Светодиодный мяч-мяч для настольного тенниса: 16 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Предыстория

Построив некоторое время назад плоскую панель из мячей для настольного тенниса, я начал задаваться вопросом, можно ли сделать трехмерную панель из мячей для настольного тенниса. В сочетании с моим интересом к созданию "искусства" из повторяющихся геометрических форм я сделал это! Эта лампа состоит из 80 мячей для настольного тенниса, размещенных по углам усеченного икосаэдра, более известного как узор на футбольном мяче. Первоначально я представлял себе шар, по которому текут цвета, и доволен тем, как он в итоге выглядел. Мне пришлось сделать два таких шара, потому что я взорвал первый, подключив светодиоды 5 В непосредственно к 220 В. …. Но, с другой стороны, это позволило мне внести некоторые улучшения в сборку при создании второй. Так что, думаю, все не так уж и плохо.

Выбор дизайна

Конечно, основными компонентами этой сборки, которые определяют размер всего, являются мячи для настольного тенниса. Количество вариантов размещения мячей для настольного тенниса, чтобы они были прочными и чтобы между мячами оставалось как можно меньше черного пространства, было ограничено. В итоге я выбрал усеченный икосаэдр. Как оказалось, эта форма, к счастью, также хорошо сочеталась с другим ограничивающим фактором - светодиодами. Я хотел, чтобы этот проект работал с общедоступными светодиодными лентами WS2812B 30 / м. Расстояние между светодиодами на этих полосах составляет 33,33 мм. Однако расстояние между центрами двух мячей для настольного тенниса составляет 40 мм. Однако, поскольку шары расположены не по прямой линии, а по кривой, это оказалось почти идеально.

Наконец-то

Надеюсь, вам понравится создавать этот проект или просто читать сборку. Удачи! (PS: Если вы в конечном итоге создадите это, я был бы очень признателен, если бы вы могли поделиться своей сборкой со мной, видя, что другие наслаждаются и создают Instructables, которые я сделал, действительно делает мой день!)

Подпишитесь на мой профиль Instructables или на YouTube, чтобы быть в курсе новых замечательных (LED) проектов!

Шаг 1: материалы / инструменты

Как всегда, есть несколько способов построить что-то подобное, и правильного способа не существует. По этой причине я также упомяну некоторые альтернативы.

Материалы

80 x (купите еще несколько, чтобы перестраховаться) Мячи для тенниса WhiteTable 40 мм (amazon.de)

Выбор правильного типа мячей для настольного тенниса очень важен для этого проекта. Мячи для настольного тенниса обычно имеют шов, в котором две половинки сложены вместе. Само по себе это не проблема, поскольку, сделав отверстие в середине одной из этих половинок, шов не будет виден на дисплее. Я настоятельно не советую покупать шары с принтом на них, однако, если вы все же покупаете их, важно, чтобы принт на шарах был ориентирован на спину. Это может привести к тому, что часть шва будет видна спереди. При покупке мячей для пинг-понга также не покупайте шары, которые сияют или продаются как шары для пивного понга (отражают свет). Они также не будут рассеивать свет, и это будет выглядеть странно (пример шариков для пинг-понга, которые не стоит покупать).

5м 30LED / м полоса WS2812b

Преимущество использования светодиодной ленты заключается в том, что внутри шара остается намного больше свободного места. Также будет проще вносить изменения или ремонтировать. Однако приклеить светодиоды на место сложнее, и вам нужно будет сделать гораздо больше пайки. В качестве альтернативы вы можете купить две предварительно припаянные жилы WS2811. Это немного дороже, но сэкономит вам немного времени. Недостатком этих светодиодов является то, что они пахнут очень синтетически, и запах немного заметен, когда вы находитесь рядом с ними. Лично я бы использовал светодиодную ленту просто потому, что мне нравится, чтобы мои проекты были максимально совершенны, а синтетический запах меня беспокоит. В качестве альтернативы, лучшим вариантом, вероятно, будет неводонепроницаемая версия стоек на 50 светодиодов, они не должны пахнуть, но это всего лишь предположение. Однако они недоступны в большинстве местных интернет-магазинов.

