Pelota de tenis de mesa LED: 16 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Trasfondo

Después de construir un panel plano de pelotas de tenis de mesa hace un tiempo, comencé a preguntarme si sería posible hacer un panel 3D con pelotas de tenis de mesa. Combinado con mi interés en hacer "arte" a partir de formas geométricas recurrentes, ¡hice esto! Esta lámpara existe a partir de 80 pelotas de tenis de mesa, colocadas en las esquinas de un icosaedro truncado, más comúnmente conocido como el patrón de una pelota de fútbol. Originalmente imaginaba una bola con colores fluyendo sobre ella, y estoy contento con cómo terminó luciendo. Tuve que hacer dos de estas bolas porque hice estallar la primera conectando los LED de 5v directamente a 220V. …. Pero, por otro lado, esto me permitió hacer algunas mejoras en la construcción al hacer una segunda. Así que supongo que no es tan malo.

Opciones de diseño

Por supuesto, los componentes principales de esta construcción que deciden el tamaño de todo son las pelotas de tenis de mesa. La cantidad de opciones en las que podía colocar las pelotas de tenis de mesa, de manera que fueran robustas y hubiera el menor espacio negro posible entre las pelotas, era limitada. Terminé yendo con un icosaedro truncado. Resultó que, afortunadamente, esta forma también funcionó bien con otro factor limitante, los LED. Quería que este proyecto funcionara con las tiras de LED WS2812B 30 / m comúnmente disponibles. La distancia entre los LED de esas tiras es de 33,33 mm. Sin embargo, la distancia entre el centro de dos pelotas de tenis de mesa es de 40 mm. Sin embargo, debido a que las bolas no están colocadas en línea recta, sino en una curva, resultó que encajaba casi a la perfección.

Finalmente

Espero que disfrutes construyendo este proyecto o simplemente leyendo la construcción. ¡Buena suerte! (PD: Si terminas construyendo esto, realmente te agradecería que pudieras compartir tu construcción conmigo, ¡viendo que otros disfrutan y construyen Instructables que hice realmente me alegra el día!)

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Paso 1: Materiales / Herramientas

Como siempre, hay varias formas de construir algo como esto, y no existe una forma correcta. Debido a esto, también mencionaré algunas alternativas.

Materiales

80 x (compre algunas más para estar seguro) Pelotas de tenis WhiteTable 40 mm (amazon.de)

Elegir el tipo correcto de pelotas de tenis de mesa es muy importante para este proyecto. Las pelotas de tenis de mesa generalmente tienen una costura en la que se suman dos mitades. Esto en sí mismo no es un problema, ya que al hacer un agujero en el medio de una de esas mitades, la costura no será visible en la pantalla. Recomiendo encarecidamente no comprar pelotas con una impresión, sin embargo, si aún las compra, es importante que la impresión en las pelotas esté orientada hacia atrás. Esto podría resultar en que una parte de la costura sea visible desde el frente. Al comprar pelotas de ping pong, tampoco compre pelotas que brillen, o se vendan como pelotas de cerveza pong (reflejan la luz). No difuminarán la luz tan bien y se verá extraño (un ejemplo de pelotas de ping pong que no debes comprar).

Tira de 5m 30LED / m WS2812b

Una ventaja de usar una tira de LED es que terminas con mucho más espacio libre dentro de la bola. También será más fácil realizar modificaciones o reparaciones. Sin embargo, pegar los LED en su lugar es más trabajo y tendrá que soldar mucho más. Alternativamente, puede comprar dos hebras WS2811 presoldadas. Esto es un poco más caro pero le ahorrará bastante trabajo. Una desventaja de estos LED es que huelen muy sintéticos y el olor es un poquito perceptible cuando estás cerca de ellos. Personalmente usaría la tira de LED, solo porque me gusta que mis proyectos sean lo más perfectos posible, y el olor sintético me molesta. Alternativamente, la mejor opción probablemente sería la versión no impermeable de los soportes de 50 LED, estos no deberían oler, pero eso es solo una suposición. Sin embargo, estos no están disponibles en la mayoría de las tiendas web locales.

- (Si usa WS2812b) 3 m de cable de 3 hilos

Fuente de alimentación 5V 5A

Alternativamente, será más seguro / ordenado comprar un cable con un bloque de alimentación que ya esté allí.

