jongleerbal

Eerder schreef ik hier over jongleerkubussen. Maar kubussen zijn helemaal niet handig om mee te jongleren. Niet dat jongleurs zich daar wat van aantrekken: die jongleren ook met bijvoorbeeld fakkels, wijnglazen en/of kettingzagen, en niet omdat die nu zo ergonomisch gevormd zijn. Maar ik wilde toch iets dat wat minder vierkant was, om mee te jongleren.

Dat is gelukt, dus ik het kader van “result first”, hieronder een filmpje:

Na vangen veranderd de kleur. Dit kan in meerdere modi: in de slow-motion is het alleen rood, groen en blauw. In de “normale snelheid” doorloopt elke bal een vaste set mengkleuren.

Ik heb (beter) leren jongleren mede dankzij deze video van Matt Gray en Tom Scott, en door de supergoede en humoristische tutorials van Taylor Glenn. Zo goed als Taylor Glenn zal ik nooit worden, maar het is gewoon leuk om af en toe wat nieuws bij te leren.

In het filmpje lijkt “blauw” erg paars. Mijn camera verslikt zich in deze kleur blauwe LED. Hieronder een foto van een rode, groene en blauwe jongleerbal waarbij de kleuren zijn bewerkt om beter overeen te komen met de realiteit:

3 jongleerballen die licht geven, 1 rood, 1 groen, 1 blauw.

En dan nu de technische achtergrondinformatie:

De elektronica voor de jongleerballen is kleiner dan die voor de jongleerkubussen. Voor de jongleerkubussen had ik in software een step-up leddriver gemaakt. Dat is mooi en aardig, maar niet per se noodzakelijk om mee te gooien. Het kan compacter en simpeler.

De jongleerballen gebruiken dus simpelweg een step-up naar 5V, en serieweerstandjes voor de LED’s. Dat is compacter en simpeler. (Alle foto’s kunnen worden aangeklikt voor een groter formaat).

De kubussen konden worden opgeladen via de schroefjes. De jongleerballen hebben een USB-aansluiting om te laden.

De jongleerkubussen zijn geprint uit PETG. Dat is nogal hard en stug. Stevig, maar niet super comfortabel om te vangen, zeker niet als je misgrijpt en de kubus op het peesje tussen duim en wijsvinger land. De jongleerballen zijn geprint uit TPU. Er zit een PETG tussenring met schroefdraad in om beide helften te verbinden, en een klein PLA vulstukje dat eveneens uit PETG zou kunnen. Het ontwerp staat hier op thingiverse.

Ze zijn verassend goed valbestendig, al treed af en toe een reversibele spontane demontage op. (De helften springen los, maar de schroefdraad blijft heel, dus het is een kwestie van weer opnieuw vastdraaien). De printjes zitten aan de zijkant vastgeklemd in de flexibele jongleerbal, de batterij zit met een klein stukje foam tape vast in een eigen compartimentje.

Het schema van de elektronica vind je hier.

De printjes zijn gesoldeerd met behulp van hete lucht en bismuth-soldeerpasta, zonder gebruik te maken van een stencil. De pasta bevat een no-clean flux, hoeft niet in de koelkast bewaard te worden, en smelt bij 165 graden Celsius. Die laatste eigenschap maakt het ideaal om met hete lucht te verwerken (zonder b.v. de kunststof delen van connectoren onbedoeld te laten smelten).

Het eerste printontwerp bevatte een foutje omdat een footprint van een fabrikant niet klopte. Dit is inmiddels aangepast, zowel door de fabrikant als door een patch op de printjes. Hieronder een macrofoto van de patch op de print: 1 pootje van de spanningsregelaar is van de print gelift en met een draadje vastgezet waar het hoort. Ongeveer net zo ‘makkelijk’ als Mills Mess >:)

De software voor de jongleerballen is gebaseerd op die van de jongleerkubussen, en staat op github. Er zijn uiteraard nog vele uitbreidingen en verbeteringen mogelijk ;).

Op moment van schrijven kan de software het volgende:

Vangen wordt gedetecteerd door het einde van een vrije val te detecteren: De accelerometer doet intern “vrije val detectie”, wat dit makkelijk maakt.

Er zijn meerdere modi: Vast rood, groen of blauw of na een vangst van kleur veranderen tussen rood, groen en blauw, of mengkleuren. Er is een puzzelmodus waarbij de bal in de juiste hoek(en) gekanteld moet worden, dan een aantal maal opgegooid, om de puzzel op te lossen. Als dit lukt knippert de bal in diverse kleuren. Er kan van modus gewisseld worden door 3x op de bal te tikken.

Als de bal een tijdje stil ligt, zal deze in een energiezuinige slaapmodus vallen na langs alle kleuren te faden. Wakker maken kan met een “zwiep” beweging.

Mijn camera maakt nog steeds paars/roze van precies specifiek het blauw uit de LED’s die ik in deze jongleerballen heb toegepast. Op de foto hieronder is de jongleerbal eigenlijk net zo blauw als de andere blauwe LED’s, maar de camera ziet er roze / paars in.

RGB leds fotograferen blijft lastig. Tenzij ze uit staan.

Heb je na het lezen van deze blogpost een vraag over de jongleerballen? Laat een comment achter! (Of eventueel: stuur me een mailtje).

