LED-bordtennisballball: 16 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Bakgrunn

Etter å ha bygd et flatt bord med bordtennisballer for en stund tilbake, begynte jeg å lure på om det ville være mulig å lage et 3D -panel av bordtennisballer. Kombinert med min interesse for å lage "kunst" fra tilbakevendende geometriske former laget jeg dette! Denne lampen består av 80 bordtennisballer, plassert på hjørnene av en avkortet-icosahedron, mer kjent som mønsteret på en fotball. Opprinnelig forestilte jeg meg en ball med farger som flyter over den, og jeg er fornøyd med hvordan den endte med å se ut. Jeg måtte lage to av disse ballene fordi jeg blåste den første ved å koble 5v lysdiodene direkte til 220V. …. Men på den andre siden tillot dette meg å gjøre noen forbedringer i bygget når jeg skulle lage et nytt. Så jeg antar at det ikke er så ille.

Designvalg

Selvfølgelig er bordkomponentene i denne konstruksjonen som bestemmer størrelsen på alt. Antall alternativer der jeg kunne plassere bordtennisballene, slik at det ville være solid og slik at det ville være så lite svart plass som mulig mellom mellom ballene var begrenset. Jeg endte opp med å gå med en avkortet-icosahedron. Som det viste seg, fungerte denne formen heldigvis også godt med en annen begrensende faktor, lysdiodene. Jeg ønsket at dette prosjektet skulle fungere med allment tilgjengelige WS2812B 30/m LED -strips. Avstanden mellom lysdiodene på disse stripene er 33,33 mm. Avstanden mellom midten av to bordtennisballer er imidlertid 40 mm. Men fordi ballene ikke er plassert i en rett linje, men i en kurve, viste dette seg å passe perfekt.

Endelig

Jeg håper du liker å bygge dette prosjektet eller bare lese gjennom bygget. Lykke til! (PS: Hvis du ender med å bygge dette, ville jeg virkelig sette pris på det hvis du kunne dele bygningen din med meg, for å se at andre liker og bygger instruksjoner som jeg laget virkelig gjør dagen min!)

Abonner på Instructables -profilen min eller YouTube for å bli oppdatert om flere flotte (LED) prosjekter!

Trinn 1: Materialer / verktøy

Som alltid er det flere måter å bygge noe slikt på, og en riktig måte eksisterer ikke. På grunn av dette vil jeg også nevne noen alternativer.

Materialer

80 x (kjøp noen flere for å være trygge) WhiteTable Tennisballer 40mm (amazon.de)

Å velge riktig type bordtennisballer er veldig viktig for dette prosjektet. Bordtennisballer har vanligvis en søm hvor to halvdeler ble lagt sammen. Dette i seg selv er ikke et problem, siden ved å lage et hull i midten av en av disse halvdelene vil sømmen ikke være synlig i displayet. Jeg anbefaler sterkt å ikke kjøpe baller med et trykk på, men hvis du fortsatt kjøper dem, er det viktig at trykket på kulene er orientert mot baksiden. Dette kan resultere i at et stykke av sømmen er synlig forfra. Når du kjøper bordtennisballer, må du heller ikke kjøpe baller som skinner eller selges som ølpongballer (reflekterer lys). De vil ikke spre lyset også, og det vil se rart ut (et eksempel på bordtennisballer du ikke bør kjøpe).

5m 30LED/m WS2812b stripe

En fordel med å bruke en LED -stripe er at du ender med mye mer ledig plass inne i ballen. Det vil også være enklere å gjøre endringer eller reparasjoner. Imidlertid er det mer arbeid å lime LEDene på plass, og du må gjøre mye mer lodding. Alternativt kan du kjøpe to forhåndslodde WS2811-tråder. Dette er litt dyrere, men du vil spare mye arbeid. En ulempe med disse lysdiodene er at de lukter veldig syntetisk, og lukten er litt merkbar når du er i nærheten av dem. Personlig ville jeg brukt LED -stripen, bare fordi jeg liker at prosjektene mine skal være så perfekte som mulig, og den syntetiske lukten plager meg. Alternativt vil det beste alternativet trolig være den ikke-vanntette versjonen av de 50 LED-stativene, disse skal ikke lukte, men det er bare en antagelse. Disse er imidlertid ikke tilgjengelige i de fleste lokale nettbutikker.