Cable con enchufe (para proporcionar energía a su fuente de alimentación)

Siempre los obtengo de dispositivos viejos rotos o de una tienda de segunda mano.

Microcontrolador sin pines presoldados

Terminé usando un nodemcuV3, solo porque tenía uno por ahí y quería la opción de hacer algo con wifi. Si nunca ha usado uno de esos antes, le aconsejo que compre un Arduino nano

Conector JST de 3 pines

Esto solo hará que conectar y desconectar todo sea un poco más fácil.

Algún cable eléctrico

Tubo retráctil

Instrumentos

Taladro de columna con taladro de 8 mm

También se podría usar un taladro normal, sin embargo, perforar agujeros grandes en un objeto redondo no es divertido. Otra posible alternativa sería un soldador (no se preocupe, a menos que sus pelotas de tenis de mesa sean de celuloide, no se quemarán fácilmente)

impresora 3d

Necesita esto para imprimir las partes que van entre las bolas. Aconsejo usar un color de filamento no translúcido. Como alternativa, puede cortar con láser CNC las piezas de madera o cartón.

Soldador

Pegamento caliente

Y un suministro decente de barras de pegamento

Linterna (teléfono)

pequeñas corbatas

Bandas de goma

O alguien más que pueda mantener las piezas en su lugar mientras ensambla la bola. Esto hará tu vida mucho más fácil.

- Marcador (opcional)

Paso 2: Impresión de paneles y piezas auxiliares

Para la lámpara en sí, necesitamos:

-11x "pentágono piece.stl"

-1x "pieza del pentágono nodemcu.stl"

-20x "pieza hexagonal.stl"

Al imprimirlos, asegúrese de que la parte que será visible en la construcción final sea la capa inferior de su impresión o la capa superior. Estas piezas se pueden imprimir en baja calidad, solo use suficientes capas superior / inferior para que no vea el relleno. Puede modificar estas piezas según sus propias necesidades, por ejemplo, haciendo agujeros en los paneles del pentágono para botones o un potenciómetro. Un Arduino nano debería encajar también en la parte del nodemcu, solo tendrás que asegurarlo de alguna otra manera.

Para ayudar a construir la lámpara necesitamos:

-1x "hexágono helper.stl"

-1x "pentágono helper.stl"

-1x "pentágono helper top.stl"

-3x "ayudante de construcción.stl"

Alternativamente, puede cortar con láser estas partes, no tengo estos archivos disponibles en este momento, pero no debería ser demasiado difícil hacerlos. En mi primera construcción de esta lámpara, utilicé un triplex cortado con láser que pinté de negro con pintura acrílica. Terminó luciendo bastante bien.

Paso 3: preparación de las pelotas de tenis de mesa

En primer lugar, comencemos con algo que es importante cuando se trabaja con pelotas de tenis de mesa: nunca las coloque sobre una superficie que no esté limpia, preferiblemente manténgalas siempre sobre una toalla. Es muy fácil quitar las manchas de las pelotas de tenis de mesa. Ahora que lo hemos aclarado, comencemos con más cosas que encontré mientras hacía cosas con pelotas de tenis de mesa.

La ubicación en la que perfora un agujero en sus bolas marca una gran diferencia en qué tan limpio se verá el producto final. Desea que la parte de la pelota que mira hacia afuera esté lo más ordenada posible. Quieres que las irregularidades en el interior de la pelota estén en la parte trasera, quieres que las huellas en las pelotas de tenis de mesa estén en el interior y, finalmente, quieres que sean lo menos posibles desde la costura para que sean visibles. Si tienes pelotas de tenis de mesa con estampados, puedes optar por lijarlas. Hice esto con agua y papel de lija muy fino. Esto lleva bastante tiempo, pero el resultado final será mejor.

Si tiene huellas en las pelotas de tenis de mesa, probablemente sea mejor perforar los agujeros en el centro de la impresión. Si no tienen huellas, debe obtener su linterna y encenderla sobre una pelota de tenis de mesa para ver la ubicación de la costura y ver si hay alguna irregularidad. Desea que la costura y las posibles irregularidades sean visibles desde el frente. Puede tomar un marcador para colocar un punto en la bola en el lugar donde desea perforar el agujero (lo opuesto al lado bueno). Si decide marcar todas las bolas a la vez, asegúrese de no arrojarlas una encima de la otra, ya que el marcador de una bola podría rozarse con otra.

