Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 117

За счет чего происходит имитация огня в камине?

imitaciya-ognya-v-kamine-kak-sdelat-svoimi-rukami-22.jpgСодержание

Устройство камина – одно из интересных решений интерьера, придающие внутреннему убранству жилища внутреннее тепло, уют и домашнюю притягательность. Но далеко не всегда есть возможность вписать в оформление настоящий камин. Как правило, это связано с невозможностью устроить дымоход, отсутствием места для хранения дров и другими причинами, связанными с использованием в помещении открытого огня.

Нет ничего сложного для создания имитации камина без обогрева в квартире своими руками. Для этого потребуются листы гипсокартона, материалы для наружной отделки, фантазия для проекта и хорошее настроение для работы. Фальш-камин готов и все что осталось, это наполнить его языками искусственного пламени, сесть в кресло и наслаждаться игрой света и тени.

imitaciya-ognya-v-kamine-kak-sdelat-svoimi-rukami.jpg

Основная задача иллюзии живого огня в очаге – сформировать эффектное, максимально реалистичное ощущение горящего пламени. Визуализация – это основной элемент поставленной задачи, но далеко не единственный. Для полноты восприятия картины необходима не только зрительная составляющая, но и соответствующие треск и запах горящих панелей, а также физическое ощущение теплового потока. Для этого существуют современные методики создания «холодного огня» в фальш-камине.

Немного истории

Первые эксперименты создания безопасного огня и превращение бытовых обогревателей в элементы декора жилых помещений предпринимались давно. К истокам этого направления можно отнести электрокамин с нагревательным теном и декоративной панелью. Она выполнялась в виде тлеющих углей с внутренней подсветкой обычной лампой накаливания. Подобные имитаторы можно было встретить в середине прошлого века.

Несколько позже подсветке придали динамичность. Электроприборы оснастили полосками фольги, которые поднимались в потоках теплого воздуха и отражали причудливые блики на корпусе прибора, создавая эффект мерцающего пламени.

Первой удачной иллюзией живого огня стала нарезка легкой ткани, колышущаяся в искусственных воздушных струях, нагнетаемых встроенным вентилятором. Этот принцип имитации языков открытого пламени лег в основу дальнейшего развития дизайнерского направления и до сих пор имеет право на жизнь.

Холодный огонь, получаемый таким способом «в чистом виде», имеет достаточный уровень зрелищности, световые блики причудливо и неповторимо меняют свое положение в пространстве. Но реалистичность такой имитации невысока, так как картинка выглядит рисованной. Для придания объема и «зрительной живучести» применяется встроенная система зеркал и светофильтров, а также электронное управление элементами подсветки.

imitaciya-ognya-v-kamine-kak-sdelat-svoimi-rukami-32.jpg

Помимо электронно-механических способов создания эффекта живого огня, в наше время широко применяются цифровые и LCD технологии, генераторы холодного пара, 3D голограммы со стереоэффектом и другие достижения современного развития науки и технологии.

Существует несколько способов зажечь безопасный огонь в квартирном камине. Рассмотрим их все более подробно.

Способ первый. Простейший

Если нет желания или возможности заниматься изготовлением сложной электронно-механической конструкции, то можно использовать простейшее решение поставленной задачи: вклеить в очаг камина фотографическое изображение горящих дров. Для придания некоторого подобия реалистичности необходимо установить точечные светильники со светофильтрами различных цветов.

Самым низкозатратным, но не менее эффектным, будет использование старой елочной гирлянды. Для этого мини-плафоны изнутри отделываются светоотражающей фольгой. Встроенный в гирлянду контроллер позволит имитировать динамику светопередачи, как от живых языков пламени. Чтобы придать картине визуальный стереообъем, можно подобрать голографическое 3D изображение открытого огня подходящего размера.

Способ второй. Театральный

Как видно из названия, этот способ заимствован из театрального реквизита. Когда по сюжету пьесы на сцене необходимо развести безопасный огонь, декораторы применяют именно такой его.

Чтобы развести в камине театральный огонь, необходимо запастись следующими элементами:

  • бесшумным вентилятором средней мощности;
  • галогеновыми лампами;
  • цветными светофильтрами соответствующих оттенков;
  • белый шелк.