- (Hvis du bruker WS2812b) 3 m 3-tråds kablet

5V 5A strømforsyning

Alternativt vil det være tryggere/penere å kjøpe en kabel med kraftstein allerede der inne.

Kabel med støpsel (for å gi strøm til strømforsyningen)

Disse får jeg alltid fra gamle ødelagte enheter, eller fra en bruktbutikk

Mikrokontroller uten forhåndslodde pinner

Jeg avsluttet å bruke en nodemcuV3, bare fordi jeg hadde en liggende og ville ha muligheten til å gjøre noe med wifi. Hvis du aldri har brukt en av dem før, anbefaler jeg at du kjøper en Arduino nano

JST 3 -pinners kontakt

Disse vil bare gjøre tilkobling og frakobling av alt litt enklere.

Noe elektrisk ledning

Krympende rør

Verktøy

Søylebor med 8 mm bor

En vanlig drill kan også brukes, men det er ikke morsomt å bore store hull i et rundt objekt. Et annet potensielt alternativ vil være et loddejern (ikke bekymre deg, med mindre bordtennisballene dine er fra celluloid, vil de ikke brenne lett)

3D -skriver

Du trenger dette for å skrive ut delene som går mellom ballene. Jeg anbefaler å bruke en ikke-gjennomsiktig filamentfarge. Som et alternativ kan du CNC-laserskjære delene fra tre eller papp.

Loddejern

Varmt lim

Og en grei tilførsel av limpinner

(Telefon) Lommelykt

små slips

Gummibånd

Eller noen andre som kan holde deler på plass mens du monterer ballen. Dette vil gjøre livet ditt mye lettere.

- Markør (valgfritt)

Trinn 2: Skrive ut panelene og hjelperstykkene

For selve lampen trenger vi:

-11x "femkantet stykke. Stl"

-1x "femkantet stykke nodemcu.stl"

-20x "sekskant stykke. Stl"

Når du skriver ut, må du kontrollere at du vil at delen som vil være synlig i den endelige bygningen, skal være det nederste laget i utskriften eller det øverste laget. Disse delene kan skrives ut i lav kvalitet, bare bruk nok topp/bunnlag slik at du ikke ser utfyllingen. Du kan endre disse delene til dine egne behov, for eksempel ved å lage hull i femkantpanelene for knapper eller et potensiometer. En Arduino nano skal passe like godt på delen til nodemcu, du må bare sikre den på en annen måte.

For å hjelpe til med å konstruere lampen trenger vi:

-1x "hexagon helper.stl"

-1x "pentagon helper.stl"

-1x "pentagon hjelper top.stl"

-3x "konstruksjon helper.stl"

Alternativt kan du laserskjære disse delene, jeg har ikke disse filene tilgjengelig for øyeblikket, men det burde ikke være for vanskelig å lage dem. På min første konstruksjon av denne lampen brukte jeg laserskåret tripleks som jeg malte svart med akrylmaling. Det endte med å se ganske fint ut.

Trinn 3: Forbered bordtennisballene

La oss først begynne med noe som er viktig når du arbeider med bordtennisballer: Legg dem aldri på et overflate som ikke er rent, helst alltid på et håndkle. Det er veldig lett å bli vanskelig å fjerne flekker på bordtennisballene. Nå har vi fått det ut av veien, la oss starte med flere ting jeg fant mens jeg lagde ting av bordtennisballer.

Plasseringen der du borer et hull i ballene dine gjør stor forskjell i hvor pent det endelige produktet vil se ut. Du vil at delen av ballen som vender utover skal være så fin som mulig. Du vil at uregelmessigheter på innsiden av ballen skal være på baksiden, du vil ha utskrifter på bordtennisballene på innsiden og til slutt vil du være så liten som mulig fra sømmen for å være synlig. Hvis du har bordtennisballer med trykk, kan du velge å slipe dem. Jeg gjorde dette med vann og veldig fint sandpapir. Dette tar ganske lang tid, men det endelige resultatet blir bedre.

Hvis du har trykk på bordtennisballene dine, er det sannsynligvis best å bore hullene i midten av utskriften. Hvis de ikke har noen utskrifter, bør du skaffe lommelykten din og lyse den på en bordtennisball for å se hvor sømmen befinner seg og for å se om det er uregelmessigheter. Du vil at like lite av sømmen og potensielle uregelmessigheter skal være synlige fra forsiden. Du kan ta en markør for å plassere en prikk på ballen på stedet der du vil bore hullet (motsatt av den gode siden). Hvis du bestemmer deg for å merke alle ballene samtidig, må du ikke bare kaste dem oppå hverandre siden markøren på en ball kan gni av til en annen.

