LED-bordtennisbollboll: 16 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Bakgrund

Efter att ha byggt en platt panel med bordtennisbollar för ett tag sedan började jag undra om det skulle vara möjligt att göra en 3D -panel av bordtennisbollar. Kombinerat med mitt intresse för att göra "konst" av återkommande geometriska former gjorde jag detta! Denna lampa finns av 80 bordtennisbollar, placerade på hörnen av en stympad-icosahedron, mer allmänt känd som mönstret på en fotboll. Ursprungligen föreställde jag mig en boll med färger som flödade över den, och jag är nöjd med hur den slutade se ut. Jag var tvungen att göra två av dessa bollar eftersom jag sprängde den första genom att ansluta 5v lysdioderna direkt till 220V. …. Men på andra sidan tillät detta mig att göra några förbättringar av bygget när jag gjorde en andra. Så jag antar att det inte är så illa.

Designval

Naturligtvis är de viktigaste komponenterna i detta bygge som avgör storleken på allting bordtennisbollarna. Antalet alternativ där jag kunde placera bordtennisbollarna, så att det skulle vara robust och så att det skulle vara så lite svart utrymme som möjligt mellan bollarna var begränsat. Jag slutade gå med en stympad-icosahedron. Som det visade sig fungerade denna form lyckligtvis också bra med en annan begränsande faktor, lysdioderna. Jag ville att detta projekt skulle fungera med allmänt tillgängliga WS2812B 30/m LED -remsor. Avståndet mellan lysdioderna på dessa remsor är 33,33 mm. Avståndet mellan mitten av två bordtennisbollar är dock 40 mm. Men eftersom bollarna inte är placerade i en rak linje, utan i en kurva, visade det sig nästan passa perfekt.

Till sist

Jag hoppas att du gillar att bygga detta projekt eller bara läsa igenom bygget. Lycka till! (PS: Om du slutar bygga detta, skulle jag verkligen uppskatta om du kunde dela ditt bygge med mig, se att andra tycker om och bygger instruktioner som jag gjorde verkligen gör min dag!)

Prenumerera på min Instructables -profil eller YouTube för att uppdateras om fler fantastiska (LED) projekt!

Steg 1: Material / verktyg

Som alltid finns det flera sätt att bygga något sådant här, och ett korrekt sätt finns inte. På grund av detta kommer jag också att nämna några alternativ.

Material

80 x (köp några till för säkerhets skull) WhiteTable Tennisballs 40mm (amazon.de)

Att välja rätt typ av bordtennisbollar är mycket viktigt för detta projekt. Bordtennisbollar har i allmänhet en söm där två halvor lades ihop. Detta i sig är inget problem, eftersom sömmen inte kommer att synas i displayen genom att göra ett hål i mitten av en av dessa halvor. Jag rekommenderar starkt att inte köpa bollar med tryck på, men om du fortfarande köper dem är det viktigt att trycket på bollarna är orienterat mot baksidan. Detta kan leda till att en del av sömmen syns framifrån. När du köper pingisbollar, köp inte heller bollar som lyser eller säljs som ölpongbollar (reflekterar ljus). De kommer inte att sprida ljuset också och det kommer att se konstigt ut (ett exempel på pingisbollar du inte ska köpa).

5m 30LED/m WS2812b -remsa

En fördel med att använda en LED -remsa är att du får mycket mer ledigt utrymme inuti bollen. Det kommer också att bli enklare att göra ändringar eller reparationer. Att limma lysdioderna på plats är dock mer arbete, och du kommer att behöva göra mycket mer lödning. Alternativt kan du köpa två förlödda WS2811-trådar. Detta är lite dyrare men kommer att spara en hel del arbete. En nackdel med dessa lysdioder är att de luktar mycket syntetiskt och lukten märks lite när du är nära dem. Personligen skulle jag använda LED -remsan, bara för att jag gillar att mina projekt är så perfekta som möjligt, och den syntetiska lukten stör mig. Alternativt skulle det bästa alternativet förmodligen vara den icke-vattentäta versionen av 50 LED-stativ, dessa ska inte lukta, men det är bara ett antagande. Dessa är dock inte tillgängliga i de flesta lokala webbutiker.

