LED Tafeltennis Ball-Ball - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

achtergrondverhaal

Nadat ik een tijdje geleden een plat paneel met tafeltennisballen had gebouwd, begon ik me af te vragen of het mogelijk zou zijn om een 3D-paneel te maken van tafeltennisballen. Gecombineerd met mijn interesse in het maken van "kunst" van terugkerende geometrische vormen heb ik dit gemaakt! Deze lamp bestaat uit 80 tafeltennisballen, geplaatst op de hoeken van een afgeknotte icosaëder, beter bekend als het patroon op een voetbal. Oorspronkelijk stelde ik me een bal voor met kleuren die eroverheen vloeien, en ik ben tevreden met hoe het er uiteindelijk uitzag. Ik moest twee van deze ballen maken omdat ik de eerste opblies door de 5v LED's rechtstreeks op 220V aan te sluiten. …. Maar aan de andere kant stelde dit me in staat om enkele verbeteringen aan de build aan te brengen bij het maken van een tweede. Dus ik denk dat het allemaal niet zo erg is.

Ontwerp keuzes

De belangrijkste componenten in deze build die de grootte van alles bepalen, zijn natuurlijk de tafeltennisballen. Het aantal opties waarin ik de tafeltennisballen kon plaatsen, zodanig dat deze stevig zou zijn en dat er zo min mogelijk zwarte ruimte tussen de ballen zou zijn, was beperkt. Ik eindigde met een afgeknotte icosaëder. Deze vorm bleek gelukkig ook goed te werken met een andere beperkende factor, de leds. Ik wilde dat dit project zou werken met algemeen verkrijgbare WS2812B 30/m LED-strips. De afstand tussen de leds op die strips is 33,33 mm. De afstand tussen het midden van twee tafeltennisballen is echter 40 mm. Doordat de balletjes echter niet in een rechte lijn, maar in een bocht zijn geplaatst, bleek dit bijna perfect te passen.

Eindelijk

Ik hoop dat je geniet van het bouwen van dit project of gewoon door de build te lezen. Veel geluk! (PS: als je dit uiteindelijk gaat bouwen, zou ik het erg op prijs stellen als je je build met mij zou willen delen, aangezien anderen genieten en bouwen van Instructables die ik heb gemaakt, maakt mijn dag echt goed!)

Abonneer je op mijn Instructables-profiel of YouTube om op de hoogte te blijven van meer geweldige (LED) projecten!

Stap 1: Materialen / Gereedschap

Zoals altijd zijn er meerdere manieren om zoiets te bouwen, en een juiste manier bestaat niet. Daarom zal ik ook enkele alternatieven noemen.

Materialen

80 x (koop er nog een paar voor de zekerheid) Witte Tafeltennisballen 40mm (amazon.de)

Het kiezen van het juiste type tafeltennisballen is erg belangrijk voor dit project. Tafeltennisballen hebben over het algemeen een naad waar twee helften aan elkaar zijn toegevoegd. Op zich is dit geen probleem, want door een gat in het midden van een van die helften te maken zal de naad niet zichtbaar zijn in het display. Ik raad ten stelligste af om ballen te kopen met een print erop, maar als je die toch koopt is het belangrijk dat de print op de ballen naar achteren gericht is. Hierdoor kan een stuk van de naad vanaf de voorkant zichtbaar zijn. Koop bij het kopen van pingpongballen ook geen ballen die glanzen, of worden verkocht als bierpongballen (lichtreflectie). Ze zullen het licht niet zo goed verspreiden en het ziet er vreemd uit (een voorbeeld van pingpongballen die je niet moet kopen).