Корпус вентилятора демонтируется. Его рабочая часть жестко крепится в нижней части вашего камина таким образом, чтобы нагнетаемый воздух поступал перпендикулярно основанию. Электропроводка укладывается в кабель каналы и выводится за пределы камина.

Ниже рабочей плоскости вентилятора крепятся три галогеновые лампы: одна по центральной оси вентилятора, две – под углом 30 градусов в каждую сторону. Направление света на будущий очаг должно быть снизу вверх.

В качестве кронштейнов под светильники можно использовать остатки гнутого металлического профиля для ГКЛ. На расстоянии 1-2 см перед каждой лампой крепятся светофильтры. На центральный светильник дополнительно рекомендуется поставить светофильтр синего цвета, это придаст пламени более экзотические блики.

Следующий этап – имитация языков пламени. Из белого шелка режутся будущие языки пламени неправильной формы и крепятся на решетку вентилятора в «художественном беспорядке».

Имитатор открытого огня готов к работе. Осталось отрегулировать мощность вентилятора, угол наклона светофильтров и засыпать искусственные части очага покупным березовым углем.

Способ третий. Водяной пар

Этот метод имитации открытого огня на порядок сложнее предыдущего. Здесь потребуется весьма специфическое оборудование и минимальные навыки работы с электроникой.

Для этого технического решения необходимо следующее:

  • вентилятор от системного блока персонального компьютера;
  • ультразвуковой генератор тумана;
  • LED-светильники;
  • DMX-декодер и DMX-контроллер для управления световыми приборами;
  • материалы для монтажа элементов искусственного огня;
  • дистиллированная вода.

Все эти приборы можно приобрести в розничной продаже или демонтировать из старого концертного оборудования, создающего эффект пара.

На дно герметичной емкости для дистиллированной воды устанавливаются генераторы тумана. Каждый генератор в своей конструкции предполагает мембрану, которая за счет вибрации высокой частоты создает локальное пониженное давление. В условиях, низкого давления, вода испаряется при температуре, близкой к комнатной.

Вентилятор жестко монтируется в зоне активного испарения и гонит образовавшийся пар вверх. LED подсветка, управляемая декодером и контроллером создает весьма реалистичное визуальное ощущение игры света и тени языков живого пламени.

В нижней части каминного очага пар подсвечивается более сильно и возникает ощущение присутствия открытого пламени. В верхней – подсветка менее интенсивная и создается иллюзия дыма.

Для предотвращения образования избыточного конденсата в верхней части очага устанавливается диафрагма.

Способ четвертый. Применение соляного плафона

Соляная электрическая лампа – это специфический электросветильник. Плафон изготовлен из натурального кристалла – соли. Под таким плафоном установлена обычная лампа накаливания. Проходя через грани кристалла под разным углом, световой поток преломляется и внешне очень реалистично напоминает игру живых языков пламени.

Используя плафоны различного цвета, создается реалистичная имитация живого огня. А применяя светильники с разной конфигурацией и типоразмера, легко имитируется небольшой костер.

Подобный метод имеет свои преимущества и недостатки.

К преимуществам можно отнести простоту в изготовлении подобной иллюзии, ее реалистичность. Кроме этого, при нагреве от лампы накаливания соляной плафон насыщает окружающий воздух отрицательными ионами. Это приводит к нейтрализации положительных ионов, что оказывает положительное влияние на здоровье его владельцев.

К недостаткам такого метода можно отнести весьма значительную цену подобных приборов и нечастое появление их в свободной продаже.

Способ пятый. ТВ вместо живого огня

Использование плоского ЖК-телевизора в камине – один из самых простых в техническом плане вариантов решения задачи. Но, надо отметить, далеко не из низкозатратных.

Если выбор падает на такой метод «разжигания» искусственного пламени в камине, то сначала имеет смысл подобрать ЖК-телевизор, а уже потом, исходя из его размеров, монтировать корпус камина. Экран телевизора устанавливается на углублении 10-12 см в очаг камина. Его пластиковое обрамление скрывается декоративными элементами.

Через встроенный в телевизор USB-порт на экране проигрывается запись, найденная в интернете. В зависимости от настроения и окружающей обстановки можно выбирать одну из нескольких записей: игра языков пламени, тлеющие угли или яркий костер. Выбранная запись с многократным повтором и будет служить имитацией живого огня в очаге.