- (При использовании WS2812b) 3 м 3-жильного кабеля

блок питания 5В 5А

В качестве альтернативы будет безопаснее / аккуратнее купить кабель с уже вставленным силовым блоком.

Кабель с вилкой (для подачи питания на блок питания)

Я всегда получаю их из старых сломанных устройств или в комиссионном магазине.

Микроконтроллер без предварительно припаянных контактов

Я закончил использовать nodemcuV3 только потому, что у меня был один, и мне нужна была возможность что-то сделать с Wi-Fi. Если вы никогда не использовали один из них, я советую вам купить Arduino nano.

3-х контактный разъем JST

Это просто упростит подключение и отключение всего.

какой-то электрический провод

термоусадочная трубка

Инструменты

Сверло для колонн с сверлом 8 мм

Можно использовать и обычное сверло, однако сверлить большие отверстия в круглом предмете - неинтересно. Другой потенциальной альтернативой может быть паяльник (не волнуйтесь, если ваши мячи для настольного тенниса не из целлулоида, они не сгорят легко)

3д принтер

Это нужно для печати деталей, которые находятся между шариками. Советую использовать нить непрозрачного цвета. В качестве альтернативы вы можете вырезать детали из дерева или картона на станке с ЧПУ.

Паяльник

Горячий клей

И приличный запас клеевых стержней

(Телефон) Фонарик

небольшие завязки для галстука

Резиновые ленты

Или кто-то другой, который может удерживать детали на месте при сборке шара. Это сделает вашу жизнь намного проще.

- Маркер (необязательно)

Шаг 2: Печать панелей и вспомогательных элементов

Для самой лампы нам понадобятся:

-11x "pentagon piece.stl"

-1x "пятиугольник nodemcu.stl"

-20x "шестигранник. Stl"

При печати убедитесь, что вы хотите, чтобы часть, которая будет видна в окончательной сборке, была нижним слоем вашего отпечатка или верхним слоем. Эти детали можно напечатать в низком качестве, просто используйте достаточное количество верхнего / нижнего слоев, чтобы не было видно заполнения. Вы можете модифицировать эти детали в соответствии со своими потребностями, например, сделав отверстия в пятиугольных панелях для кнопок или потенциометра. Arduino nano также должна соответствовать части для nodemcu, вам просто нужно будет закрепить ее каким-либо другим способом.

Для изготовления светильника нам понадобятся:

-1x "шестиугольник helper.stl"

-1x "пятиугольник helper.stl"

-1x "пятиугольник-помощник top.stl"

-3x "Construction helper.stl"

В качестве альтернативы вы можете вырезать эти части лазером, у меня сейчас нет этих файлов, но сделать их не должно быть слишком сложно. В моей первой сборке этой лампы я использовал вырезанный лазером триплекс, который я закрасил акриловой краской в черный цвет. В итоге получилось неплохо.

Шаг 3: подготовка мячей для настольного тенниса

Во-первых, давайте начнем с того, что важно при работе с мячами для настольного тенниса: никогда не кладите их на грязную поверхность, лучше всегда держите их на полотенце. Очень легко удалить пятна с мячей для настольного тенниса. Теперь мы разобрались с этим, давайте начнем с других вещей, которые я обнаружил, когда делал вещи из мячей для настольного тенниса.

Место, в котором вы просверливаете отверстие в шариках, имеет большое значение для того, насколько аккуратно будет выглядеть конечный продукт. Вы хотите, чтобы часть мяча, обращенная наружу, была как можно более аккуратной. Вы хотите, чтобы неровности на внутренней стороне мяча были на обратной стороне, вы хотите, чтобы отпечатки на мячах для настольного тенниса были на внутренней стороне и, наконец, вы хотите, чтобы шов был как можно меньше виден. Если у вас есть мячи для настольного тенниса с отпечатками, вы можете их отшлифовать. Я сделал это водой и очень мелкой наждачной бумагой. Это займет некоторое время, но конечный результат будет лучше.