Paso 4: Perforación de agujeros

Si tiene un taladro de columna disponible, esto será bastante fácil. Solo asegúrese de colocar las pelotas de tenis de mesa sobre una toalla. El taladro de columna que utilicé tenía un orificio de 3 cm en el panel inferior, y esto fue genial para mantener las bolas en su lugar mientras presioné el taladro hacia abajo. Si decide utilizar un taladro manual, probablemente será casi imposible perforar agujeros de 8 mm. Es probable que primero tenga que perforar un orificio más pequeño para guiar el taladro más grande.

Después de perforar los agujeros, tendrá que quitar el plástico sobrante de las bolas. Esto será más fácil si vuelve a utilizar la linterna. Simplemente ilumine con una linterna en el costado del agujero y mire la parte inferior de la bola si ve algún residuo. Si ve alguno, puede sacudirlo o usar unos alicates para sacarlo. Asegúrese de hacer esto ahora, porque será difícil de hacer una vez que todas las bolas estén pegadas.

Paso 5: Pentágonos

Para todos los procesos de pegado, no pegue una bola a otra, solo ponga pegamento entre las piezas de plástico y las bolas

Siga los siguientes pasos para construir los pentágonos:

-Coloque el "ayudante del pentágono" en el suelo y coloque 5 pelotas de tenis de mesa encima, con los agujeros hacia arriba.

-Coloque la "parte superior del ayudante del pentágono" encima y, opcionalmente, use bandas elásticas para presionar las dos piezas auxiliares una hacia la otra.

-Coloque la "pieza del pentágono" en el centro, asegúrese de que el lado derecho esté mirando hacia el exterior.

-Gire todas las bolas de manera que los agujeros queden orientados hacia lo que será el centro de la bola.

-Después de asegurarse de que todas las bolas estén presionadas entre sí y que todas toquen la "pieza del pentágono", finalmente puede usar pegamento caliente para conectar las bolas con la "pieza del pentágono".

Repita esos pasos para las 11 piezas restantes.

Paso 6: conecte su microcontrolador

En este punto, probablemente sea una buena idea conectar su microcontrolador, ya que todo es fácilmente accesible en este momento. Como se puede ver en la imagen con el "esquema", conecte el conector JST macho al Arduino. Puede conectar el conector JST al principio de la tira de LED para asegurarse de que los cables de 5V y GND sean correctos. Luego, simplemente suelde el cable GND a un pin de tierra en el Arduino, suelde el cable de 5V al pin Vin del Arduino (pin Vin, no el pin 5V) y suelde el cable de datos al pin 8 digital. Debería poder unir el Arduino a la pieza con algunas pequeñas corbatas ahora.

Paso 7: sumando tres pentágonos

Este paso tiene que ser el paso más desafiante con diferencia, por lo que podría tomar algunos intentos para hacerlo bien. Es factible con gomas elásticas, pero un par de manos adicionales definitivamente lo harán mucho más fácil. Lea estos pasos antes de comenzar, porque me resulta difícil explicarlo con claridad.

Comience colocando 3 pentágonos (para la mitad inferior, uno de esos 3 debe ser la pieza del pentágono con el microcontrolador, este será el centro) en el "ayudante hexagonal". Luego inserte la bola central y coloque la pieza hexagonal encima de ella.

Y ahora comienza el verdadero desafío. Las 3 partes del pentágono deben levantarse un poco y colocarse en una posición estable colocando las 3 piezas de "ayuda para la construcción" y las 3 bandas elásticas alrededor. Utilicé una mano para mantener todo estable mientras que con la otra coloqué las piezas de "ayuda en la construcción" y las bandas elásticas. a continuación, coloque 3 pelotas de tenis de mesa en los espacios vacíos de los ayudantes de construcción. Esto forzará todo en el ángulo correcto.