5m 30LED/m WS2812b-strip

Een voordeel van het gebruik van een LED-strip is dat je veel meer vrije ruimte in de bal overhoudt. Het maken van aanpassingen of reparaties zal ook gemakkelijker zijn. Het vastlijmen van de LED's is echter meer werk en u zult veel meer moeten solderen. Als alternatief kunt u twee voorgesoldeerde WS2811-strengen kopen. Dit is wat duurder maar scheelt je behoorlijk wat werk. Een nadeel van deze LED's is dat ze erg synthetisch ruiken, en de geur is een klein beetje waarneembaar als je in de buurt bent. Persoonlijk zou ik de LED-strip gebruiken, gewoon omdat ik mijn projecten zo perfect mogelijk wil hebben en de synthetische geur me stoort. Als alternatief zou de niet-waterdichte versie van de 50 LED-standaards waarschijnlijk de beste optie zijn, deze mogen niet ruiken, maar dat is slechts een aanname. Deze zijn echter niet beschikbaar in de meeste lokale webshops.

- (Bij gebruik van WS2812b) 3 m 3-strengs bekabeld

5V 5A voeding

Als alternatief is het veiliger/netter om een kabel te kopen met daarin al een power brick.

Kabel met stekker (om je voeding van stroom te voorzien)

Ik haal deze altijd van oude kapotte apparaten, of van een kringloopwinkel

Microcontroller zonder voorgesoldeerde pinnen

Ik eindigde met het gebruik van een nodemcuV3, gewoon omdat ik er een had liggen en de mogelijkheid wilde hebben om iets met wifi te doen. Als je er nog nooit een hebt gebruikt, raad ik je aan een Arduino nano te kopen

JST 3-pins connector

Deze zullen het aansluiten en loskoppelen van alles een beetje gemakkelijker maken.

Sommige elektrische draad

Krimpkous

Gereedschap

Kolomboor met 8mm boor

Een normale boor kan ook, maar grote gaten boren in een rond voorwerp is niet leuk. Een ander potentieel alternatief zou een soldeerbout zijn (maak je geen zorgen, tenzij je tafeltennisballen van celluloid zijn, zullen ze niet gemakkelijk verbranden)

3D-printer

Dit heb je nodig om de delen te printen die tussen de bolletjes gaan. Ik raad aan om een niet-doorschijnende filamentkleur te gebruiken. Als alternatief kunt u de onderdelen CNC lasersnijden uit hout of karton.

Soldeerbout

Hete lijm

En een behoorlijke voorraad lijmstiften

(Telefoon) Zaklamp

kleine tie-wraps

Elastiekjes

Of iemand anders die onderdelen op hun plaats kan houden tijdens het monteren van de bal. Dit zal je leven een stuk makkelijker maken.

- Markering (optioneel)

Stap 2: De panelen en hulpstukken afdrukken

Voor de lamp zelf hebben we nodig:

-11x "vijfhoek stuk.stl"

-1x "vijfhoek stuk nodemcu.stl"

-20x "zeskantstuk.stl"

Wanneer u deze afdrukt, moet u ervoor zorgen dat het deel dat zichtbaar is in de uiteindelijke build de onderste laag van uw afdruk of de bovenste laag is. Deze onderdelen kunnen in lage kwaliteit worden afgedrukt, gebruik gewoon voldoende boven-/onderlagen zodat u de vulling niet ziet. Deze onderdelen kunt u naar eigen wens aanpassen, bijvoorbeeld door gaten te maken in de vijfhoekige panelen voor knoppen of een potmeter. Een Arduino nano moet ook passen op het onderdeel voor de nodemcu, je zult hem alleen op een andere manier moeten beveiligen.

Om de lamp te helpen bouwen hebben we nodig:

-1x "hexagon helper.stl"

-1x "pentagon helper.stl"

-1x "vijfhoek helper top.stl"

-3x "bouwhulp.stl"

Als alternatief kunt u deze onderdelen lasersnijden, ik heb deze bestanden momenteel niet beschikbaar, maar het zou niet al te moeilijk moeten zijn om ze te maken. Bij mijn eerste build van deze lamp heb ik lasergesneden triplex gebruikt dat ik zwart heb geverfd met acrylverf. Het zag er uiteindelijk best leuk uit.