Если по внутренним плоскостям расположить систему зеркал и светофильтров, то картинка зрительно приобретет объем и будет смотреться очень натурально.

Декоративные дрова для каминов

Для придания законченного вида камину под холодный огонь необходимо «подложить» дрова и угли. На витринах специализированных магазинов присутствует огромный выбор декоративных дров из пластика или керамики. Такие муляжи точно повторяют фактуру сухого или частично подгоревшего дерева. Имитация, покупная или сделанная своими руками, превратит очаг в центр домашнего тепла и уюта.

С целью получения большего реализма под дровяную выкладку устанавливают подсветку с красными светофильтрами. В более дорогостоящих вариантах декоративных дров предусматривается внутренняя подсветка с неповторяющимся циклом мерцания.

Для придания целостности картины мелкие промежутки между декоративными дровами рекомендуется засыпать натуральным древесным углем.

Аромат горящего камина

Визуализация языков горящего пламени – это основная, наиболее трудоемкая и дорогостоящая часть устройства фальш-камина. Но ощущения соприкосновения с теплом и уютом будут неполными без специфического запаха горящих дров.

Добиться такого эффекта несложно. Можно подобрать подходящий вариант из восточных благовоний. Есть шанс получить более реалистичный запах от сгорания тоненьких лучинок, но в этом случае необходимо позаботиться о пожарной безопасности.

Если вы поставили перед собой цель получить для себя максимально реалистичный искусственный камин, то камеру сгорания лучше скрыть под наружной панелью камина в закрытой нише. Ее необходимо оснастить принудительной вентиляцией на основе компьютерного вентилятора с выходом запаха в очаг камина.

Потрескивание сухих поленьев

Характерный звук горящих панелей также является необходимым компонентом реалистичной имитации живого огня. Для достижения этого эффекта достаточно записать треск настоящего костра в память mp3-плеера, отрегулировать громкость звука до естественного уровня, установить режим автовоспроизведения записи и включить плейер в общую электрическую схему камина. В этом случае при «зажигании» холодного огня искусственные дрова одновременно начнут потрескивать.

Реальное тепло от холодного огня

В заключении статьи хотелось бы усомниться в реальности камина без обволакивающих потоков тепла, исходящего от него. Самым простым решением будет кондиционер, подвешенный над камином, но характерный звук его работы, скорее всего, испортит всю картину. Небольшие бесшумные воздухонагреватели, установленные в самой топке фальш-камина, позволят не только насладиться реализмом иллюзии, но и погреть озябшие руки над языками холодного пламени.

О том, как сделать своими руками декоративный камин, смотрите в видео ниже.

В каждой инструкции использовались разные комбинации типов светодиодов и микроконтроллеров для них. У всех них были различные недостатки, например, насколько большой может быть огненная лампа, для чего она предназначена и т.д. Мой результат вы увидите ниже. Как и любой свой проект, я не хочу называть его завершённым, так как смотря на него, я каждый раз обнаруживаю новые вещи, которые можно улучшить или доработать.

Шаг 1: Создаём электронику

Для проекта нужны:

  1. Светодиодная полоска WS2812b со светодиодами, расположенными очень близко друг к другу. Можно использовать другие светодиоды, например, если вы хотите создать более высокую напольную лампу имитирующую пламя, вместо настольной.
  2. Ардуино нано. Для меня этого модуля было вполне достаточно. Если вы хотите сделать более сложную штуку, то другие типы плат подойдут лучше
  3. Провода для соединения

Так как диоды и Ардуино нано используют 5V, я был привязан к этому вольтажу. Это означает, что для питания лампы можно использовать павербанк и создавать романтическую обстановку где угодно и когда угодно.

На моей светодиодной полосе было 120 диодов, я разделил её на полосы по 20 диодов на цилиндре, это можно увидеть на фото. Также я припаял штекеры папамама, чтобы иметь возможность заменять какие-то части лампы в будущем.

Для программирования светодиодов я использовал библиотеку NeoPixel. Также были использованы части кода, найденные в интернете, я сильно изменил, чтобы адаптировать и придать свечению более реалистичное ощущение.

Код можно найти здесь: ссылка.

Шаг 2: Световые эффекты

Итак, закончив с электроникой, мы видим, что свечение всё еще не выглядит как огонь. Для придания реалистичности нам надо рассеять свет от диодов, так, чтобы свечение каждого отдельного диода перестало быть различимым.