Trinn 4: Borehull

Hvis du har en søylebor tilgjengelig, vil dette være ganske enkelt. Bare sørg for å plassere bordtennisballene på et håndkle. Søyleboret som jeg brukte hadde et 3 cm hull i bunnpanelet, og dette var flott for å holde kulene på plass da jeg presset boret ned. Hvis du bestemmer deg for å bruke en håndbor, vil det sannsynligvis være nesten umulig å bore 8 mm hull. Du må sannsynligvis først bore et mindre hull for å lede det større boret.

Etter at du har boret hullene må du fjerne plastrester fra kulene. Dette blir enklest hvis du bruker lommelykten igjen. Bare lys med en lommelykt på siden av hullet og se på bunnen av ballen hvis du ser rusk. Hvis du ser noen, kan du enten riste den ut eller bruke tang for å ta den ut. Sørg for å gjøre dette nå, for det vil være vanskelig å gjøre når alle ballene er limt sammen.

Trinn 5: Pentagoner

For all liming går ikke lim en ball til en annen, bare legg lim mellom plastdelene og kulene

Følg følgende trinn for å konstruere femkanter:

-Plasser "femkant -hjelperen" på bakken og legg 5 bordtennisballer på toppen av den, med hullene vendt opp.

-Plasser "pentagon -hjelper -toppen" på toppen av den, og bruk eventuelt gummibånd for å trykke de to hjelper -bitene mot hverandre.

-Plasser "femkantstykket" i midten, pass på at høyre side vender mot utsiden.

-Roter alle ballene slik at hullene vender mot det som blir midten av ballen.

-Etter å ha sørget for at alle kulene presses mot hverandre og alle berører "femkantstykket" kan du endelig bruke varmt lim for å koble ballene med "femkantstykket".

Gjenta disse trinnene for de resterende 11 delene.

Trinn 6: Fest din mikrokontroller

På dette tidspunktet er det sannsynligvis en god idé å koble til mikrokontrolleren din, siden alt er lett tilgjengelig akkurat nå. Som det kan sees på bildet med "skjematisk", kobler du den mannlige JST -kontakten til Arduino. Du kan koble JST -kontakten til begynnelsen av LED -stripen for å sikre at du får ledningene til 5V og GND riktig. Deretter lodder du bare GND -ledningen til en jordet pinne på Arduino, lodder 5V -ledningen til Vin -pinnen på Arduino (Vin -pinne, ikke 5V -pinnen) og lodder datakabelen til digital pin8. Du bør kunne feste Arduino til stykket med noen små slipsomslag nå.

Trinn 7: Legge sammen tre pentagoner

Dette trinnet må være det klart mest utfordrende trinnet, så det kan ta noen få forsøk på å få det riktig. Det kan gjøres med gummibånd, men et par ekstra hender vil definitivt gjøre det mye enklere. Vennligst les disse trinnene før du starter, fordi det er vanskelig for meg å forklare dette tydelig.

Start med å plassere 3 femkanter (for den nedre halvdelen av en av de 3 skal være femkantstykket med mikrokontrolleren, dette blir midten) på "sekskanthjelperen". Sett deretter inn midtkulen og legg sekskantstykket på toppen av den.

Og nå starter den virkelige utfordringen. Alle de tre femkantdelene må løftes litt opp og må settes i en stabil posisjon ved å plassere de 3 "konstruksjonshjelper" -bitene og 3 gummibåndene rundt den. Jeg brukte den ene hånden til å holde alt stabilt mens jeg brukte den andre til å plassere "konstruksjonshjelper" -delene og gummibåndene. neste plass 3 bordtennisballer på de tomme stedene på konstruksjonshjelperne. Dette tvinger alt i riktig vinkel.

Sørg for at alt presses mot alt annet og piskes med den ene hånden for å holde litt kraft på alt. Bruk den andre til å lime to femkantstykker sammen (IKKE lim de løse bordtennisballene, bare koble femkantbitene med sekskantstykket. Bruk lim over hele kanten, ikke bare en klatt. Vent til limet tørker og koble deretter det tredje stykket til det.

