Pallina da ping pong LED: 16 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

retroscena

Dopo aver costruito un pannello piatto di palline da ping pong qualche tempo fa, ho iniziato a chiedermi se fosse possibile realizzare un pannello 3D con palline da ping pong. Combinato con il mio interesse nel fare "arte" da forme geometriche ricorrenti ho realizzato questo! Questa lampada è composta da 80 palline da ping pong, poste agli angoli di un icosaedro troncato, più comunemente noto come motivo su un pallone da calcio. Originariamente immaginavo una palla con i colori che scorrevano su di essa, e sono contento di come è finita. Ho dovuto fare due di queste palline perché ho fatto esplodere la prima collegando i LED 5v direttamente a 220V. …. Ma, d'altra parte, questo mi ha permesso di apportare alcuni miglioramenti alla build quando ne facevo una seconda. Quindi immagino che non sia poi così male.

Scelte di design

Naturalmente, i componenti principali di questa build che decidono le dimensioni di tutto sono le palline da ping pong. Il numero di opzioni in cui potevo posizionare le palline da ping pong, in modo che fossero robuste e in modo tale che ci fosse il minor spazio nero possibile, lo spazio tra le palline era limitato. Ho finito per andare con un icosaedro troncato. Come si è scoperto, questa forma fortunatamente ha funzionato bene anche con un altro fattore limitante, i LED. Volevo che questo progetto funzionasse con le strisce LED WS2812B 30/m comunemente disponibili. La distanza tra i LED su quelle strisce è 33,33 mm. La distanza tra il centro di due palline da ping pong è comunque di 40 mm. Tuttavia, poiché le palline non sono posizionate in linea retta, ma in una curva, questo si è rivelato quasi perfetto.

Finalmente

Spero che ti piaccia costruire questo progetto o semplicemente leggere la build. Buona fortuna! (PS: Se finisci per costruire questo, apprezzerei davvero se potessi condividere la tua build con me, vedere che gli altri si divertono e costruiscono Instructables che ho realizzato mi rende davvero la giornata!)

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Passaggio 1: materiali/strumenti

Come sempre ci sono molti modi per costruire qualcosa del genere, e un modo corretto non esiste. Per questo motivo, citerò anche alcune alternative.

Materiali

80 palline da tennis da tavolo bianche da 40 mm (acquistatene altre per sicurezza) (amazon.de)

Scegliere il giusto tipo di palline da ping pong è molto importante per questo progetto. Le palline da ping pong hanno generalmente una cucitura in cui sono state aggiunte due metà. Questo di per sé non è un problema, poiché praticando un foro al centro di una di quelle metà la cucitura non sarà visibile sul display. Consiglio vivamente di non acquistare palline con una stampa, tuttavia, se le compri ancora, è importante che la stampa sulle palline sia orientata sul retro. Ciò potrebbe far sì che un pezzo della cucitura sia visibile dalla parte anteriore. Quando si acquistano palline da ping pong, inoltre, non acquistare palline che brillano o che vengono vendute come palline da birra (riflettere la luce). Non diffondono nemmeno la luce e sembreranno strani (un esempio di palline da ping pong che non dovresti comprare).

Striscia 5m 30LED/m WS2812b

Un vantaggio dell'utilizzo di una striscia LED è che ti ritroverai con molto più spazio libero all'interno della palla. Anche apportare modifiche o riparazioni sarà più semplice. Tuttavia, incollare i LED in posizione richiede più lavoro e dovrai eseguire molte più saldature. In alternativa, puoi acquistare due fili WS2811 pre-saldati. Questo è un po' più costoso, ma ti farà risparmiare un po' di lavoro. Uno svantaggio di questi LED è che hanno un odore molto sintetico e l'odore è un po' percettibile quando ci si avvicina. Personalmente userei la striscia led, solo perché mi piacciono i miei progetti il più possibile perfetti, e l'odore di sintetico mi dà fastidio. In alternativa, l'opzione migliore sarebbe probabilmente la versione non impermeabile degli stativi a 50 LED, questi non dovrebbero avere odore, ma questa è solo un'ipotesi. Tuttavia, questi non sono disponibili nella maggior parte dei negozi online locali.

- (Se si utilizza WS2812b) 3 m di cavo a 3 fili

Alimentazione 5V 5A

In alternativa, sarà più sicuro/più ordinato acquistare un cavo con power brick già presente.