Если у вас есть отпечатки на мячах для настольного тенниса, вероятно, лучше всего просверлить отверстия в центре отпечатка. Если на них нет отпечатков, возьмите фонарик и посветите им на мяч для настольного тенниса, чтобы увидеть расположение шва и неровности. Вы хотите, чтобы с лицевой стороны было видно как можно меньше швов и возможных неровностей. Вы можете взять маркер, чтобы поставить точку на шаре в том месте, где вы хотите просверлить отверстие (противоположное хорошей стороне). Если вы решили пометить все шары сразу, не бросайте их просто друг на друга, так как маркер на одном шаре может попасть на другой.

Шаг 4: сверление отверстий

Если у вас есть сверло для колонн, это будет довольно просто. Просто не забудьте положить мячи для настольного тенниса на полотенце. У сверла для колонн, которое я использовал, было отверстие на 3 см в нижней панели, и это было отлично для удержания шариков на месте, когда я прижимал сверло. Если вы решите использовать ручную дрель, вероятно, будет практически невозможно просверлить отверстия диаметром 8 мм. Вам, вероятно, сначала придется просверлить меньшее отверстие, чтобы направить большее сверло.

После того, как вы просверлите отверстия, вам нужно будет удалить с шариков остатки пластика. Это будет проще всего, если вы снова воспользуетесь фонариком. Просто посветите фонариком сбоку от отверстия и посмотрите на нижнюю часть шара, если увидите какие-либо обломки. Если вы видите что-то, вы можете либо встряхнуть его, либо использовать плоскогубцы. Обязательно сделайте это сейчас, потому что, когда все шары будут склеены, это будет сложно сделать.

Шаг 5: пятиугольники

При склейке не приклеивайте один шарик к другому, а кладите клей только между пластиковыми деталями и шариками

Для построения пятиугольников выполните следующие шаги:

-Положите «пятиугольник-помощник» на землю и поместите на него 5 мячей для настольного тенниса отверстиями вверх.

- Поместите «верхушку помощника пятиугольника» поверх него и, при желании, используйте резинку, чтобы прижать две части помощника друг к другу.

-Поместите "пятиугольник" в центр, убедитесь, что правая сторона обращена наружу.

-Поверните все шары так, чтобы отверстия были обращены к центру шара.

-Убедившись, что все шары прижаты друг к другу и все касаются «части пятиугольника», вы, наконец, можете использовать горячий клей, чтобы соединить шары с «частью пятиугольника».

Повторите эти шаги для оставшихся 11 частей.

Шаг 6: Подключите микроконтроллер

На этом этапе, вероятно, будет хорошей идеей подключить микроконтроллер, поскольку прямо сейчас все легко доступно. Как видно на изображении со «схемой», подключите штекерный разъем JST к Arduino. Вы можете подключить JST-соединение к началу светодиодной ленты, чтобы убедиться, что вы правильно подключили провода для 5 В и GND. Затем просто припаяйте провод GND к выводу заземления на Arduino, припаяйте провод 5V к выводу Vin на Arduino (вывод Vin, а не вывод 5V) и припаяйте провод данных к цифровому выводу 8. Теперь вы сможете прикрепить Arduino к детали с помощью небольших стяжек.

Шаг 7: сложение трех пятиугольников

Этот шаг должен быть самым сложным, поэтому вам может потребоваться несколько попыток, чтобы сделать его правильно. Это можно сделать с помощью резинок, но пара дополнительных рук определенно сделает это намного проще. Пожалуйста, прочтите эти шаги перед тем, как начать, потому что мне сложно это четко объяснить.

Начните с размещения трех пятиугольников (для нижней половины один из этих трех должен быть пятиугольником с микроконтроллером, это будет центр) на «шестиугольник-помощник». Затем вставьте центральный шар и поместите на него шестигранник.

И вот начинается настоящий вызов. Все 3 части пятиугольника нужно немного приподнять и поставить в устойчивое положение, обернув вокруг них 3 детали-конструктора и 3 резинки. Одной рукой я держал все в устойчивом состоянии, а другой использовал для размещения деталей и резинок. затем поместите 3 мяча для настольного тенниса в пустые места на строительных помощниках. Это заставит все под правильным углом.

Удостоверьтесь, что все прижимаете ко всему остальному, и вистите одной рукой, чтобы приложить немного силы ко всему, используйте другую, чтобы склеить две части пятиугольника вместе (НЕ склеивайте свободные мячи для настольного тенниса, просто соедините части пятиугольника с шестигранником. Нанесите клей по всему краю, а не по одному мазку. Подождите, пока клей высохнет, а затем присоедините к нему третий кусок.