Lim ballen i midten av alt på plass (bare noen få dråper lim er nødvendig) og fjern alle konstruksjonsbitene og fjern de 3 løse ballene.

Trinn 8: Legge til resten av Pentagons

Legg til resten av femkanter rundt den midtre femkanten. Dette burde være mye enklere enn det første. Kulene som går mellom 3 femkantstykker kan også limes på plass.

Trinn 9: Siste baller

Få sekskanthjelperen og bruk den til å få de siste kulene i den ytre ringen på plass. Dette kan kreve at du legger litt stress på delen, men det burde være greit. Gjenta nå de siste trinnene for den øverste halvdelen og de ferdige limingskulene! bare legg de to halvdelene oppå hverandre og beundre den vakre bordtennisballballen din. Halvdelene passer kanskje ikke godt i alle retninger, så sjekk hvilken retning som passer best.

Trinn 10: Elektronikk

Jeg vil forklare de elektroniske tingene før jeg faktisk bygger det. Siden forståelse av alt er viktig for å fikse problemer. Jeg vil bruke bildet ovenfor for å forklare det. Først og fremst bruker kretsen en 5V strømforsyning for å drive alt. Vanligvis vil noen sette denne strømforsyningen på enden av en LED -stripe. Ulempen med å gjøre det hvis LED -lampene på slutten av enden ikke vil skinne like sterkt, løses vanligvis dette problemet ved å kjøre ekstra ledninger fra begynnelsen til slutten av LED -stripen (som du også kan gjøre). Jeg valgte imidlertid bare å gi kraft i midten. Arduino, som allerede burde ha den mannlige JST -kontakten, kan nå enkelt kobles til begynnelsen av LED -stripen.

Nå er det endelig en liten ledningsseksjon med to JST -kontakter uten en 5V -linje i bunnen (se det andre bildet). Denne delen må være i mellom der når Arduino er koblet til en PC for programmering. Med andre ord, når Arduino mottar 5V over USB, må 5V -ledningen til lysdiodene kobles fra, ellers kan ting gå i stykker. Du bør lage dette stykket med to kontakter og ingen 5V ledning nå, slik at du kan teste lysdiodene dine senere.

Åh, og jeg glemte nesten:

Strømforsyningen kan ikke være inne i ballen. Jeg prøvde, det blir en ovn

Selv med strømforsyningen utenfor ballen, vil det bli litt varmt inne, men ingenting så ille.

Trinn 11: Hvordan sørge for at du kobler LED -lampene til riktig sted

Alle lysdiodene i ballen er kartlagt til sekskanter, femkanter og ringer som de er en del av. Det er ganske mye arbeid for å kartlegge alt riktig og for å unngå at du trenger å gjøre det, er det viktig at du kobler LEDene nøyaktig som på bildet.

Bildet viser den nedre halvdelen av ballen. LED 0 (den første lysdioden, den som skal kobles til din Arduino) skal stå på den grønne prikken. Den siste LED -en i det nederste laget, LED 39, skal være på den røde prikken. For den øvre halvdelen bør du følge samme linje, men bakover. Det betyr at du starter med den røde prikken, og jobber deg frem til den grønne prikken.

For å være sikker på at du plasserer alle lysdiodene riktig (i tilfelle jeg ikke klarte å forklare det tydelig) kan du kjøre koden som er gitt i dette trinnet. Som det kan sees på bildene, vil denne koden gå gjennom hver enkelt gruppe av lysdioder (hver femkant og sekskant). Hvis du ser en gruppe LED -lamper som ikke er en femkant eller sekskant, vet du at noe gikk galt. Du kan kjøre denne koden med et hvilket som helst antall lysdioder, det spiller ingen rolle hvor mange lysdioder du har tilkoblet.

Merk: For å sette koden på Arduino må du laste ned Arduino IDE og installere fastLED -biblioteket. Jeg vil ikke gå over dette siden det er mange gode opplæringsprogrammer på nettet om hvordan du gjør det.