Cavo con spina (per fornire alimentazione al tuo alimentatore)

Li prendo sempre da vecchi dispositivi rotti o da un negozio dell'usato

Microcontrollore senza pin pre-saldati

Ho finito di usare un nodemcuV3, solo perché ne avevo uno in giro e volevo l'opzione per fare qualcosa con il wifi. Se non hai mai usato uno di quelli prima ti consiglio di acquistare un Arduino nano

Connettore JST 3 pin

Questi renderanno semplicemente la connessione e la disconnessione di tutto un po' più facili.

Qualche filo elettrico

Tubo termoretraibile

Utensili

Trapano a colonna con trapano da 8mm

Potrebbe essere utilizzato anche un normale trapano, tuttavia, praticare fori grandi in un oggetto rotondo non è divertente. Un'altra potenziale alternativa sarebbe un saldatore (non preoccuparti, a meno che le tue palline da ping pong non siano di celluloide, non bruceranno facilmente)

stampante 3d

Hai bisogno di questo per stampare le parti che vanno tra le palline. Consiglio di utilizzare un colore del filamento non traslucido. In alternativa, puoi tagliare a laser le parti da legno o cartone.

Saldatore

Colla calda

E una discreta scorta di stick di colla

(Telefono) Torcia elettrica

fascette piccole

Elastici

O qualcun altro che può tenere le parti in posizione durante l'assemblaggio della palla. Questo renderà la tua vita molto più facile.

- Marcatore (opzionale)

Passaggio 2: stampa dei pannelli e dei pezzi ausiliari

Per la lampada stessa, abbiamo bisogno di:

-11x "pezzo pentagono.stl"

-1x "pezzo del pentagono nodemcu.stl"

-20x "pezzo esagonale.stl"

Quando li stampi, assicurati che la parte che sarà visibile nella build finale sia lo strato inferiore della tua stampa o lo strato superiore. Queste parti possono essere stampate in bassa qualità, basta usare abbastanza strati superiore/inferiore in modo da non vedere il riempimento. Puoi modificare queste parti secondo le tue esigenze, ad esempio praticando fori nei pannelli del pentagono per i pulsanti o un potenziometro. Un Arduino nano dovrebbe adattarsi anche alla parte per il nodemcu, dovrai solo proteggerlo in qualche altro modo.

Per aiutare a costruire la lampada abbiamo bisogno di:

-1x "hexagon helper.stl"

-1x "pentagono helper.stl"

-1x "pentagono helper top.stl"

-3x "helper.stl"

In alternativa, puoi tagliare queste parti al laser, al momento non ho questi file disponibili, ma non dovrebbe essere troppo difficile realizzarli. Nella mia prima costruzione di questa lampada, ho usato triplex tagliato al laser che ho dipinto di nero con vernice acrilica. Alla fine è sembrato abbastanza carino.

Passaggio 3: preparare le palline da ping pong

Prima di tutto, iniziamo con qualcosa che è importante quando si lavora con le palline da ping pong: non appoggiarle mai su una superficie non pulita, preferibilmente tenerle sempre su un asciugamano. È davvero facile diventare difficile rimuovere le macchie sulle palline da ping pong. Ora che ci siamo chiariti, iniziamo con altre cose che ho trovato mentre creavo cose con le palline da ping pong.

La posizione in cui si pratica un foro nelle palle fa molta differenza nell'aspetto ordinato del prodotto finale. Vuoi che la parte della palla rivolta verso l'esterno sia il più ordinata possibile. Vuoi che le irregolarità all'interno della palla siano sul retro, vuoi che le stampe sulle palline da ping pong siano all'interno e, infine, vuoi essere il meno possibile dalla cucitura per essere visibile. Se hai palline da ping pong con stampe, puoi scegliere di carteggiarle. L'ho fatto con acqua e carta vetrata molto fine. Questo richiede un po' di tempo, ma il risultato finale sarà migliore.

Se hai delle impronte sulle palline da ping pong, probabilmente è meglio praticare i fori al centro della stampa. Se non hanno stampe, dovresti prendere la torcia e puntarla su una pallina da ping pong per vedere la posizione della cucitura e vedere se ci sono irregolarità. Vuoi che la cucitura e le potenziali irregolarità siano visibili dal lato anteriore. Puoi prendere un pennarello per posizionare un punto sulla palla nel punto in cui vuoi praticare il foro (l'opposto del lato buono). Se decidi di segnare tutte le palline contemporaneamente, assicurati di non gettarle una sopra l'altra poiché il marcatore su una pallina potrebbe spostarsi su un'altra.