Asegúrate de que todo esté presionando contra todo lo demás y silba con una mano para mantener un poco de fuerza en todo, usa la otra para pegar dos piezas del pentágono (NO pegues las pelotas sueltas de tenis de mesa, solo conecta las piezas del pentágono con la pieza hexagonal. Use pegamento en todo el borde, no solo en un toque. Espere a que el pegamento se seque y luego conecte la tercera pieza.

Pegue la bola en el centro de todo en su lugar (solo se necesitan unas gotas de pegamento) y retire todas las piezas de construcción y retire las 3 bolas sueltas.

Paso 8: Agregar el resto de los pentágonos

Agrega el resto de los pentágonos alrededor del pentágono central. Esto debería ser mucho más fácil que el primero. Las bolas que van entre las 3 piezas del pentágono también se pueden pegar en su lugar.

Paso 9: Bolas finales

Consigue el ayudante hexagonal y úsalo para colocar las bolas finales del anillo exterior en su lugar. Esto puede requerir que pongas algo de estrés en la pieza, pero debería estar bien. ¡Ahora repite los últimos pasos para la mitad superior y ya terminaste de pegar las bolas! simplemente coloque las dos mitades una encima de la otra y admire su hermosa pelota de tenis de mesa. Es posible que las mitades no encajen bien en todas las orientaciones, así que compruebe cuál encaja mejor.

Paso 10: Electrónica

Explicaré las cosas electrónicas antes de construirlas. Dado que comprender todo es importante para solucionar problemas. Usaré la imagen de arriba para explicarlo. En primer lugar, el circuito utiliza una fuente de alimentación de 5 V para alimentar todo. Por lo general, alguien colocará esta fuente de alimentación en el extremo de una tira de LED. La desventaja de hacerlo si, sin embargo, los LED en el extremo de la punta final no brillan tanto, este problema generalmente se resuelve colocando cables adicionales desde el principio hasta el final de la tira de LED (lo que también podría hacer). Sin embargo, elegí solo proporcionar energía en el medio. El Arduino, que ya debería tener el conector JST macho, ahora se puede conectar fácilmente al comienzo de la tira de LED.

Ahora, finalmente, hay una pequeña sección de cable con dos conectores JST sin una línea de 5V en la parte inferior (ver la segunda imagen). Esta sección debe estar en el medio cuando el Arduino está conectado a una computadora para programar. En otras palabras, cuando el Arduino recibe 5V a través de USB, la línea de 5V a los LED debe desconectarse, de lo contrario, las cosas podrían romperse. Debe hacer esta pieza con dos conectores y sin cable de 5V ahora para que pueda probar sus LED más adelante.

Oh, y casi lo olvido:

La fuente de alimentación no puede estar dentro de la bola. Lo intenté, se convertirá en un horno

Incluso con la fuente de alimentación fuera de la bola, el interior se calentará un poco, pero nada tan malo.

Paso 11: Cómo asegurarse de que está conectando los LED en el lugar correcto

Todos los LED de la bola están asignados a los hexágonos, pentágonos y anillos de los que forman parte. Es bastante trabajo mapear todo correctamente y para evitar tener que hacerlo, es importante que conecte los LED exactamente como en la imagen.

La imagen muestra la mitad inferior de la bola. El LED 0 (el primer LED, el que se conectará a tu Arduino) debe estar en el punto verde. El último LED de la capa inferior, el LED 39, debe estar en el punto rojo. Para la mitad superior, debes seguir la misma línea, pero hacia atrás. Lo que significa que comienzas en el punto rojo y avanzas hasta el punto verde.

Para asegurarse de colocar todos los LED correctamente (en caso de que no lo explique claramente) puede ejecutar el código proporcionado en este paso. Como se puede ver en las imágenes, este código recorrerá cada grupo individual de LED (cada pentágono y hexágono). Si ve un grupo de LED iluminándose que no es un pentágono o un hexágono, sabrá que algo salió mal. Puede ejecutar este código con cualquier número de LED, no importa cuántos LED tenga conectados actualmente.

Nota: para poner el código en Arduino, deberá descargar el IDE de Arduino e instalar la biblioteca fastLED. No repasaré esto ya que hay muchos buenos tutoriales en línea sobre cómo hacerlo.