- (Om du använder WS2812b) 3 m trådbunden 3-trådig

5V 5A strömförsörjning

Alternativt blir det säkrare/snyggare att köpa en kabel med kraftsten redan där.

Kabel med kontakt (för att ge ström till din strömförsörjning)

Jag får alltid dessa från gamla trasiga enheter eller från en butik

Mikrokontroller utan förlödda stift

Jag slutade använda en nodemcuV3, bara för att jag hade en som låg och ville ha möjlighet att göra något med wifi. Om du aldrig har använt en av dem tidigare rekommenderar jag att du köper en Arduino nano

JST 3 -polig kontakt

Dessa kommer bara att göra allt enklare att koppla och koppla bort.

Någon elektrisk kabel

Krympande rör

Verktyg

Kolumnborr med 8 mm borr

En vanlig borr kan också användas, men att borra stora hål i ett runt föremål är inte kul. Ett annat potentiellt alternativ skulle vara ett lödkolv (oroa dig inte, om inte dina bordtennisbollar är från celluloid kommer det inte att brinna lätt)

3d skrivare

Du behöver detta för att skriva ut delarna som går mellan kulorna. Jag rekommenderar att du använder en icke-genomskinlig filamentfärg. Som ett alternativ kan du CNC-laserskära delarna från trä eller kartong.

Lödkolv

Varmt lim

Och en lagom mängd limpinnar

(Telefon) ficklampa

små slipsar

Gummiband

Eller någon annan som kan hålla delar på plats medan du monterar bollen. Detta kommer att göra ditt liv mycket enklare.

- Markör (tillval)

Steg 2: Skriva ut panelerna och hjälpbitarna

För själva lampan behöver vi:

-11x "pentagon piece.stl"

-1x "pentagon bit nodemcu.stl"

-20x "hexagon piece.stl"

När du skriver ut dessa, kontrollera om du vill att den del som kommer att synas i den slutliga byggnaden ska vara det nedre lagret i ditt tryck eller det översta lagret. Dessa delar kan skrivas ut i låg kvalitet, använd bara tillräckligt med topp/botten lager så att du inte ser fyllningen. Du kan anpassa dessa delar till dina egna behov, till exempel genom att göra hål i pentagonpanelerna för knappar eller en potentiometer. En Arduino nano ska passa lika bra på delen för nodemcu, du måste bara säkra den på något annat sätt.

För att hjälpa till att konstruera lampan behöver vi:

-1x "hexagon helper.stl"

-1x "pentagon helper.stl"

-1x "pentagon helper top.stl"

-3x "konstruktion helper.stl"

Alternativt kan du laserskära dessa delar, jag har inte dessa filer tillgängliga just nu, men det borde inte vara för svårt att göra dem. Vid min första konstruktion av denna lampa använde jag laserskuren triplex som jag målade svart med akrylfärg. Det slutade se ganska trevligt ut.

Steg 3: Förbereda bordtennisbollarna

Först och främst, låt oss börja med något som är viktigt när du arbetar med bordtennisbollar: Lägg dem aldrig på en yta som inte är ren, ha dem helst på en handduk. Det är verkligen lätt att få svårt att ta bort fläckar på bordtennisbollarna. Nu fick vi det ur vägen, låt oss börja med fler saker som jag hittade medan jag gjorde saker av bordtennisbollar.

Platsen där du borar ett hål i dina bollar gör stor skillnad i hur snygg den slutliga produkten kommer att se ut. Du vill att den del av bollen som vetter mot utsidan ska vara så snygg som möjligt. Du vill att oegentligheter på insidan av bollen ska vara på baksidan, du vill att utskrifter på bordtennisbollarna ska vara på insidan och slutligen vill du vara så liten som möjligt från sömmen för att vara synlig. Om du har bordtennisbollar med tryck kan du välja att slipa av dem. Jag gjorde detta med vatten och mycket fint sandpapper. Detta tar ganska lång tid, men det slutliga resultatet blir bättre.