Немного поэкспериментировав с бумагой (которая слишком рассеивала свет) и пластиковой плёнкой, выкрашенной в белый (также не подходившей для моих нужд), я пришёл к выводу, что единственным нормальным решением будет использовать матовое стекло или акрил.

Так как я хотел часто использовать лампу с имитацией огня, я решил просто купить обычную лампу и использовать её как оболочку.

Я убрал из лампы всю электронику и заменил её на свою. Стекло лампы давало приятный рассеивающий эффект, так что пара ухищрений и доработка программного кода сделали меня полностью удовлетворённым получившимся результатом.

toozpickArduino / Домашние самоделкиПриветствую, Самоделкины!В этой статье мы рассмотрим некоторые весьма полезные для интерьера эффекты, которые можно создать с помощью светодиодной ленты. Также поговорим об алгоритмах, о том, как математические расчёты позволяют светодиодам создавать иллюзию тепла и уюта, а именно — пламени, настоящего цифрового пламени.1575901026_bandicam-2019-12-09-17-11-55-537.jpgВсе исходные коды, которые будут разобраны далее, можно скачать со страницы проекта автора (AlexGyver).Сперва давайте разберемся с электронной составляющей. Чтобы самостоятельно своими руками сделать такую красоту у себя дома необходимы следующие компоненты: — Драйвер для RGB ленты;- RGB лента;- Блок питания 12V для RGB ленты;- Arduinо Nano.