Paso 12: Cableado real de los LED (versión WS2812b)

¡Asegúrese de prestar atención al paso 11 sobre las instrucciones de cableado! ¡La parte inferior va de verde a rojo, la parte superior de rojo a verde

Para la mitad inferior, deberá cortar las siguientes piezas de su tira:

-5 x 3 LED

-5 x 2 LED

-1 x 15 LED

Deben soldarse en el siguiente patrón: 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 15 con el Din en la primera sección de 3 y el Dout en el último led de la sección de 15. Asegúrese de soldar las piezas en la dirección correcta. Utilicé piezas de alambre de 3 hilos de unos 10 cm entre cada sección. Al final de la sección de 15 LED, coloque un trozo de cable de 30 cm. Esto le dará más espacio al separar las mitades.

Para la mitad superior, necesita la misma cantidad de tiras de LED que utilizó para la mitad inferior. solo agrega el orden inverso mínimo: 15, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3. Si no está seguro de si está colocando los LED en el orden correcto, simplemente ejecute el código del paso anterior para asegurarse de que todo esté cableado correctamente.

Use pegamento caliente para pegar todas las secciones de LED en su lugar, también es posible que deba ensanchar algunos orificios para que los LED encajen si los orificios no están dirigidos de la manera correcta. Asegúrese de que no gotee pegamento caliente dentro de las bolas.

Luego, puede pasar el cable de alimentación a través de la tapa en la pieza del pentágono con el Arduino, para que todo se pueda alimentar.

Paso 13: Cableado real de los LED (versión de filamento WS2811)

¡Asegúrese de prestar atención al paso 11 sobre las instrucciones de cableado! ¡La parte inferior va de verde a rojo, la parte superior de rojo a verde

Como se puede ver en las imágenes, estará muy "apiñado" dentro de la pelota. Esto significa que no podrá acceder más fácilmente al Arduino y al orificio para el cable de alimentación más adelante. Es por eso que ya debe colocar el cable de alimentación a través del orificio en la pieza inferior y pegarlo en su lugar. Terminé alimentando el filamento de LED en el LED 50 en lugar del 40, ya que ya había un conector en ese lugar.

En realidad, colocar los LED es bastante fácil. Simplemente coloque uno en un agujero, coloque un poco de pegamento alrededor y siga el patrón descrito en el paso 11. Durante la colocación de los LED, puede verificar si los está colocando correctamente ejecutando el código provisto en el paso 11.

Para tener más libertad entre las mitades, no pegué los LED 39 y 40, para que puedan salir al separar las mitades, dándome un poco más de espacio.

Paso 14: Poner el código final en la bola

Ahora lo único que queda por hacer es poner el código final en la bola.

Si desea un desafío simple, intente agregar un potenciómetro para cambiar el "Valor" del HSV, lo que significa que puede atenuar fácilmente la bola girando una perilla.

Alternativamente, puede agregar un botón para cambiar entre modos o animaciones.

O agregue control inalámbrico si usó un NodeMCU, ver a la gente mejorar los proyectos siempre me hace feliz:)

Paso 15: ¡Admira tu increíble lámpara

Si disfrutaste leyendo este instructivo, te agradecería mucho que me apoyaras suscribiéndome a mi youtube o dejando un comentario aquí. Estoy tratando de hacer más proyectos como este y ver que la gente disfruta de los proyectos que hago realmente me motiva.

Paso 16: Cosas adicionales relacionadas con este proyecto

La secuencia de comandos de Python proporcionada es la que utilicé para obtener los LED que forman capas en la bola. En ese momento, ya había pasado horas mapeando los pentágonos y hexágonos (no sé por qué tomó tanto tiempo), y realmente no quería contar también los LED en anillos. El código es un desastre pero funciona.

La primera imagen es de la primera versión de esta pelota. En ese momento no tenía una impresora 3D, y tampoco tenía las piezas cortadas con láser todavía. Estaba impaciente y en lugar de pegar las bolas a las partes cortadas con láser, simplemente pegué las bolas entre sí. Esto no fue práctico, ya que de esa manera se puede ver el gue desde afuera. De todos modos, es bueno hacer algo si alguna vez necesitas un modelo de una "pelota bucky" para la química.

Incluí la segunda imagen porque creo que podría ser un diseño genial para algo como esto. ¡Simplemente coloque los paneles en el exterior en lugar del interior y obtendrá un aspecto completamente diferente!