Stap 3: De tafeltennisballen voorbereiden

Laten we allereerst beginnen met iets dat belangrijk is bij het werken met tafeltennisballen: leg ze nooit op een niet schoon oppervlak, maar bewaar ze bij voorkeur altijd op een handdoek. Het is heel gemakkelijk om moeilijk te verwijderen vlekken op de tafeltennisballen te krijgen. Nu we dat uit de weg hebben geruimd, laten we beginnen met meer dingen die ik vond toen ik dingen maakte van tafeltennisballen.

De locatie waar je een gat in je ballen boort, maakt veel uit in hoe netjes het eindproduct eruit zal zien. U wilt dat het deel van de bal dat naar buiten is gericht, zo netjes mogelijk is. Je wilt dat oneffenheden aan de binnenkant van de bal aan de achterkant zitten, je wilt dat de prints op de tafeltennisballen aan de binnenkant zitten en tot slot wil je zo min mogelijk vanaf de naad zichtbaar zijn. Als je tafeltennisballen met prints hebt, kun je ervoor kiezen om deze eraf te schuren. Dit deed ik met water en heel fijn schuurpapier. Dit kost wel wat tijd, maar het uiteindelijke resultaat zal beter zijn.

Als je prints op je tafeltennisballen hebt, is het waarschijnlijk het beste om de gaten in het midden van de print te boren. Als ze geen afdrukken hebben, moet je je zaklamp pakken en op een tafeltennisbal schijnen om de locatie van de naad te zien en om te zien of er onregelmatigheden zijn. U wilt dat er zo min mogelijk naad en eventuele oneffenheden zichtbaar zijn vanaf de voorzijde. Je kunt een stift nemen om een stip op de bal te plaatsen op de plek waar je het gat wilt boren (de tegenovergestelde van de goede kant). Als je besluit om alle ballen tegelijk te markeren, zorg er dan voor dat je ze niet alleen op elkaar gooit, omdat de marker op de ene bal kan afwrijven op de andere.

Stap 4: Gaten boren

Als u een kolomboormachine beschikbaar heeft, is dit vrij eenvoudig. Zorg er wel voor dat je de tafeltennisballen op een handdoek legt. De kolomboor die ik gebruikte had een gat van 3 cm in het onderste paneel, en dit was geweldig om de ballen op hun plaats te houden terwijl ik de boor naar beneden drukte. Als u besluit een handboor te gebruiken, is het waarschijnlijk bijna onmogelijk om gaten van 8 mm te boren. U zult waarschijnlijk eerst een kleiner gat moeten boren om de grotere boor te geleiden.

Nadat je de gaten hebt geboord, moet je het overgebleven plastic van de ballen verwijderen. Dit gaat het gemakkelijkst als u uw zaklamp opnieuw gebruikt. Schijn gewoon met een zaklamp op de zijkant van het gat en kijk naar de onderkant van de bal als je vuil ziet. Als je iets ziet, kun je het eruit schudden of een tang gebruiken om het eruit te halen. Zorg ervoor dat je dit nu doet, want het zal moeilijk zijn om te doen als alle ballen aan elkaar zijn gelijmd.

Stap 5: Vijfhoeken

Voor al het lijmen geldt: lijm niet de ene bal op de andere, doe alleen lijm tussen de plastic onderdelen en ballen

Volg de volgende stappen om de vijfhoeken te construeren:

-Plaats de "pentagon helper" op de grond en leg er 5 tafeltennisballen op, met de gaten naar boven.

-Plaats de "pentagon helper top" erop en gebruik eventueel elastiekjes om de twee helper stukken naar elkaar toe te drukken.

-Plaats het "vijfhoekstuk" in het midden, zorg ervoor dat de rechterkant naar buiten wijst.

- Draai alle ballen zodanig dat de gaten naar het midden van de bal wijzen.

- Nadat je ervoor hebt gezorgd dat alle ballen tegen elkaar zijn gedrukt en allemaal het "pentagon-stuk" raken, kun je eindelijk hete lijm gebruiken om de ballen met het "pentagon-stuk" te verbinden.

