литр — и из пульвирезатора на стекло (много не надо). Потом пластмассовым мягким шпателем воду по краям разогнать.
Вы бы лучше по автофорумам, где про тонировку говорят, поискали. Здесь не совсем та тема.

Спасибо за совет с шампунем, попробовал только что, действительно лучше получается немного, но еще приноровился, там надо не зевать просто и опыт нужен, чтобы пленку правильно клеить.
Но причем тут автофорумы, там стекло гнутое, мне нужно прямое, обычное, где-то 50*40 см, если будет больше, можно в обрезать в стекольной мастерской. А что могут знать автолюбители про полупрозрачное стекло?
Если таковое в природе не существует, то, может попробовать рефлекторное стекло, как оно отражает? И где ж его взять, в окнофирмах не дают и не продают отдельно, спрашивал в одной, говорят «Вызывайте мастера на дом, он вам все сделает». И ценник соответствующий.

daniko написал :
Но причем тут автофорумы

daniko написал :
чтобы пленку правильно клеить.

Это не важно (Вам проще):

daniko написал :
там стекло гнутое, мне нужно прямое,

daniko написал :
но еще приноровился, там надо не зевать просто и опыт нужен, чтобы пленку правильно клеить.

daniko написал :
«Вызывайте мастера на дом, он вам все сделает». И ценник соответствующий.

От себя: «Полупрозрачное стекло» позволяет видеть из темного помещения то, что происходит в освещенном помещении. Включите в тонированной машине темной ночью свет — Вас снаружи будут видеть хорошо, Вы — ничего не увидете. Это так, к слову. Бытует мнение, что направление «видно-невидно» можно изменить, развернув стекло

daniko написал :
Лучше бы готовое найти, конечно

Просто вы искали не там.
Дело в том, что вам нужно не зеркало, а стекло обыкновенное с зеркальной тонирующей пленкой. Эти пленки бывают разной плотности, в том числе и 50%. Только не наносите пленку сами, а отдайте профессиональным пленочникам — в Солартек или Неватон

Вот тут топикстартера попросите поделится опытом — » >

что то все в тонирующую плёнку упёрлись.. ищите мастерскую, где обрабатывают стекло в вакууме — плазменное напыление. знаю такую в Харькове. плотность напылённого покрытия задаётся. для зеркала напыляется алюминий.

GVK написал :
От себя: «Полупрозрачное стекло» позволяет видеть из темного помещения то, что происходит в освещенном помещении. Включите в тонированной машине темной ночью свет — Вас снаружи будут видеть хорошо, Вы — ничего не увидете. Это так, к слову. Бытует мнение, что направление «видно-невидно» можно изменить, развернув стекло

Спасибо, это-то понятно У меня так и получается, наклеил зеркальную тонировку на стекло, кстати, только с 3-й попытки более-менее ровно, но не совсем идеально. «Зеркально-прозрачный» эффект (стекло держу в руках и смотрю с разных сторон) абсолютно одинаковый с 2-х сторон, вы правы и я это знал. Это не было моим вопросом.

стеклянный написал :
Дело в том, что вам нужно не зеркало, а стекло обыкновенное с зеркальной тонирующей пленкой. Эти пленки бывают разной плотности, в том числе и 50%. Только не наносите пленку сами, а отдайте профессиональным пленочникам — в Солартек или Неватон

То есть, можно позвонить в эти фирмы и заказать у них зеркальное стекло 50*50см с

50% отражением-пропусканием? Как вы думаете, сколько они заломят за такое, если вообще возьмутся?

VKim написал :
Вот тут топикстартера попросите поделится опытом

Спасибо, классно сделано! Однако автор не единственный на свете умелец по тонированию стекол

bobkren написал :
ищите мастерскую, где обрабатывают стекло в вакууме — плазменное напыление. знаю такую в Харькове. плотность напылённого покрытия задаётся. для зеркала напыляется алюминий.