In “Show Your Projects” op CircuitsOnline.net heb ik dit project al eerder getoond, maar het is ook wel een blogpost waard denk ik. Al is een blog natuurlijk eigenlijk bedoeld om te mekkeren over dingen als een gebroken arm wegens een onoplettende automobilist*, maar ook dàt had ik al op CO geuit. Blijft dus over om hier het schema van de jongleerkubussen te posten, en wellicht te linken naar de software en de files die je nodig hebt om de behuizing te printen. Zodat alles mooi bij elkaar is.

En aangezien al die benodigde informatie al gelinkt is in bovenstaande, blijft de rest van deze blogpost over voor meer foto’s.

Want als u zo ver gelezen heeft als dit vraagt u zich allicht af hoe een “RGB jongleerkubus” er nu uit ziet, wat je er aan hebt, en/of hoe ik op het maffe idee ben gekomen ze te maken. Al weet u dus alvast waarom een verdere jongleerdemonstratie in foto of videovorm wat langer op zich zal laten wachten. [sensuurbliep] automobiprutser*! (bovenstaande jongleerfoto’s zijn uiteraard van eerder datum. Plan was eigenlijk voor m’n blog wat foto’s te maken met de MakerSpace als sfeervolle achtergrond, ipv mijn kast. Ja, die muur is geel, nee, dat ligt niet aan de foto. Ja ik kan met 1 hand tikken :). )

Om te beginnen met waarom: ik wilde een step-up led-driver maken, om iets te doen met RGB leds op een 3,7V lithiumcel waarbij ook blauw en groen fatsoenlijk stroombegrenst zijn. En daarmee gelijk de hardware van de stm32f030 beter leren kennen.

Een simpel serieweerstandje bij een blauwe led gaat het niet redden, als de stroom constant moet zijn: de accu kan variëren tussen de 4,2 V wanneer vol en de 3,0 V wanneer helemaal leeg. De spanningsval over de led is b.v. 3,2 V bij 20 mA. De weerstand zou dan 1 V / 20 mA moeten zijn als de accu vol is, oftewel 50 Ohm. De weerstand bij lege accu zou -0,2 V / 20 mA moeten zijn… Dus negatief 10 Ohm. En dan nog keurig mee variëren met de accuspanning ook… Da’s wel een heel bijzondere weerstand… vandaar de wens voor een step-up leddriver. Met enkele LED’s in serie blijven ze op 4,2V dan gewoon uit omdat de gezamenlijke drempelspanning hoger is, en kunnen ze mooi in stroom geregeld worden met een step-up met terugkoppeling over een serieweerstandje – zie schema.

En RGB leds zijn leuk, maar bewegende RGB leds zijn nog leuker. Verder kan ik een klein beetje jongleren. Dus, vandaar de jongleerbal. Of jongleerkubus. Want dat lijkt makkelijker stevig te printen te zijn, omdat er een boutje in alle 4 de hoeken kan. Een ronde doorzichtige bal uit 2 helften stevig dicht krijgen is een beetje een uitdaging. Die ik uit de weg ben gegaan.

Er zit verder een adxl345 accelerometer in, om het ding te kunnen laten verkleuren op moment dat ‘ie gevangen wordt. Gewoon constant verkleuren kan ook: de “tap” detectie van de adxl wordt gebruikt om van modus te wisselen. Zie software 🙂 En Schema :).

Wat je er aan hebt is dus dat je ermee kunt jongleren. Wat met een lange sluitertijd mooie foto’s oplevert. Al dan niet met 2e-gordijn flits.


Natuurlijk zijn er ook wat uitdagingen, b.v. m.b.t de valbestendigheid. Het blijkt echt nodig de behuizing stevig dicht te schroeven. Als de helften t.o.v. elkaar kunnen schuiven, b.v. omdat in de prototypefase de boel met een elastiekje dicht zit ipv 4 boutjes, schuiven zo de elco’s en spoeltjes van de print af:

Er zijn meer technische uitdagingen geweest in dit project, zoals zwevende ingangen die het stroomverbruik in sleep erg verhogen. Makkelijk te testen op breadboard met weerstandsarrays als externe pull-up:


En zoal wellicht een beetje terug te zien in mijn vorige post: “lol met wireless power transfer” heb ik overwogen de jongleerkubussen inductief te laden. Maar daar omwille van de eenvoud vanaf gezien. Laden via de schroefjes is betrouwbaarder stabiel te krijgen.

Wie geïnteresseerd is in technische details wil ik graag uitnodigen vragen te stellen als comment, dan kan ik daar wellicht weer wat leuks over schrijven. Dit was een meerjarenproject, met allerlei afleiding tussendoor, en om te voorkomen dat de blogpost over het project zelf ook erg lang wordt laat ik het er voor nu even bij.


voetnoot: (armnoot?)
*(die nog minstens zolang ik in het gips zit af en toe op dergelijk humoristische wijze genadeloos te pas en te onpas erbij gesleept zal worden als voorbeeld van hoe het níet moet… Vooral omdat ‘ie is doorgereden vind ik het een [censuurbliep]. Nou kan ík niet door met míjn rijlessen omdat die anonieme prutser er goed aan zou doen er een paar lessen bij te nemen…Ik kan/mag niet eens fietsen! Of jongleren! Neem dan je verantwoordelijkheid en stap uit/oepssorryhulpverleenverzekeringsgegevens… Nouja. dat dus. Kan ik toch nog mekkeren op mijn blog 😛 Ben ik stiekem best goed in.)