Приклейте шарик в центр всего на место (нужно всего несколько капель клея), снимите все детали конструкции и удалите 3 незакрепленных шарика.

Шаг 8: добавляем остальные пятиугольники

Добавьте остальные пятиугольники вокруг центрального пятиугольника. Это должно быть намного проще, чем первое. Шары, которые входят между 3 частями пятиугольника, также можно приклеить на место.

Шаг 9: финальные мячи

Возьмите помощника с шестигранником и используйте его, чтобы установить последние шарики во внешнем кольце. Это может потребовать от вас некоторой нагрузки на деталь, но это должно быть нормально. Теперь повторите последние несколько шагов для верхней половины и готовых шариков! просто поместите две половинки друг на друга и полюбуйтесь своим красивым мячом для настольного тенниса. Половинки могут не подходить для любой ориентации, поэтому проверьте, какая ориентация подходит лучше всего.

Шаг 10: Электроника

Я объясню, что такое электроника, прежде чем строить ее. Поскольку понимание всего важно для устранения проблем. Я воспользуюсь изображением выше, чтобы объяснить это. Прежде всего, схема использует источник питания 5V для питания всего. Обычно этот блок питания ставят на конец светодиодной ленты. Недостаток этого решения, если, однако, светодиоды на конце концевой полосы не будут светить так ярко, эта проблема обычно решается путем прокладки дополнительных проводов от начала до конца светодиодной ленты (что вы также можете сделать).. Однако я решил просто обеспечить мощность посередине. Arduino, у которого уже должен быть штекер JST, теперь можно легко подключить к началу светодиодной ленты.

Теперь, наконец, есть небольшой отрезок провода с двумя разъемами JST без линии 5 В внизу (см. Второе изображение). Этот раздел должен быть между ними, когда Arduino подключен к компьютеру для программирования. Другими словами, когда Arduino получает 5 В через USB, линия 5 В для светодиодов должна быть отключена, иначе все может сломаться. Вы должны сделать этот кусок с двумя разъемами и без провода 5V, чтобы вы могли позже проверить свои светодиоды.

Ах да, чуть не забыл:

Блок питания не может находиться внутри шара. Я пробовал, станет печь

Даже если блок питания находится вне шара, внутри будет немного жарко, но ничего страшного.

Шаг 11: Как убедиться, что вы подключаете светодиоды в правильном месте

Все светодиоды в шаре отображаются на шестиугольники, пятиугольники и кольца, частью которых они являются. Это довольно сложная работа, чтобы правильно сопоставить все, и, чтобы избежать этого, важно, чтобы вы подключили светодиоды точно так же, как на изображении.

На изображении показана нижняя половина мяча. Светодиод 0 (первый светодиод, который будет подключен к вашей Arduino) должен быть в зеленой точке. Последний светодиод нижнего слоя, светодиод 39, должен находиться в красной точке. Для верхней половины вы должны следовать той же линии, но в обратном направлении. Это означает, что вы начинаете с красной точки и продвигаетесь к зеленой.

Чтобы убедиться, что вы правильно разместили все светодиоды (в случае, если я не смог четко это объяснить), вы можете запустить код, представленный на этом шаге. Как видно на изображениях, этот код будет циклически проходить через каждую отдельную группу светодиодов (каждый пятиугольник и шестиугольник). Если вы видите, что загорается группа светодиодов, которая не является пятиугольником или шестиугольником, вы знаете, что что-то пошло не так. Вы можете запустить этот код с любым количеством светодиодов, независимо от того, сколько светодиодов вы сейчас подключили.

Примечание: чтобы разместить код на Arduino, вам необходимо загрузить Arduino IDE и установить библиотеку fastLED. Я не буду вдаваться в подробности, поскольку в Интернете есть множество хороших руководств о том, как это сделать.