Trinn 12: Faktisk tilkobling av lysdiodene (WS2812b -versjon)

Sørg for å være oppmerksom på trinn 11 om ledningsretning! Bunnen går fra grønt til rødt, toppen fra rødt til grønt

For den nederste halvdelen må du kutte følgende stykker fra stripen din:

-5 x 3 lysdioder

-5 x 2 lysdioder

-1 x 15 lysdioder

De må loddes i følgende mønster: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15 med Din på den første delen av 3, og Dout er på den siste ledningen i delen av 15. Sørg for å lodde delene i riktig retning. Jeg brukte stykker med 3-tråds ledning på omtrent 10 cm mellom hver seksjon. På slutten av 15 LED -seksjon, legg et stykke ledning som er 30 cm. Dette gir deg mer plass når du tar halvdelene fra hverandre.

For den øverste halvdelen trenger du samme mengde LED -stripestykker som du brukte for den nedre halvdelen. bare du legger til min omvendt rekkefølge: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Hvis du er usikker på om du plasserer lysdiodene i riktig rekkefølge, er det bare å kjøre koden fra forrige trinn for å sikre at alt er kablet riktig.

Bruk varmt lim for å lime alle LED-seksjonene på plass. Du må kanskje også utvide noen hull for å få lysdiodene til å passe hvis hullene ikke er rettet på riktig måte. Pass på at det ikke drypper varmt lim inni kulene.

Etterpå kan du sette strømkabelen gjennom hetten i femkantstykket med Arduino, slik at alt kan drives.

Trinn 13: Faktisk tilkobling av lysdiodene (WS2811 Strandversjon)

Sørg for å være oppmerksom på trinn 11 om ledningsretning! Bunnen går fra grønt til rødt, toppen fra rødt til grønt

Som det fremgår av bildene, blir det veldig "overfylt" inne i ballen. Dette betyr at du ikke lenger vil få tilgang til Arduino og hullet for strømkabelen senere. Derfor bør du allerede sette strømkabelen gjennom hullet i bunnstykket og lime det på plass. Jeg endte med å drive LED -strengen på 50. LED i stedet for 40. siden det allerede var en kontakt på det stedet.

Det er faktisk ganske enkelt å sette inn lysdiodene. Bare legg en i et hull, legg litt lim rundt den og følg mønsteret beskrevet i trinn 11. Under plasseringen av lysdiodene kan du bare sjekke om du plasserer dem riktig ved å kjøre koden i trinn 11.

For å få litt mer frihet mellom halvdelene limte jeg ikke ned ledning 39 og 40, slik at de kan komme ut når halvdelene skilles fra hverandre, noe som gir meg litt mer plass.

Trinn 14: Sette den siste koden på ballen

Nå er det bare å sette den siste koden på ballen.

Hvis du vil ha en enkel utfordring, kan du prøve å legge til et potensiometer for å endre "verdien" til HSV, noe som betyr at du enkelt kan dempe ballen ved å vri på en knapp.

Alternativt kan du legge til en knapp for å bytte mellom moduser eller animasjoner.

Eller legg til trådløs kontroll hvis du brukte en NodeMCU, det gjør meg alltid glad å se folk forbedre prosjekter:)

Trinn 15: Beundre den fantastiske lampen din

Hvis du likte å lese dette instruerbare, ville jeg virkelig sette pris på det hvis du ville støtte meg ved å abonnere på YouTube min eller legge igjen en kommentar her. Jeg prøver å lage flere slike prosjekter og ser at folk liker prosjekter jeg lager virkelig motiverer meg.

Trinn 16: Ekstra ting relatert til dette prosjektet

Python -skriptet som følger med er skriptet jeg brukte for å få lysdiodene som danner lag i ballen. På det tidspunktet hadde jeg allerede brukt timer på å kartlegge femkanter og sekskanter (jeg vet ikke hvorfor det tok så lang tid), og jeg ville virkelig ikke også telle lysdioder i ringer. Koden er et rot, men det fungerer.

Det første bildet er fra den første versjonen av denne ballen. På den tiden hadde jeg ikke en 3D-skriver, og hadde heller ikke laserskårne deler ennå. Jeg var utålmodig og i stedet for å lime kulene på laserskårne deler limte jeg bare kulene til hverandre. Dette var ikke praktisk, siden du på den måten kan se lyden utenfra. Uansett, det er en fin ting å gjøre hvis du noen gang trenger en modell av en "bucky-ball" for kjemi.

Jeg inkluderte det andre bildet fordi jeg tror at det kan være et kult design for noe slikt. Bare plasser panelene på utsiden i stedet for på innsiden, så får du et helt annet utseende!