Herhaal deze stappen voor de resterende 11 stukken.

Stap 6: Bevestig uw microcontroller

Op dit moment is het waarschijnlijk een goed idee om je microcontroller aan te sluiten, omdat alles nu gemakkelijk toegankelijk is. Zoals te zien is op de afbeelding met het "schema", sluit u de mannelijke JST-connector aan op de Arduino. U kunt de JST aansluiten op het begin van de LED-strip om ervoor te zorgen dat u de draden voor 5V en GND goed krijgt. Soldeer vervolgens eenvoudig de GND-draad aan een aardingspin op de Arduino, soldeer de 5V-draad aan de Vin-pin op de Arduino (Vin-pin, niet de 5V-pin) en soldeer de datadraad aan digitale pin8. Je zou de Arduino nu met een paar kleine tie-wraps aan het stuk moeten kunnen bevestigen.

Stap 7: Drie vijfhoeken samen toevoegen

Deze stap moet verreweg de meest uitdagende stap zijn, dus het kan een paar pogingen kosten om het goed te krijgen. Het is te doen met elastiekjes, maar een paar extra handen zal het zeker een stuk gemakkelijker maken. lees deze stappen alstublieft door voordat u begint, want het is moeilijk voor mij om dit duidelijk uit te leggen.

Begin met het plaatsen van 3 vijfhoeken (voor de onderste helft zou een van die 3 het vijfhoekstuk met de microcontroller moeten zijn, dit zal het midden zijn) op de "hexagonhelper". Plaats vervolgens de middelste bal en plaats het zeshoekige stuk erop.

En nu begint de echte uitdaging. Alle 3 de vijfhoekige delen moeten een beetje worden opgetild en moeten stabiel worden geplaatst door de 3 "constructiehulp" -stukken en 3 elastiekjes er omheen te plaatsen. Ik gebruikte één hand om alles stabiel te houden terwijl ik de andere gebruikte om de "constructiehulp" -stukken en elastiekjes te plaatsen. plaats vervolgens 3 tafeltennisballen op de lege plekken op de bouwhulpen. Hierdoor wordt alles in de juiste hoek geforceerd.

Zorg ervoor dat alles als je tegen alles drukt en gebruik de ene hand om een beetje kracht op alles te houden, gebruik de andere om twee vijfhoekige stukken aan elkaar te lijmen (niet de losse tafeltennisballen lijmen, verbind gewoon de vijfhoekige stukken met het zeshoekige stuk. Gebruik lijm over de hele rand, niet slechts één schar. Wacht tot de lijm droog is en sluit dan het derde stuk erop aan.

Lijm de bal in het midden van alles op zijn plaats (slechts een paar druppels lijm nodig) en verwijder alle bouwdelen en verwijder de 3 losse ballen.

Stap 8: De rest van de vijfhoeken toevoegen

Voeg de rest van de vijfhoeken rond de middelste vijfhoek toe. Dit zou een stuk eenvoudiger moeten zijn dan de eerste. De balletjes die tussen 3 vijfhoekige stukken gaan, kunnen ook op hun plaats worden gelijmd.

Stap 9: laatste ballen

Pak de hexagon-helper en gebruik deze om de laatste ballen in de buitenste ring op hun plaats te krijgen. Dit kan vereisen dat je wat stress op het onderdeel legt, maar het zou goed moeten zijn. Herhaal nu de laatste paar stappen voor de bovenste helft en je bent klaar met het lijmen van ballen !! plaats gewoon de twee helften op elkaar en bewonder je prachtige tafeltennisbal. De helften passen mogelijk niet goed in elke richting, dus controleer welke richting het beste past.