Om du har tryck på dina bordtennisbollar är det förmodligen bäst att borra hålen i mitten av trycket. Om de inte har några utskrifter bör du få din ficklampa och lysa den på en bordtennisboll för att se platsen för sömmen och för att se om det finns några oegentligheter. Du vill att så lite av sömmen och eventuella oegentligheter ska vara synliga från framsidan. Du kan ta en markör för att placera en prick på bollen på den plats där du vill borra hålet (motsatsen till den goda sidan). Om du bestämmer dig för att markera alla bollar på en gång, se till att inte bara kasta dem ovanpå varandra eftersom markören på en boll kan gnugga av till en annan.

Steg 4: Borrhål

Om du har en kolumnborr tillgänglig kommer detta att vara ganska enkelt. Se bara till att placera bordtennisbollarna på en handduk. Kolumnborrmaskinen som jag använde hade ett 3 cm hål i bottenpanelen, och detta var utmärkt för att hålla bollarna på plats när jag tryckte ner borren. Om du bestämmer dig för att använda en handborr är det förmodligen nästan omöjligt att borra 8 mm hål. Du kommer sannolikt att behöva borra ett mindre hål först för att styra det större boret.

När du har borrat hålen måste du ta bort plastrester från bollarna. Detta blir enklast om du använder din ficklampa igen. Bara lysa med en ficklampa på sidan av hålet och titta på botten av bollen om du ser något skräp. Om du ser något kan du antingen skaka ur det eller använda tång för att ta ut det. Se till att göra detta nu, för det blir svårt att göra när alla bollar är limmade ihop.

Steg 5: Pentagoner

För alla limningar går det inte att limma en boll till en annan, bara lägga lim mellan plastdelarna och bollarna

Följ följande steg för att konstruera femkanterna:

-Placera "pentagonhjälparen" på marken och lägg 5 bordtennisbollar ovanpå den, med hålen uppåt.

-Placera "pentagonhjälpstoppen" ovanpå den och använd eventuellt gummiband för att pressa de två hjälpbitarna mot varandra.

-Placera "femkantstycket" i mitten, se till att höger sida är vänd utåt.

-Vrid alla bollar så att hålen är vända mot det som blir bollens mitt.

-Efter att du ser till att alla bollar pressas mot varandra och alla berör "femkantstycket" kan du äntligen använda varmt lim för att ansluta bollarna med "femkantstycket".

Upprepa dessa steg för de återstående 11 bitarna.

Steg 6: Anslut din mikrokontroller

Vid denna tidpunkt är det förmodligen en bra idé att ansluta din mikrokontroller, eftersom allt är lättillgängligt just nu. Som kan ses på bilden med "schematisk", anslut den manliga JST -kontakten till Arduino. Du kan ansluta JST -anslutningen till början av LED -remsan för att se till att du får ledningarna för 5V och GND rätt. Löd sedan helt enkelt GND -kabeln till en jordstift på Arduino, löd 5V -kabeln till Vin -stiftet på Arduino (Vin -stift, inte 5V -stiftet) och löd datatråden till digital pin8. Du bör kunna fästa Arduino på stycket med några små slipsar nu.

Steg 7: Lägga till tre pentagoner tillsammans

Det här steget måste vara det överlägset mest utmanande steget, så det kan ta några försök att få det rätt. Det går att göra med gummiband, men ett par extra händer kommer definitivt att göra det mycket enklare. Läs igenom dessa steg innan du börjar, för det är svårt för mig att förklara detta tydligt.

Börja med att placera 3 femkanter (för den nedre halvan av en av dessa 3 bör vara femkantstycket med mikrokontrollen, detta blir mitten) på "sexkantshjälparen". Sätt sedan in mittkulan och lägg sexkantstycket ovanpå den.

Och nu börjar den riktiga utmaningen. Alla tre pentagondelar måste lyftas upp lite och måste placeras i ett stabilt läge genom att placera de 3 "konstruktionshjälparen" -bitarna och 3 gummibanden runt den. Jag använde ena handen för att hålla allt stabilt medan jag använde den andra för att placera "konstruktionshjälparen" och gummibanden. nästa plats 3 bordtennisbollar på de tomma platserna på bygghjälparna. Detta tvingar allt i rätt vinkel.

Se till att allt om du trycker mot allt annat och visslar med ena handen för att hålla lite kraft på allt, använd den andra för att limma ihop två femkantbitar (limma INTE de lösa bordtennisbollarna, anslut bara pentagonbitarna med sexkanten. Använd lim över hela kanten, inte bara en klick. Vänta tills limet har torkat och anslut sedan det tredje stycket till det.