Шаг 12: Собственно подключение светодиодов (версия WS2812b)

Обязательно обратите внимание на шаг 11 о направлениях проводки! Нижний цвет переходит от зеленого к красному, верхний - от красного к зеленому

Для нижней половины вам нужно будет вырезать из полосы следующие части:

-5 х 3 светодиода

-5 х 2 светодиода

-1 х 15 светодиодов

Их нужно спаять по следующей схеме: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15, причем Din находится на первой секции из 3, а Dout - на последнем светодиоде. раздела 15. Убедитесь, что вы припаяли детали в правильном направлении. Я использовал куски 3-х прядной проволоки примерно по 10 см между каждой секцией. В конце секции из 15 светодиодов протяните кусок провода длиной 30 см. Это даст вам больше места при разделении половинок.

Для верхней половины вам понадобится такое же количество частей светодиодной ленты, как и для нижней половины. только вы добавляете минимальный обратный порядок: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Если вы не уверены, правильно ли вы размещаете светодиоды, просто запустите код из предыдущий шаг, чтобы убедиться, что все подключено правильно.

Используйте горячий клей, чтобы склеить все секции светодиодов на месте, вам также может потребоваться расширить некоторые отверстия, чтобы светодиоды поместились, если отверстия не имеют правильного направления. Следите за тем, чтобы внутрь шариков не капал горячий клей.

После этого вы можете пропустить кабель питания через колпачок в пятиугольнике с Arduino, чтобы все могло быть запитано.

Шаг 13: Собственно подключение светодиодов (версия WS2811 Strand)

Обязательно обратите внимание на шаг 11 о направлениях проводки! Нижний цвет переходит от зеленого к красному, верхний - от красного к зеленому

Как видно из изображений, внутри шара будет очень «тесно». Это означает, что вы больше не сможете легко получить доступ к Arduino и отверстию для кабеля питания позже. Поэтому вы уже должны пропустить кабель питания через отверстие в нижней части и приклеить его на место. Я закончил тем, что включил светодиодную жилу на 50-м светодиодах вместо 40-го, поскольку в этом месте уже был разъем.

На самом деле вставить светодиоды довольно просто. Просто вставьте один в отверстие, нанесите немного клея и следуйте схеме, описанной в шаге 11. Во время размещения светодиодов вы можете просто проверить, правильно ли вы их размещаете, запустив код, представленный на шаге 11.

Чтобы получить больше свободы между половинками, я не приклеивал светодиоды 39 и 40, чтобы они могли выскочить при разборке половинок, давая мне больше места.

Шаг 14: окончательный код на шаре

Теперь остается только ввести окончательный код в действие.

Если вам нужна простая задача, попробуйте добавить потенциометр для изменения «значения» HSV, что означает, что вы можете легко уменьшить яркость шара, повернув ручку.

Кроме того, вы можете добавить кнопку для переключения между режимами или анимацией.

Или добавьте беспроводное управление, если вы использовали NodeMCU, я всегда рад видеть, как люди улучшают проекты:)

Шаг 15: полюбуйтесь своей потрясающей лампой

Если вам понравилось читать это руководство, я был бы очень признателен, если бы вы поддержали меня, подписавшись на мой YouTube или оставив здесь комментарий. Я стараюсь делать больше подобных проектов, и то, что людям нравятся проекты, которые я делаю, действительно мотивирует меня.

Шаг 16: Дополнительные материалы, связанные с этим проектом

Предоставленный сценарий python - это сценарий, который я использовал для получения светодиодов, образующих слои в шаре. К тому моменту я уже часами составлял карту пятиугольников и шестиугольников (я не знаю, почему это заняло так много времени), и я действительно не хотел также считать светодиоды в кольцах. Код беспорядочный, но он работает.

Первая фотография из первой версии этого шара. В то время у меня не было 3D-принтера, а также деталей, вырезанных лазером. Я был нетерпелив и вместо того, чтобы приклеивать шарики к деталям, вырезанным лазером, я просто приклеивал шарики друг к другу. Это было непрактично, так как так можно было увидеть гу снаружи. В любом случае, это хорошее дело, если вам когда-нибудь понадобится модель «круглого шара» для химии.

Я включил вторую картинку, потому что думаю, что это может быть классный дизайн для чего-то вроде этого. Просто разместите панели снаружи, а не внутри, и вы получите совершенно другой вид!