Stap 10: Elektronica

Ik zal de elektronische dingen uitleggen voordat ik het daadwerkelijk ga bouwen. Omdat alles begrijpen belangrijk is om problemen op te lossen. Ik zal de afbeelding hierboven gebruiken om het uit te leggen. Allereerst gebruikt het circuit een 5V-voeding om alles van stroom te voorzien. Meestal zal iemand deze voeding op het uiteinde van een ledstrip plaatsen. Het nadeel hiervan is dat als de LED's aan het einde van de eindstreep niet zo fel zullen schijnen, dit probleem meestal wordt opgelost door extra draden van het begin naar het einde van de LED-strip te trekken (wat je ook zou kunnen doen). Ik heb er echter voor gekozen om alleen in het midden van stroom te voorzien. De Arduino, die de mannelijke JST-connector al zou moeten hebben, kan nu eenvoudig worden aangesloten op het begin van de ledstrip.

Nu is er eindelijk een klein stukje draad met twee JST-connectoren zonder een 5V-lijn in de bodem (zie de tweede afbeelding). Dit gedeelte moet daar tussen staan als de Arduino is aangesloten op een pc om te programmeren. Met andere woorden, wanneer de Arduino 5V via USB ontvangt, moet de 5V-lijn naar de LED's worden losgekoppeld, anders kan er iets kapot gaan. Je moet dit stuk nu maken met twee connectoren en geen 5V-draad, zodat je later je LED's kunt testen.

Oh, en ik was het bijna vergeten:

De voeding kan niet in de bal zitten. Ik heb het geprobeerd, het wordt een oven

Zelfs met de voeding buiten de bal, zal het een beetje heet worden van binnen, maar niets ergs.

Stap 11: Hoe u ervoor kunt zorgen dat u de LED's op de juiste plaats bedraden

Alle LED's in de bal zijn toegewezen aan de zeshoeken, vijfhoeken en ringen waar ze deel van uitmaken. Het is nogal wat werk om alles goed in kaart te brengen en om te voorkomen dat je dat moet doen, is het belangrijk dat je de LED's precies aansluit zoals op de afbeelding.

De afbeelding toont de onderste helft van de bal. LED 0 (de eerste led, die op je Arduino wordt aangesloten) moet bij de groene stip staan. De laatste LED van de onderste laag, LED 39, moet bij de rode stip staan. Voor de bovenste helft moet je dezelfde lijn volgen, maar dan achteruit. Dit betekent dat u begint bij de rode stip en naar de groene stip werkt.

Om ervoor te zorgen dat u alle LED's correct plaatst (in het geval dat ik het niet duidelijk heb uitgelegd), kunt u de code in deze stap uitvoeren. Zoals te zien is in de afbeeldingen, gaat deze code door elke individuele groep LED's (elke vijfhoek en zeshoek). Als je een groep LED's ziet oplichten die geen vijfhoek of zeshoek is, weet je dat er iets mis is gegaan. U kunt deze code uitvoeren met een willekeurig aantal LED's, het maakt niet uit hoeveel LED's u momenteel hebt aangesloten.

Opmerking: om de code op de Arduino te plaatsen, moet u de Arduino IDE downloaden en de fastLED-bibliotheek installeren. Ik zal hier niet op ingaan, want er zijn tal van goede tutorials online over hoe dat te doen.

Stap 12: De LED's daadwerkelijk bedraden (WS2812b-versie)

Zorg ervoor dat u aandacht besteedt aan stap 11 over de bedradingsinstructies! De onderkant gaat van groen naar rood, de bovenkant van rood naar groen

Voor de onderste helft moet je de volgende stukken uit je strip knippen:

-5 x 3 LED's

-5 x 2 LED's

-1 x 15 LED's

Ze moeten in het volgende patroon worden gesoldeerd: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15 met de Din op het eerste deel van 3 en de Dout op de laatste led van de sectie van 15. Zorg ervoor dat u de onderdelen in de juiste richting soldeert. Ik gebruikte stukjes 3-strengs draad van ongeveer 10 cm tussen elke sectie. Plaats aan het einde van het 15 LED-gedeelte een stuk draad van 30 cm. Zo heb je meer ruimte als je de helften uit elkaar haalt.