Passaggio 4: fori di perforazione

Se hai a disposizione un trapano a colonna, sarà abbastanza facile. Assicurati di posizionare le palline da ping pong su un asciugamano. Il trapano a colonna che ho usato aveva un foro di 3 cm nel pannello inferiore, e questo era ottimo per mantenere le palline in posizione mentre premevo il trapano verso il basso. Se decidi di usare un trapano a mano, probabilmente sarà quasi impossibile praticare fori da 8 mm. Probabilmente dovrai prima praticare un foro più piccolo per guidare il trapano più grande.

Dopo aver praticato i fori, dovrai rimuovere la plastica rimanente dalle palline. Questo sarà più semplice se usi di nuovo la torcia. Basta brillare con una torcia sul lato del foro e guardare il fondo della palla se vedi detriti. Se ne vedi qualcuno, puoi scuoterlo o usare le pinze per estrarlo. Assicurati di farlo ora, perché sarà difficile da fare una volta che tutte le palline saranno incollate insieme.

Passaggio 5: Pentagoni

Per tutti gli incollaggi, non incollare una palla all'altra, metti solo la colla tra le parti in plastica e le palline

Seguire i seguenti passaggi per costruire i pentagoni:

-Posiziona l'"aiutante del pentagono" a terra e appoggiaci sopra 5 palline da ping pong, con i fori rivolti verso l'alto.

-Posiziona il "pentagono helper top" sopra di esso e opzionalmente usa degli elastici per premere i due helper l'uno verso l'altro.

-Posiziona il "pezzo del pentagono" al centro, assicurati che il lato destro sia rivolto verso l'esterno.

-Ruota tutte le palline in modo che i fori siano rivolti verso quello che sarà il centro della pallina.

-Dopo esserti assicurato che tutte le palline siano premute l'una contro l'altra e stiano tutte toccando il "pezzo del pentagono", puoi finalmente usare la colla a caldo per collegare le palline con il "pezzo del pentagono".

Ripeti questi passaggi per i restanti 11 pezzi.

Passaggio 6: collega il tuo microcontrollore

A questo punto, è probabilmente una buona idea collegare il tuo microcontrollore, poiché tutto è facilmente accessibile in questo momento. Come si può vedere nell'immagine con lo "schema", collegare il connettore JST maschio ad Arduino. Puoi collegare la connessione JST all'inizio della striscia LED per assicurarti di ottenere i cavi per 5V e GND corretti. Quindi saldare semplicemente il filo GND a un pin di terra sull'Arduino, saldare il filo 5V al pin Vin sull'Arduino (pin Vin, non il pin 5V) e saldare il filo dati al pin8 digitale. Dovresti essere in grado di attaccare l'Arduino al pezzo con alcune piccole fascette ora.

Passaggio 7: aggiunta di tre pentagoni insieme

Questo passaggio deve essere di gran lunga il più impegnativo, quindi potrebbero essere necessari alcuni tentativi per farlo bene. È fattibile con gli elastici, ma un paio di mani in più lo renderanno sicuramente molto più facile. si prega di leggere questi passaggi prima di iniziare, perché è difficile per me spiegarlo chiaramente.

Inizia posizionando 3 pentagoni (per la metà inferiore uno di quei 3 dovrebbe essere il pezzo del pentagono con il microcontrollore, questo sarà il centro) sull'"hexagon helper". Quindi inserire la sfera centrale e posizionarvi sopra il pezzo esagonale.

E ora inizia la vera sfida. Tutte e 3 le parti del pentagono devono essere leggermente sollevate e devono essere messe in una posizione stabile posizionando i 3 pezzi "aiutante di costruzione" e 3 elastici attorno ad esso. Ho usato una mano per mantenere tutto stabile mentre ho usato l'altra per posizionare i pezzi dell'"aiuto per la costruzione" e gli elastici. posto successivo 3 palline da ping pong negli spazi vuoti sugli aiutanti di costruzione. Questo forzerà tutto nell'angolazione corretta.

Assicurati che tutto se premi contro tutto il resto e usa una mano per esercitare un po' di forza su tutto, usa l'altra per incollare insieme due pezzi del pentagono (NON incollare le palline da ping pong sciolte, basta collegare i pezzi del pentagono con il pezzo esagonale. Usa la colla su tutto il bordo, non solo una piccola quantità. Aspetta che la colla si asciughi e poi collega il terzo pezzo ad essa.