Lim bollen i mitten av allt på plats (endast några droppar lim behövs) och ta bort alla konstruktionsbitar och ta bort de 3 lösa bollarna.

Steg 8: Lägga till resten av Pentagons

Lägg till resten av femkanterna runt den mittersta femkanten. Detta borde vara mycket lättare än det första. Bollarna som går mellan 3 femkantbitar kan också limmas på plats.

Steg 9: Sista bollar

Skaffa sexkantshjälparen och använd den för att få de sista kulorna i ytterringen på plats. Detta kan kräva att du lägger lite stress på delen, men det borde vara bra. Upprepa nu de sista stegen för den övre halvan och dina färdiga limbollar !! placera bara de två halvorna ovanpå varandra och beundra din vackra bordtennisbollboll. Halvorna kanske inte passar bra i varje orientering, så kontrollera vilken orientering som passar bäst.

Steg 10: Elektronik

Jag kommer att förklara de elektroniska grejerna innan jag faktiskt bygger det. Eftersom förståelse för allt är viktigt för att åtgärda problem. Jag ska använda bilden ovan för att förklara det. Först och främst använder kretsen en 5V strömförsörjning för att driva allt. Vanligtvis kommer någon att sätta denna strömförsörjning på slutet av en LED -remsa. Nackdelen med att göra det om dock att lysdioderna i slutet av slutet stip inte kommer att lysa lika ljusa, löses detta problem vanligtvis genom att köra extra ledningar från början till slutet av LED -remsan (vilket du också kan göra). Jag valde dock bara att ge kraft i mitten. Arduino, som redan bör ha den manliga JST -kontakten, kan nu enkelt anslutas till början av LED -remsan.

Nu äntligen finns det en liten sektion av tråd med två JST -kontakter utan en 5V -linje i botten (se den andra bilden). Det här avsnittet måste finnas däremellan när Arduino är ansluten till en dator för programmering. Med andra ord, när Arduino tar emot 5V via USB måste 5V -ledningen till lysdioderna kopplas bort, annars kan saker gå sönder. Du bör göra detta stycke med två kontakter och ingen 5V -kabel nu så att du kan testa dina lysdioder senare.

Åh, och jag glömde nästan:

Strömförsörjningen kan inte vara inne i bollen. Jag försökte, det kommer att bli en ugn

Även med strömförsörjningen utanför bollen blir det lite varmt inuti, men inget så illa.

Steg 11: Hur du ser till att du kopplar in lysdioderna på rätt plats

Alla lysdioder i bollen mappas till sexkantarna, femkanterna och ringarna som de är en del av. Det är ganska jobbigt att kartlägga allt ordentligt och för att du inte ska behöva göra det är det viktigt att du kopplar LED -lamporna exakt som i bilden.

Bilden visar bollens nedre halva. LED 0 (den första lysdioden, den som kommer att anslutas till din Arduino) ska stå vid den gröna pricken. Den sista lysdioden i det nedre lagret, LED 39, ska vara vid den röda pricken. För den övre halvan bör du följa samma linje, men bakåt. Det betyder att du börjar med den röda pricken och jobbar dig fram till den gröna pricken.

För att vara säker på att du placerar alla lysdioder korrekt (i det fall jag misslyckades med att förklara det tydligt) kan du köra koden som tillhandahålls i det här steget. Som kan ses på bilderna, kommer denna kod att cykla genom varje individuell grupp av lysdioder (varje femkant och sexkant). Om du ser en grupp lysdioder lysa upp som inte är en femkant eller sexkant, vet du att något gick fel. Du kan köra den här koden med valfritt antal lysdioder, det spelar ingen roll hur många lysdioder du för närvarande har anslutit.

Obs! För att lägga koden på Arduino måste du ladda ner Arduino IDE och installera fastLED -biblioteket. Jag kommer inte att gå igenom detta eftersom det finns gott om bra handledning online hur man gör det.