Любой из вас может скачать и загрузить прошивку и получить свой цифровой очаг. Управлять светодиодными лентами мы будем с микроконтроллера, в данном примере Ардуино Нано.1575900951_bandicam-2019-12-09-17-02-20-457.jpgНачнем, пожалуй, с самого простого, нулевого измерения – точки (или целой ленты точек).
Это самая обыкновенная RGB светодиодная лента, которая питается от напряжения 12В и имеет трехканальное управление на каждый цвет.
При помощи ШИМ сигнала (он у нас 8-битный), можно задать яркость каждого цвета, и получить таким образом 16 700 000 цветов и оттенков. Но нас интересует огонь, точнее его имитация. Для имитации пламени было решено работать в цветовом пространстве hsv (цвет, насыщенность, яркость). 1575901009_bandicam-2019-12-09-17-03-37-095.jpgЭти 3 параметра позволяют получить 255 основных оттенков, плюс у каждого оттенка сделать 255 градаций насыщенности, т.е. смеси с белым цветом. Ну и третий параметр – яркость, простым языком — смесь оттенка с чёрным цветом.1575900982_bandicam-2019-12-09-17-03-45-932.jpgСуществует несколько алгоритмов для перевода из удобного пространства hsv в RGB, просто используем один из них.1575900970_bandicam-2019-12-09-17-04-00-553.jpgДалее необходимо задать поведение огня. Предположим сила пламени — это некая величина, которая в минимальном значении даёт светодиодам насыщенный красный цвет и невысокую яркость, а в максимальном значении — бело-жёлтый и максимально яркий цвет. 1575900935_bandicam-2019-12-09-17-04-27-000.jpgДля того, чтобы получить эффект пламени, нам необходимо заставить данную величину совершать случайные колебательные движения, движения должны быть случайными, но в то же время достаточно плавными, то есть нечто похожее на дрожащий огонёк. Вслед за данной величиной, соответственно, будут меняться и цвет, и яркость пламени по градиенту.
Данную задачу автор предлагает решить следующим образом: есть такой очень простой алгоритм фильтрации, бегущее среднее, который резкое изменение величины превращает в плавный процесс, всего один коэффициент и довольно простое вычисление.1575900946_bandicam-2019-12-09-17-05-04-962.jpgИдея состоит в следующем: необходимо, скажем 5 раз в секунду, задавать новое случайное положение величины огня, а где-нибудь 50 раз в секунду фильтровать эту величину, плавно её изменяя. В результате образуется вот такой случайный процесс.1575900975_bandicam-2019-12-09-17-05-28-993.jpgНа реальном примере, все работает как задумано.1575901006_bandicam-2019-12-09-17-05-31-062.jpgТеперь необходимо перевести нашу величину в цвет пламени по закону, о котором упоминалось выше, и получить одномерный огонь.
Запрограммируемую таким образом светодиодную ленту можно спрятать, например, за плинтус или за какой-нибудь выступ. Также такой лентой можно обеспечить фоновую подсветку, смотрится довольно интересно и необычно.1575900928_bandicam-2019-12-09-17-06-07-960.jpgТакже ленту можно направить в пол с небольшого расстояния, и таким образом тоже добиться довольно интересного эффекта.1575900934_bandicam-2019-12-09-17-06-17-421.jpgНу и конечно же кусок ленты можно использовать для подсветки камина или его имитации. А если увести яркий цвет из желтого в оранжевый, то получится имитация тлеющих углей.1575900953_bandicam-2019-12-09-17-06-26-144.jpgТак как лента у нас RGB, то само собой огонь можно сделать любого цвета. Хотите мертвячно-зелёного – да запросто!Нужен огонь магически синего цвета – без проблем!Затем устанавливаем программу и драйверы, как написано в инструкции на странице проекта, качаем и запускаем прошивку.В самом начале имеются все необходимые настройки. С их помощью можно полностью настроить огонь под себя, а именно: цвет, поведение и тому подобное.
Собственно, это был самый простейший способ заставить светодиодную ленту «гореть». Теперь давайте рассмотрим более интересные примеры. Для дальнейшей работы понадобится адресная светодиодная лента.Такая лента позволяет управлять в отдельности каждым своим светодиодом и у каждого включить один из 16.7 миллионов оттенков цвета. Подключается все предельно просто, вот по такой схеме:Никаких драйверов не нужно, но рекомендуется поставить резистор. Можно обойтись и без него, но есть шанс выгорания первого светодиода, а если такое случится, то следующие за ним так же работать не будут.При прямой подсветке, например, из-под дивана, получится отличный адский диван с эффектом тлеющих углей.
Также такую ленту можно засунуть в обычный светопрофиль и использовать как самостоятельный элемент интерьера.Выглядит довольно неплохо, согласитесь, но давайте все же попробуем добиться отдельных языков пламени.Алгоритм оставим тот же. Разбиваем ленту на зоны различной ширины, у каждой зоны будет свой случайный процесс. Чтобы этот процесс был ещё больше похож на реальное пламя будем заполнять зоны от краев к центру, плавно повышая нашу случайную величину до ее текущего значения. Также в процессе «горения», размер зон должен меняться тоже случайным образом.Вот так это выглядит:
Теперь давайте рассмотрим еще один интересный случайный процесс, который называется — шум Перлина, который придумал Кен Перлин в 1983 году. Шум Перлина позволяет создать случайное сглаженное распределение величины в любом количестве измерений. Известный многим фильтр «облака» в Фотошопе является примером двухмерного шума Перлина.А вот трехмерный шум Перлина позволяет генерировать, например, горный ландшафт, причем генерировать очень случайно и бесконечно, и при этом практически не создавая нагрузку на компьютерные компоненты, так как алгоритм там не очень затратный к вычислениям.План действий следующий: сперва создадим двухмерную область шума Перлина и будем двигаться по ней определенным образом, сканируя линию пикселей и выводя ее на светодиоды.Алгоритм как уже говорилось выше не очень сложный и Ардуино спокойно с ним справится. В результате получается вот такой очень крутой эффект, максимально плавный, случайный, и уже очень похожий на реальное пламя при торцевой подсветке.При прямой подсветке выглядит так:Но все это были алгоритмы огня для одной ленты. А как насчёт наклеить ленту зигзагом и попробовать сделать двухмерный огонь на матрице?
Такие матрицы можно купить у китайцев. Над матрицей размещаем рассеиватель и тонированное автомобильной плёнкой стекло, то есть это — самый настоящий амолед дисплей сверхнизкого разрешения.
Выглядит, кстати, довольно-таки реалистично. Более подробно смотрите в оригинальном видеоролике автора:На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч! Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Используемые источники:

  • https://stroy-podskazka.ru/kamin/imitaciya-ognya-svoimi-rukami/
  • https://masterclub.online/topic/14302-lampa-s-effektom-plameni
  • https://usamodelkina.ru/16607-ognennye-jeffekty-na-svetodiodnyh-lentah-i-arduino.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации