Bola-bola de tênis de mesa LED: 16 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

História

Depois de construir um painel plano de bolas de tênis de mesa um tempo atrás, comecei a me perguntar se seria possível fazer um painel 3D com bolas de tênis de mesa. Combinado com meu interesse em fazer "arte" a partir de formas geométricas recorrentes, fiz isso! Essa lâmpada existe a partir de 80 bolas de tênis de mesa, colocadas nos cantos de um icosaedro truncado, mais conhecido como o padrão de uma bola de futebol. Originalmente imaginei uma bola com cores fluindo sobre ela, e estou contente com a forma como ficou. Eu tive que fazer duas dessas bolas porque eu explodi a primeira conectando os LEDs de 5v diretamente em 220V. … Mas, por outro lado, isso me permitiu fazer algumas melhorias na construção ao fazer uma segunda. Então eu acho que não é tão ruim assim.

Opções de design

Claro, os principais componentes nesta construção que decidem o tamanho de tudo são as bolas de tênis de mesa. O número de opções em que eu poderia colocar as bolas de tênis de mesa, de forma que ficasse resistente e houvesse o mínimo de espaço preto possível entre as bolas, era limitado. Acabei optando por um icosaedro truncado. Felizmente, essa forma também funcionou bem com outro fator limitante, os LEDs. Eu queria que este projeto funcionasse com fitas LED de 30 / m WS2812B comumente disponíveis. A distância entre os LEDs nessas tiras é de 33,33 mm. A distância entre o centro de duas bolas de tênis de mesa é, no entanto, de 40 mm. No entanto, como as bolas não são colocadas em uma linha reta, mas em uma curva, isso acabou se encaixando quase perfeitamente.

Finalmente

Espero que você goste de construir este projeto ou apenas ler a compilação. Boa sorte! (PS: Se você acabar construindo isso, eu realmente apreciaria se você pudesse compartilhar sua construção comigo, visto que outros gostam e constroem Instructables que eu fiz realmente tornam o meu dia!)

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Etapa 1: Materiais / Ferramentas

Como sempre, existem várias maneiras de construir algo assim, e não existe uma maneira correta. Por isso, mencionarei algumas alternativas também.

Materiais

80 x (compre mais alguns para ficar seguro) Bolas de tênis WhiteTable 40 mm (amazon.de)

Escolher o tipo certo de bola de tênis de mesa é muito importante para este projeto. As bolas de tênis de mesa geralmente têm uma costura onde duas metades foram adicionadas. Isso por si só não é um problema, pois ao fazer um furo no meio de uma dessas metades, a costura não ficará visível no visor. Aconselho veementemente não comprar bolas com uma impressão, no entanto, se ainda assim comprar, é importante que a impressão das bolas fique voltada para trás. Isso pode fazer com que um pedaço da costura fique visível de frente. Ao comprar bolas de pingue-pongue, também não compre bolas que brilham, ou que são vendidas como bolas de pingue-pongue (refletem a luz). Eles não vão difundir a luz também e vai parecer estranho (um exemplo de bolas de pingue-pongue que você não deve comprar).

tira 5m 30LED / m WS2812b

Uma vantagem de usar uma faixa de LED é que você acaba com muito mais espaço livre dentro da bola. Fazer modificações ou reparos também será mais fácil. No entanto, colar os LEDs no lugar dá mais trabalho e você precisará soldar muito mais. Como alternativa, você pode comprar dois fios WS2811 pré-soldados. Isso é um pouco mais caro, mas vai lhe poupar bastante trabalho. Uma desvantagem desses LEDs é que eles têm um cheiro muito sintético, e o cheiro é um pouco perceptível quando você está perto deles. Pessoalmente, usaria a faixa de LED, só porque gosto que os meus projectos sejam os mais perfeitos possíveis e o cheiro a sintético me incomoda. Alternativamente, a melhor opção provavelmente seria a versão não à prova d'água dos 50 suportes de LED, estes não deveriam cheirar, mas isso é apenas uma suposição. No entanto, eles não estão disponíveis na maioria das lojas virtuais locais.

- (Se estiver usando WS2812b) 3m de 3 fios com fio

Fonte de alimentação 5V 5A

Como alternativa, será mais seguro / organizado comprar um cabo com fonte de alimentação já instalado.

Cabo com plugue (para fornecer energia à sua fonte de alimentação)

Eu sempre pego em aparelhos velhos quebrados ou em uma loja de artigos usados

Microcontrolador sem pinos pré-soldados

Acabei usando um nodemcuV3, só porque tinha um por perto e queria a opção de fazer algo com wi-fi. Se você nunca usou um desses antes, recomendo que compre um Arduino nano

Conector JST de 3 pinos

Isso apenas tornará mais fácil conectar e desconectar tudo.

Algum fio elétrico

Tubo de encolhimento

Ferramentas

Broca de coluna com broca de 8 mm

Uma broca normal também pode ser usada, no entanto, fazer grandes orifícios em um objeto redondo não é divertido. Outra alternativa potencial seria um ferro de solda (não se preocupe, a menos que suas bolas de tênis de mesa sejam de celulóide, elas não queimarão facilmente)

impressora 3d

Você precisa disso para imprimir as peças que vão entre as bolas. Aconselho usar uma cor de filamento não translúcido. Como alternativa, você pode cortar a laser as peças em madeira ou papelão.

Ferro de solda

Cola quente

E um suprimento decente de bastões de cola

Lanterna (telefone)

pequenas gravatas

Rubberbands

Ou outra pessoa que possa segurar as peças no lugar enquanto monta a bola. Isso tornará sua vida muito mais fácil.

- Marcador (opcional)

Etapa 2: impressão dos painéis e peças auxiliares

Para a lâmpada em si, precisamos:

-11x "pentagon piece.stl"

-1x "peça do pentágono nodemcu.stl"

-20x "hexagon piece.stl"

Ao imprimi-los, certifique-se de que a parte que ficará visível na construção final seja a camada inferior ou superior da impressão. Essas peças podem ser impressas em baixa qualidade, basta usar camadas superior / inferior suficientes para não ver o preenchimento. Você pode modificar essas peças de acordo com as suas necessidades, por exemplo, fazendo orifícios nos painéis do pentágono para os botões ou um potenciômetro. Um Arduino nano deve caber bem na parte do nodemcu, você apenas terá que protegê-lo de alguma outra forma.

Para ajudar a construir a lâmpada, precisamos:

-1x "hexagon helper.stl"

-1x "pentagon helper.stl"

-1x "pentágono auxiliar top.stl"

-3x "construção helper.stl"

Como alternativa, você pode cortar essas partes a laser. Não tenho esses arquivos disponíveis no momento, mas não deve ser muito difícil fazê-los. Na minha primeira construção desta lâmpada, usei triplex cortado a laser que pintei de preto com tinta acrílica. Acabou parecendo muito bom.

Etapa 3: preparando as bolas de tênis de mesa

Em primeiro lugar, vamos começar com algo que é importante no trabalho com bolas de tênis de mesa: nunca coloque sobre uma superfície que não esteja limpa, de preferência mantenha-as sempre sobre uma toalha. É muito fácil remover manchas nas bolas de tênis de mesa. Agora que resolvemos isso, vamos começar com mais coisas que descobri enquanto fazia coisas com bolas de tênis de mesa.

O local em que você faz um furo nas bolas faz muita diferença na aparência do produto final. Você quer que a parte da bola que fica voltada para fora seja o mais organizada possível. Você quer que as irregularidades no lado interno da bola fiquem na parte de trás, você deseja que as impressões das bolas de tênis de mesa fiquem no lado de dentro e, finalmente, você deseja estar o menos possível da costura para ser visível. Se você tem bolas de tênis de mesa com estampas, pode optar por lixá-las. Fiz isso com água e lixa muito fina. Isso leva algum tempo, mas o resultado final será melhor.

Se você tem impressões nas bolas de tênis de mesa, provavelmente é melhor fazer os furos no centro da impressão. Se não houver nenhuma impressão deve-se pegar sua lanterna e apontá-la sobre uma bola de tênis de mesa para ver a localização da costura e se há alguma irregularidade. Você deseja que o mínimo de costura e de possíveis irregularidades sejam visíveis na parte da frente. Você pode pegar um marcador para colocar um ponto na bola no local onde deseja fazer o buraco (o oposto do lado bom). Se você decidir marcar todas as bolas de uma vez, certifique-se de não apenas jogá-las uma em cima da outra, pois o marcador de uma bola pode passar para a outra.

Etapa 4: furos de perfuração

Se você tiver uma furadeira de coluna disponível, isso será muito fácil. Apenas certifique-se de colocar as bolas de tênis de mesa sobre uma toalha. A furadeira de coluna que usei tinha um orifício de 3 cm no painel inferior, e isso era ótimo para manter as bolas no lugar enquanto pressionava a furadeira. Se você decidir usar uma furadeira manual, provavelmente será quase impossível fazer furos de 8 mm. Provavelmente, você terá que fazer um orifício menor primeiro para guiar a broca maior.

Depois de fazer os furos, você terá que remover o plástico que sobrou das bolas. Isso será mais fácil se você usar a lanterna novamente. Basta brilhar com uma lanterna na lateral do buraco e olhar para o fundo da bola se encontrar algum entulho. Se você ver algum, pode sacudi-lo ou usar um alicate para retirá-lo. Certifique-se de fazer isso agora, porque será difícil fazer uma vez que todas as bolas estiverem coladas.

Etapa 5: Pentágonos

Para todo tipo de colagem, não cole uma bola na outra, apenas coloque cola entre as partes plásticas e as bolas

Siga as seguintes etapas para construir os pentágonos:

-Coloque o "ajudante pentágono" no chão e coloque 5 bolas de tênis de mesa em cima, com os buracos voltados para cima.

-Coloque o "topo pentágono do ajudante" em cima dele e, opcionalmente, use elásticos para pressionar as duas peças do ajudante uma contra a outra.

-Coloque a "peça do pentágono" no centro, certifique-se de que o lado direito está voltado para fora.

- Gire todas as bolas de forma que os buracos fiquem voltados para o centro da bola.

-Depois de se certificar de que todas as bolas estão pressionadas umas contra as outras e todas tocando a "peça do pentágono", você pode finalmente usar cola quente para conectar as bolas com a "peça do pentágono".

Repita essas etapas para as 11 peças restantes.

Etapa 6: Conecte seu microcontrolador

Neste ponto, provavelmente é uma boa ideia conectar seu microcontrolador, já que tudo está facilmente acessível agora. Como pode ser visto na imagem com o "esquema", conecte o conector JST macho ao Arduino. Você pode conectar o JST conectado ao início da faixa de LED para garantir que os fios de 5V e GND estejam corretos. Em seguida, simplesmente solde o fio GND a um pino terra no Arduino, solde o fio 5 V ao pino Vin do Arduino (pino Vin, não o pino 5 V) e solde o fio de dados ao pino 8 digital. Você deve conseguir prender o Arduino à peça com algumas pequenas amarras agora.

Etapa 7: adicionar três pentágonos

Esta etapa deve ser a mais desafiadora de longe, então você pode precisar de algumas tentativas para acertar. É possível usar elásticos, mas um par de mãos extras certamente tornará isso muito mais fácil. por favor, leia estas etapas antes de começar, porque é difícil para mim explicar isso claramente.

Comece colocando 3 pentágonos (para a metade inferior um dos 3 deve ser a peça do pentágono com o microcontrolador, este será o centro) no "hexágono auxiliar". Em seguida, insira a bola central e coloque a peça hexagonal em cima dela.

E agora começa o verdadeiro desafio. Todas as 3 partes do pentágono precisam ser levantadas um pouco e colocadas em uma posição estável, colocando as 3 peças "auxiliares de construção" e 3 elásticos ao redor delas. Usei uma das mãos para manter tudo estável enquanto usei a outra para colocar as peças do "auxiliar de construção" e os elásticos. em seguida, coloque 3 bolas de tênis de mesa nos espaços vazios dos ajudantes de construção. Isso forçará tudo no ângulo correto.

Certifique-se de que tudo está pressionando contra todo o resto e assobie usando uma das mãos para manter um pouco de força em tudo use a outra para colar duas peças do pentágono (NÃO cole as bolas de tênis de mesa soltas, apenas conecte as peças do pentágono com a peça do hexágono. Use cola em toda a borda, não apenas em um toque. Espere a cola secar e, em seguida, conecte a terceira peça a ela.

Cole a bola no centro de tudo no lugar (apenas algumas gotas de cola são necessárias) e remova todas as peças de construção e remova as 3 bolas soltas.

Etapa 8: adicionar o resto dos pentágonos

Adicione o resto dos pentágonos ao redor do pentágono central. Isso deve ser muito mais fácil do que o primeiro. As bolas que ficam entre as 3 peças do pentágono também podem ser coladas no lugar.

Etapa 9: Bolas finais

Pegue o ajudante hexágono e use-o para colocar as bolas finais no anel externo no lugar. Isso pode exigir que você coloque um pouco de estresse na peça, mas deve ficar bem. Agora repita os últimos passos para a metade superior e suas bolas de colagem prontas !! basta colocar as duas metades uma sobre a outra e admirar sua linda bola de tênis de mesa. As metades podem não se encaixar bem em todas as orientações, portanto, verifique qual orientação se encaixa melhor.

Etapa 10: Eletrônica

Vou explicar o material eletrônico antes de realmente construí-lo. Já que entender tudo é importante para resolver problemas. Vou usar a imagem acima para explicar isso. Em primeiro lugar, o circuito usa uma fonte de alimentação de 5V para alimentar tudo. Normalmente, alguém colocará esta fonte de alimentação na extremidade de uma faixa de LED. A desvantagem de fazer isso se, no entanto, os LEDs no final do ponto final não brilharem tão intensamente, esse problema geralmente é resolvido passando fios extras do início ao fim da faixa de LED (o que você também pode fazer). No entanto, escolhi apenas fornecer energia no meio. O Arduino, que já deveria ter o conector JST macho, agora pode ser facilmente conectado ao início da faixa de LED.

Agora, finalmente, há uma pequena seção de fio com dois conectores JST sem uma linha de 5V na parte inferior (veja a segunda imagem). Esta seção precisa ser intermediária quando o Arduino é conectado a um pc para programação. Em outras palavras, quando o Arduino está recebendo 5 V via USB, a linha de 5 V para os LEDs tem que ser desconectada, caso contrário, alguma coisa pode quebrar. Você deve fazer esta peça com dois conectores e sem fio de 5 V agora para que possa testar seus LEDs mais tarde.

Ah, e quase esqueci:

A fonte de alimentação não pode estar dentro da bola. Eu tentei, vai virar um forno

Mesmo com a fonte de alimentação fora da bola, vai esquentar um pouco por dentro, mas nada muito ruim.

Etapa 11: Como ter certeza de que está instalando os LEDs no lugar certo

Todos os LEDs da bola são mapeados para os hexágonos, pentágonos e anéis dos quais fazem parte. Dá bastante trabalho mapear tudo corretamente e para evitar que você tenha que fazer isso, é importante que você conecte os LEDs exatamente como na imagem.

A imagem mostra a metade inferior da bola. O LED 0 (o primeiro led, o que será conectado ao seu Arduino) deve estar no ponto verde. O último LED da camada inferior, LED 39, deve estar no ponto vermelho. Para a metade superior, você deve seguir a mesma linha, mas para trás. O que significa que você começa no ponto vermelho e segue até o ponto verde.

Para certificar-se de que colocou todos os LEDs corretamente (caso eu não tenha explicado claramente), você pode executar o código fornecido nesta etapa. Como pode ser visto nas imagens, este código percorrerá cada grupo individual de LEDs (cada pentágono e hexágono). Se você vir um grupo de LEDs acendendo que não é um pentágono ou hexágono, sabe que algo deu errado. Você pode executar este código com qualquer número de LEDs, não importa quantos LEDs você tenha conectado no momento.

Nota: para colocar o código no Arduino, você precisará baixar o IDE do Arduino e instalar a biblioteca fastLED. Não vou abordar isso, pois existem muitos bons tutoriais online sobre como fazer isso.

Etapa 12: Fiação real dos LEDs (versão WS2812b)

Certifique-se de prestar atenção à etapa 11 sobre as instruções de fiação! A parte inferior vai do verde ao vermelho, a parte superior do vermelho ao verde

Para a metade inferior, você precisará cortar as seguintes peças de sua tira:

-5 x 3 LEDs

-5 x 2 LEDs

-1 x 15 LEDs

Eles precisam ser soldados no seguinte padrão: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15 com o Din estando na primeira seção de 3 e o Dout no último led da seção de 15. Certifique-se de soldar as peças na direção certa. Usei pedaços de 3 fios com cerca de 10 cm entre cada seção. No final da seção de 15 LEDs, coloque um pedaço de fio de 30cm. Isso lhe dará mais espaço ao desmontar as metades.

Para a metade superior, você precisa da mesma quantidade de tiras de LED que usou para a metade inferior. apenas você adiciona a ordem inversa mínima: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Se você não tem certeza se está colocando os LEDs na ordem certa, execute o código do etapa anterior para garantir que tudo está conectado corretamente.

Use cola quente para colar todas as seções de LED no lugar. Também pode ser necessário alargar alguns orifícios para fazer os LEDs se encaixarem se os orifícios não estiverem direcionados da maneira correta. Certifique-se de que nenhuma cola quente pinga dentro das bolas.

Depois, você pode colocar o cabo de alimentação pela tampa na peça do pentágono com o Arduino, para que tudo possa ser alimentado.

Etapa 13: Fiação real dos LEDs (versão do cabo WS2811)

Certifique-se de prestar atenção à etapa 11 sobre as instruções de fiação! A parte inferior vai do verde ao vermelho, a parte superior do vermelho ao verde

Como pode ser visto pelas imagens, vai ficar muito “lotado” dentro da bola. Isso significa que você não poderá acessar o Arduino e o orifício para o cabo de alimentação mais tarde com facilidade. É por isso que você já deve passar o cabo de alimentação pelo orifício da parte inferior e colá-lo no lugar. Acabei ligando o filamento de LED no 50º LED em vez do 40º, pois já havia um conector naquele local.

Na verdade, colocar os LEDs é bem fácil. Basta colocar um em um orifício, colocar um pouco de cola ao redor e seguir o padrão descrito na etapa 11. Durante a colocação dos LEDs, você pode apenas verificar se está posicionando-os corretamente executando o código fornecido na etapa 11.

Para ter mais liberdade entre as metades não colei as guias 39 e 40, para que possam sair ao desmontar as metades, dando-me um pouco mais de espaço.

Etapa 14: Colocando o Código Final na Bola

Agora, a única coisa que falta fazer é colocar o código final na bola.

Se você quiser um desafio simples, tente adicionar um potenciômetro para alterar o "Valor" do HSV, o que significa que você pode facilmente diminuir a intensidade da bola girando um botão.

Como alternativa, você pode adicionar um botão para alternar entre os modos ou animações.

Ou adicione controle sem fio se você usou um NodeMCU, ver as pessoas melhorando os projetos sempre me deixa feliz:)

Etapa 15: Admire sua lâmpada incrível

Se você gostou de ler este instrutível, eu realmente apreciaria se você me apoiasse assinando meu youtube ou deixando um comentário aqui. Estou tentando fazer mais projetos como esse e ver que as pessoas gostam dos projetos que faço me motiva muito.

Etapa 16: Coisas extras relacionadas a este projeto

O script python fornecido é o script que usei para obter os LEDs que formam camadas na bola. Naquela altura, eu já havia passado horas mapeando os pentágonos e hexágonos (não sei por que demorou tanto), e realmente não queria contar também LEDs em anéis. O código está uma bagunça, mas funciona.

A primeira foto é da primeira versão desta bola. Naquela época eu não tinha impressora 3D e também não tinha as peças cortadas a laser. Eu estava impaciente e em vez de colar as bolas nas partes cortadas a laser, apenas colei as bolas umas nas outras. Isso não era prático, já que assim você pode ver o gue de fora. De qualquer forma, é uma coisa legal a se fazer se você precisar de um modelo de "bola de bucky" para a química.

Incluí a segunda foto porque acho que poderia ser um design legal para algo assim. Basta colocar os painéis do lado de fora em vez de dentro e você terá uma aparência totalmente diferente!