Вот это то, что нужно, спасибо! У пленки есть свои плюсы, — ударопрочность и равномерность отражающе-пропускающих характеристик по всей площади. Но в моем случае есть большой минус — полузеркало нужно для отражения-пропускания поляризованного света, а пленка обладает деполяризующими свойствами. Этот недостаток почему-то не работает, к счастью, когда стекло расположено по отношению к отражающемуся свету (картинка от ЖК-панели) зеркальной пленкой кнутри от стекла, то есть, как бы за самим стеклом. Но в этом случае появляется двойной контур, то есть изображение отражается и от пленки, и немного от самого стекла. В идеале мне нужно расположить стекло отражающим слоем (пленкой) кнаружи, чтобы не было эффекта двоения, изображение будет отражаться только от самой зеркальной пленки, но тогда всплывают деполяризующие свойства самой пленки. Вот такая палка о двух концах:-(

Поэтому, если можно, еще пара вопросов по поводу вакуумной обработки:
Равномерно ли будет нанесен по всей поверхностистекла отражающий слой?
Возьмутся ли вообще а мой такой маленький заказ в такой, наверное, недешевой, мастерской?
И, самое главное, — будет ли стекло, если смотреть на него со стороны напыленного слоя, таким же «зеркальным», то есть отражать так же качественно, как и с «внутренней» стороны, то есть качество отражения будет одинаковое с обеих сторон?

Как сделать «умное» зеркало» своими руками

Однажды купил для себя Raspberry Pi – цель покупки заключалась в сооружении на гаджете чего-нибудь эдакого в тех случаях, когда на работе заскучаешь и душа попросит что-то новое и интересное. Так появилась история сборки ретроконсоли и модуля управления цветомузыкой RGB. Однако осталось желание сделать что то еще, что то более практичное и часто используемое. Так пиршла идея сборки умного зеркала на Raspberry Pi.

Полистав Интернет, нашел кучу примеров, изучил их. Благо, можно выбирать, есть варианты под любой вкус и на любой бюджет. Было желание быстрой, простой, недорогой сборки похожего девайса, при этом чтобы качество не было утеряно. Дальше – описание, что для этого было нужно, и итог работы.
Устройство умного зеркала содержит три части: компьютер, монитор и само зеркало.

Самой большой проблемой стал, собственно, поиск двустороннего зеркала. На одной поверхности оно должно пропускать лучи света, а на другой – не пропускать, а отражать. В этом то и заключается особенность – так мы можем рассматривать происходящее на дисплее монитора, и вместе с тем обеспечивается зеркальное отражение.

Было решено отказаться от заказа настоящего зеркала, так как это было бы крайне не выгодным вариантом – цена его подобна цене чугунного моста. Альтернатива найдена – в качестве обычной солнцезащитной пленки для фасадов, светопропускаемость которой составляет 8–10%. Можно легко загуглить.

Проверка светопропускаемости проводилась так: с обратной стороны был приставлен телефон и в тот момент когда он переставал быть видимым за светоотражающим покрытием, далее уже смотреть не нужно, а следует брать предыдущий. Нюанс – предстоит самостоятельная поклейка на обычное стекло. В случае если что-то испортится – можно взять другой фрагмент пленки, которая продается в рулонах. Просто оторвать негодный и отрезать новую нужную часть. Результат – довольно достойный.

Для рамки была выбрана самая примитивная конструкция, поскольку опыта работы с древесиной у меня не было.

Исходные материалы с указанной стоимостью:
1. Raspberry Pi 3B со встроенным wifi модулем – 3000 рублей.
2. 19-дюймовый монитор LG, VGA кабель – 1500 рублей, взято на “Авито”.
3. Рабочие инструменты и материалы в виде: брусков дерева, пилы, клея, наждачной бумаги, морилки, валика из ткани, резинового “шпателя”, чтобы разглаживать пленку – 800 рублей.
4. Простое стекло нужных размеров – 300 рублей с “Авито”.
5. Солнцезащитная пленка 1,5х1 м – 500 рублей.
6. Переходник VGA-HDMI (VGA вход – на мониторе, а на устройстве – HDMI) – 300 рублей с “Авито”.