Incolla la pallina al centro di tutto a posto (sono necessarie solo poche gocce di colla) e rimuovi tutti i pezzi di costruzione e rimuovi le 3 palline sciolte.

Passaggio 8: aggiunta del resto dei pentagoni

Aggiungi il resto dei pentagoni attorno al pentagono centrale. Questo dovrebbe essere molto più facile del primo. Le palline che vanno tra i 3 pezzi del pentagono possono anche essere incollate in posizione.

Passaggio 9: balli finali

Prendi l'aiutante esagonale e usalo per posizionare le palline finali nell'anello esterno. Questo potrebbe richiedere di mettere un po' di stress sulla parte, ma dovrebbe andare bene. Ora ripeti gli ultimi passaggi per la metà superiore e hai finito di incollare le palline!! basta posizionare le due metà una sopra l'altra e ammirare la tua bellissima pallina da ping pong. Le metà potrebbero non adattarsi bene in ogni orientamento, quindi controlla quale orientamento si adatta meglio.

Passaggio 10: elettronica

Spiegherò la roba elettronica prima di costruirla effettivamente. Poiché capire tutto è importante per risolvere i problemi. Userò l'immagine sopra per spiegarlo. Innanzitutto il circuito utilizza un alimentatore da 5V per alimentare il tutto. Di solito, qualcuno metterà questo alimentatore all'estremità di una striscia LED. Lo svantaggio di farlo se tuttavia i LED all'estremità della striscia di estremità non brilleranno così luminosi, questo problema viene solitamente risolto eseguendo fili aggiuntivi dall'inizio alla fine della striscia LED (cosa che potresti fare anche tu). Ho scelto tuttavia solo di fornire energia nel mezzo. L'Arduino, che dovrebbe già avere il connettore JST maschio, ora può essere facilmente collegato all'inizio della striscia LED.

Ora finalmente c'è una piccola sezione di filo con due connettori JST senza una linea 5V nella parte inferiore (vedi la seconda immagine). Questa sezione deve essere nel mezzo quando Arduino è collegato a un PC per la programmazione. In altre parole, quando Arduino riceve 5V tramite USB, la linea 5V ai LED deve essere scollegata, altrimenti qualcosa potrebbe rompersi. Dovresti realizzare questo pezzo con due connettori e nessun cavo da 5 V ora in modo da poter testare i tuoi LED in seguito.

Oh, e quasi dimenticavo:

L'alimentatore non può essere all'interno della palla. Ho provato, diventerà un forno

Anche con l'alimentatore esterno alla palla, all'interno farà un po' caldo, ma niente di grave.

Passaggio 11: come assicurarsi di cablare i LED nel posto giusto

Tutti i LED nella sfera sono mappati sugli esagoni, sui pentagoni e sugli anelli di cui fanno parte. È un bel lavoro mappare tutto correttamente e per evitare di doverlo fare, è importante che cablate i LED esattamente come nell'immagine.

L'immagine mostra la metà inferiore della palla. Il LED 0 (il primo led, quello che sarà collegato al tuo Arduino) dovrebbe essere sul punto verde. L'ultimo LED dello strato inferiore, il LED 39, dovrebbe trovarsi sul punto rosso. Per la metà superiore, dovresti seguire la stessa linea, ma all'indietro. Ciò significa che inizi dal punto rosso e procedi verso il punto verde.

Per assicurarti di posizionare correttamente tutti i LED (nel caso non fossi riuscito a spiegarlo chiaramente) puoi eseguire il codice fornito in questo passaggio. Come si può vedere nelle immagini, questo codice scorrerà ogni singolo gruppo di LED (ogni pentagono ed esagono). Se vedi accendersi un gruppo di LED che non è un pentagono o un esagono, sai che qualcosa è andato storto. Puoi eseguire questo codice con qualsiasi numero di LED, non importa quanti LED hai attualmente collegato.

Nota: per inserire il codice su Arduino sarà necessario scaricare l'IDE Arduino e installare la libreria fastLED. Non ne parlerò perché ci sono molti buoni tutorial online su come farlo.