Voor de bovenste helft heb je hetzelfde aantal ledstrips nodig als voor de onderste helft. alleen u voegt de minimale omgekeerde volgorde toe: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Als u niet zeker weet of u de LED's in de juiste volgorde plaatst, voert u gewoon de code uit de vorige stap om ervoor te zorgen dat alles goed is aangesloten.

Gebruik hete lijm om alle LED-secties op hun plaats te lijmen, het kan ook zijn dat u enkele gaten moet verbreden om de LED's te laten passen als de gaten niet op de juiste manier zijn gericht. Zorg ervoor dat er geen hete lijm in de ballen druppelt.

Daarna kun je met de Arduino de stroomkabel door de dop in het vijfhoekige stuk steken, zodat alles van stroom kan worden voorzien.

Stap 13: De LED's daadwerkelijk bedraden (WS2811 Strand-versie)

Zorg ervoor dat u aandacht besteedt aan stap 11 over de bedradingsinstructies! De onderkant gaat van groen naar rood, de bovenkant van rood naar groen

Zoals op de afbeeldingen te zien is, zal het erg "vol" zijn in de bal. Dit betekent dat u later niet meer gemakkelijk bij de Arduino en het gat voor de stroomkabel kunt. Daarom moet je de stroomkabel alvast door het gat in het onderste stuk steken en vastlijmen. Uiteindelijk heb ik de LED-streng van stroom voorzien bij de 50e LED in plaats van de 40e, omdat er al een connector op die plaats was.

Eigenlijk is het plaatsen van de LED's vrij eenvoudig. Steek er gewoon een in een gat, doe er wat lijm omheen en volg het patroon beschreven in stap 11. Tijdens het plaatsen van de LED's kun je gewoon controleren of je ze goed plaatst door de code uit stap 11 uit te voeren.

Om wat meer vrijheid tussen de helften te krijgen heb ik led 39 en 40 niet vastgelijmd, zodat ze eruit kunnen komen bij het uit elkaar halen van de helften, waardoor ik wat meer ruimte heb.

Stap 14: De definitieve code op de bal plaatsen

Nu rest alleen nog de laatste code op de bal.

Als je een eenvoudige uitdaging wilt, probeer dan een potentiometer toe te voegen om de "Waarde" van de HSV te veranderen, wat betekent dat je de bal gemakkelijk kunt dimmen door aan een knop te draaien.

Als alternatief kunt u een knop toevoegen om te schakelen tussen modi of animaties.

Of voeg draadloze bediening toe als je een NodeMCU hebt gebruikt, ik word altijd blij als mensen projecten verbeteren:)

Stap 15: Bewonder je geweldige lamp

Als je het leuk vond om deze instructable te lezen, zou ik het erg op prijs stellen als je me zou steunen door je te abonneren op mijn youtube of hier een reactie achter te laten. Ik probeer meer van dit soort projecten te maken en zien dat mensen genieten van projecten die ik maak, motiveert me echt.

Stap 16: Extra dingen die verband houden met dit project

Het meegeleverde Python-script is het script dat ik heb gebruikt om de LED's te krijgen die lagen in de bal vormen. Ik was toen al uren bezig met het in kaart brengen van de vijfhoeken en zeshoeken (ik weet niet waarom het zo lang duurde), en ik wilde ook echt niet ook LED's in ringen tellen. De code is een puinhoop, maar het werkt.

De eerste foto is van de eerste versie van deze bal. Ik had toen nog geen 3D-printer, en ook nog niet de lasergesneden onderdelen. Ik was ongeduldig en in plaats van de ballen aan de lasergesneden delen te lijmen, lijmde ik de ballen gewoon aan elkaar. Dit was niet praktisch, omdat je de gue dan van buitenaf kunt zien. Hoe dan ook, het is leuk om te doen als je ooit een model van een "bucky-ball" nodig hebt voor scheikunde.

Ik heb de tweede foto toegevoegd omdat ik denk dat het een cool ontwerp zou kunnen zijn voor zoiets als dit. Plaats de panelen gewoon aan de buitenkant in plaats van aan de binnenkant en je krijgt een heel andere look!