Steg 12: Anslut faktiskt LED -lamporna (WS2812b -versionen)

Var noga med att uppmärksamma steg 11 om ledningsriktningarna! Botten går från grönt till rött, toppen från rött till grönt

För den nedre halvan måste du skära följande bitar från din remsa:

-5 x 3 lysdioder

-5 x 2 lysdioder

-1 x 15 lysdioder

De måste lödas i följande mönster: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15 med Din på första sektionen av 3 och Dout på sista led av avsnittet 15. Se till att du lödar delarna i rätt riktning. Jag använde bitar av 3-trådad tråd på cirka 10 cm mellan varje sektion. I slutet av den 15 LED -sektionen, sätt en bit tråd som är 30 cm. Detta ger dig mer utrymme när du tar isär halvorna.

För den övre halvan behöver du samma mängd LED -remsor som du använde för den nedre halvan. bara du lägger till min omvänd ordning: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Om du är osäker på om du placerar lysdioderna i rätt ordning kör bara koden från föregående steg för att se till att allt är korrekt anslutet.

Använd varmt lim för att limma alla LED-sektioner på plats. Du kan också behöva vidga några hål för att LED-lamporna ska passa om hålen inte riktas på rätt sätt. Se till att inget varmt lim droppar inuti bollarna.

Efteråt kan du sätta strömkabeln genom locket i pentagonstycket med Arduino, så att allt kan drivas.

Steg 13: Anslut faktiskt LED -lamporna (WS2811 Strandversion)

Var noga med att uppmärksamma steg 11 om ledningsriktningarna! Botten går från grönt till rött, toppen från rött till grönt

Som framgår av bilderna blir det väldigt "trångt" inuti bollen. Det betyder att du inte längre kommer åt Arduino och hålet för strömkabeln längre. Det är därför du redan bör sätta strömkabeln genom hålet i bottenstycket och limma fast det. Jag slutade med att driva LED -strängen vid 50: e LED istället för den 40: e eftersom det redan fanns en kontakt på den platsen.

Det är faktiskt ganska enkelt att sätta in lysdioderna. Lägg bara en i ett hål, lägg lite lim runt den och följ mönstret som beskrivs i steg 11. Under placeringen av lysdioderna kan du bara kontrollera om du placerar dem rätt genom att köra koden i steg 11.

För att få lite mer frihet mellan halvorna limmade jag inte ner led 39 och 40, så att de kan komma ut när de tar isär halvorna, vilket ger mig lite mer utrymme.

Steg 14: Sätta den slutliga koden på bollen

Nu är det bara att sätta den sista koden på bollen.

Om du vill ha en enkel utmaning, försök att lägga till en potentiometer för att ändra "värde" för HSV, vilket innebär att du enkelt kan dämpa bollen genom att vrida en vred.

Alternativt kan du lägga till en knapp för att växla mellan lägen eller animationer.

Eller lägg till trådlös kontroll om du använde en NodeMCU, att se människor förbättra projekt gör mig alltid glad:)

Steg 15: Beundra din fantastiska lampa !

Om du tyckte om att läsa den här instruerbara, skulle jag verkligen uppskatta om du skulle stödja mig genom att prenumerera på min youtube eller lämna en kommentar här. Jag försöker göra fler sådana här projekt och ser att människor gillar projekt jag gör motiverar mig verkligen.

Steg 16: Extra saker relaterade till detta projekt

Det tillhandahållna pythonskriptet är skriptet som jag använde för att få lysdioderna som bildar lager i bollen. Då hade jag redan lagt ner timmar på att kartlägga femkanterna och sexkanterna (jag vet inte varför det tog så lång tid), och jag ville verkligen inte räkna lysdioder i ringar också. Koden är en röra men det fungerar.

Den första bilden är från den första versionen av den här bollen. På den tiden hade jag ingen 3D-skrivare och hade inte heller laserskurna delar än. Jag var otålig och istället för att limma bollarna på de laserskurna delarna limmade jag bara bollarna på varandra. Detta var inte praktiskt, eftersom man på så sätt kan se gue från utsidan. Hur som helst är det en trevlig sak att göra om du någonsin behöver en modell av en "bucky-ball" för kemi.

Jag inkluderade den andra bilden eftersom jag tror att det kan vara en cool design för något sånt här. Placera bara panelerna på utsidan istället för på insidan så får du ett helt annat utseende!