Passaggio 12: cablaggio effettivo dei LED (versione WS2812b)

Assicurati di prestare attenzione al passaggio 11 sulle indicazioni di cablaggio! La parte inferiore passa dal verde al rosso, la parte superiore dal rosso al verde

Per la metà inferiore dovrai tagliare i seguenti pezzi dalla tua striscia:

-5 x 3 LED

-5 x 2 LED

-1 x 15 LED

Devono essere saldati nel seguente schema: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15 con il Din sulla prima sezione di 3 e il Dout sull'ultimo led della sezione di 15. Assicurati di saldare le parti nella giusta direzione. Ho usato pezzi di filo a 3 fili di circa 10 cm tra ogni sezione. Alla fine della sezione di 15 LED, metti un pezzo di filo di 30 cm. Questo ti darà più spazio quando smonterai le metà.

Per la metà superiore hai bisogno della stessa quantità di strisce LED che hai usato per la metà inferiore. solo tu aggiungi l'ordine inverso minimo: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Se non sei sicuro di posizionare i LED nell'ordine giusto, esegui il codice dal passaggio precedente per assicurarsi che tutto sia cablato correttamente.

Usa la colla a caldo per incollare tutte le sezioni del LED in posizione, potresti anche dover allargare alcuni fori per adattare i LED se i fori non sono diretti nel modo corretto. Assicurati che la colla a caldo non goccioli all'interno delle palline.

Successivamente, puoi inserire il cavo di alimentazione attraverso il cappuccio nel pezzo del pentagono con Arduino, in modo che tutto possa essere alimentato.

Passaggio 13: cablaggio effettivo dei LED (versione a trefoli WS2811)

Assicurati di prestare attenzione al passaggio 11 sulle indicazioni di cablaggio! La parte inferiore passa dal verde al rosso, la parte superiore dal rosso al verde

Come si evince dalle immagini, sarà molto "affollato" all'interno del pallone. Ciò significa che non potrai più accedere facilmente ad Arduino e al foro per il cavo di alimentazione in seguito. Ecco perché dovresti già inserire il cavo di alimentazione attraverso il foro nella parte inferiore e incollarlo in posizione. Ho finito per alimentare il filo LED al 50 ° LED invece del 40 poiché c'era già un connettore in quel punto.

In realtà inserire i LED è abbastanza semplice. Basta metterne uno in un foro, metterci della colla attorno e seguire lo schema descritto nel passaggio 11. Durante il posizionamento dei LED, puoi semplicemente verificare se li stai posizionando correttamente eseguendo il codice fornito nel passaggio 11.

Per avere un po' più di libertà tra le metà non ho incollato i led 39 e 40, in modo che possano uscire quando si smontano le metà, lasciandomi un po' più di spazio.

Passaggio 14: mettere il codice finale sulla palla

Ora l'unica cosa che resta da fare è mettere il codice finale sulla palla.

Se vuoi una sfida semplice, prova ad aggiungere un potenziometro per modificare il "Valore" dell'HSV, il che significa che puoi facilmente oscurare la palla ruotando una manopola.

In alternativa, puoi aggiungere un pulsante per passare da una modalità all'altra o da un'animazione.

Oppure aggiungi il controllo wireless se hai utilizzato un NodeMCU, vedere le persone migliorare i progetti mi rende sempre felice:)

Passaggio 15: ammira la tua fantastica lampada

Se ti è piaciuto leggere questo tutorial, ti sarei davvero grato se mi supportassi iscrivendoti al mio youtube o lasciando un commento qui. Sto cercando di realizzare più progetti come questo e vedere che le persone apprezzano i progetti che realizzo mi motiva davvero.

Passaggio 16: cose extra relative a questo progetto

Lo script Python fornito è lo script che ho usato per ottenere i LED che formano gli strati nella palla. A quel punto, avevo già passato ore a mappare i pentagoni e gli esagoni (non so perché ci sia voluto così tanto tempo), e davvero non volevo contare anche i LED negli anelli. Il codice è un pasticcio ma funziona.

La prima immagine è dalla prima versione di questa palla. A quel tempo non avevo una stampante 3D e non avevo ancora le parti tagliate al laser. Ero impaziente e invece di incollare le palline alle parti tagliate al laser, ho semplicemente incollato le palline l'una all'altra. Questo non era pratico, dal momento che in questo modo puoi vedere il gue dall'esterno. Ad ogni modo, è una cosa carina da fare se hai bisogno di un modello di "bucky-ball" per la chimica.

Ho incluso la seconda immagine perché penso che potrebbe essere un bel design per qualcosa del genere. Basta posizionare i pannelli all'esterno anziché all'interno e otterrai un aspetto completamente diverso!