Moving and Talking Giant Lego Hulk MiniFig (10: 1 skala): 14 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Fusion 360 -projekter »

Jeg har altid leget med legoer som barn, men jeg havde ikke nogen af de 'fancy' legoer, bare klassiske legoklodser. Jeg er også en stor fan af Marvel Cinematic Universe (MCU), og min yndlingsfigur er Hulk. Så hvorfor ikke kombinere de to og lave en kæmpe hulk -minifigur, for større er altid bedre, ikke? Så jeg besluttede at lave en 10: 1 skala model af de originale lego minifigurer.

En Giant Lego Hulk Minifig (jeg tror den ville blive kaldt megafig) er ikke nok, jeg besluttede mig for at have det lidt sjovere og bringe den til live. Jeg har også tilføjet nogle ekstra nye funktioner til det, der gør det muligt at både flytte og tale ved at tilføje 3 servomotor, et MP3-afspillermodul og en højttaler med en indbygget forstærker.

Da den har et MP3 -afspillermodul og en højttaler, kan du faktisk indlæse alle dine yndlingsmelodier på et SD -kort og også bruge det som højttaler!

Elektronikken og hardware til dette projekt er også let indkøbt og relativt billig. På den måde kan dette projekt let reproduceres af masserne (og Instructables -samfundet). Mit estimat for projektomkostningerne er omkring $ 50-80-dette vil afhænge af, hvor du køber varerne. Hvis du er villig til at vente på eBay eller Aliexpress, bliver det billigere, hvis ikke DFRobot sendte mit via DHL, og jeg fik det på 2 dage. Samme argument kan siges for kvaliteten af det glødetråd, du brugte. I betragtning af at du kan hente en lille for $ 5 fra Amazon, vil jeg sige, at prisen stiger ret lineært eller mindre, da dette har mange flere funktioner end nogen butikskøbte lego-figurer.

Trin 1: Stykliste

Hardware

Assorterede M3 møtrikker og bolte

1 kg grøn PLA (jeg har masser af filament for en god handel på Kijiji, men du kan få din fra Amazon eller filaments.ca, hvis du er i Nordamerika)

200 g lilla PLA (jeg brugte CCtree -mærket fra Amazon, og det oversteg mine forventninger til prispunktet)

200 g sort PLA (jeg brugte mit foretrukne, men lidt dyre mærke, Innofil)

Epoxyharpiks og hærdningsmiddel (dette er til udjævning og skinnende tryk, du kan også bruge XTC3D, men jeg fandt dem meget dyre)

CA Lim og Accelerant eller Superlim (førstnævnte foretrækkes, fordi du kan fremskynde hærdningstiden til kun sekunder)

Foam Brush (jeg fik min fra en lokal kunstbutik, Curry's, som gav mig en studentrabat!)

Pro Tip / Sjov Fakta: CA Lim er faktisk bare superlim, hvor CA står for Cyanoacrylat (sådan som når du køber Tylenol vs Acetaminophen på et apotek, sidstnævnte er et generisk mærke med det egentlige kemiske navn). Fordelen ved at bruge CA Lim er, at du kan købe den med accelerator, som reducerer hærdningstiden til et par sekunder, så du ikke behøver at klemme den eller holde den, før den tørrer.

Forsigtig: Vær forsigtig med ikke at få CA -lim + accelerantblanding på hænderne, fordi det brænder.

Elektronik

Arduino Pro Nano

MP3 -afspiller modul

Højttaler og forstærker modul

180 og 270 graders servoer (jeg valgte at bruge 2180 grader til armen og 1270 grader til hovedet)

Voltage Step-Down Converter (Du kan også bruge en 7805, men de kan ikke levere så meget strøm som denne, plus dette fungerer også for en 3-cellet LiPo!)

1K Ohm modstand (jeg er sikker på, at du sandsynligvis har nogle liggende, eller du kan købe en pakke, der vil vare livet ud)

PCB protoboard

Jumper ledninger

Brødbræt ledninger

2 -cellers litiumpolymer (LiPo) batteri eller 6V AA batteriholder (jeg foretrækker LiPo, da den er genopladelig og kan give 7,2V til servomotorerne)

Pin Headers (M / F)

XT60 -stik (hvis du vælger at bruge et litiumpolymerbatteri med en xt60)

JST Crimp Pins (Eller du kan bare lodde de kvindelige ender af jumperwiren - jeg ejede allerede en crimper og havde JST Crimp pins, så jeg brugte dette til at få det til at se mere professionelt ud)

Varmekrympning (meget pænere og mere professionelt udseende end elektrisk tape!)

Værktøjer

3D printer

Loddejern, Lodde, Aflodningspumpe

Multimeter (til fejlfindingskredsløb)

Crimper (Hvis du vælger at bruge et litiumpolymerbatteri med et XT60 -stik)

X -acto kniv - Jeg fik min i en lokal kunstbutik for omkring $ 2 med studenterrabat

Sandpapir - 400 grus, 600 grit, 1000 grit, 200 grit

"Men jeg har ikke en 3D -printer"

Intet problem! Du kan sende STL'erne til 3D -udskrivningstjenester som Shapeways og 3DHubs

Jeg ved, at listen ser skræmmende og lang ud. Jeg forsøgte at gøre det så omfattende som muligt, mens jeg gav begrundelser og detaljer om, hvordan jeg gik til mit designvalg. På den måde kan du vælge og ændre og ændre projektet for at gøre det til dit eget. Mit mål er altid at give brugerne mulighed for at være kreative og lave deres egne projekter, mens de bruger mine som en guide frem for blot lastskæring, men du er også velkommen til at kopiere det!

3D -udskrivning bliver også mere almindeligt, så måske har du en ven, der har en 3d -printer, som du kan bruge. Filamenter bliver billigere, og du kan få en spole på 1 kg for mindre end $ 20CAD eller AUD (eller <$ 15 USD)!

Trin 2: Opdel og erobre

Denne build virker måske ikke kompleks, men den omfatter de grundlæggende blokke inden for robotik - elektromekanisk, kredsløb og integreret programmering. Som sådan ville noget forudplanlægning i høj grad hjælpe med opbygningen.

Jeg har opdelt denne build i 5 segmenter:

1. Design og 3D -udskrivningsfase
2. Efterbehandling
3. Elektronik
4. Kode
5. montage

Del og erobre! Mens du venter på, at dine udskrifter er færdige, kan du komme i gang med elektronikken og kodningen.

Trin 3: [Valgfrit] Design og 3D Print: Design

Da mine Fusion360 -færdigheder er begrænsede, fik jeg en ven til at hjælpe mig med at CAD disse filer. Du behøver ikke at designe din egen, hvis du følger denne vejledning nøjagtigt. Gå blot til det næste trin, og udskriv dem i 3D. Alle dimensioner er metriske!

Men hvis du vælger en anden print eller højttaler, skal du muligvis ændre størrelsen på hullerne og skære ekstruderinger, hvor komponenterne skal være.

Men hvis du vil have andre lego minifigs, der ikke er hulken, er du velkommen til at CAD din egen. Nogen, venligst lav en kæmpe lego batman -version af dette!

Pro Tips: Design med 3D -print i tankerne

(1) Tårdråbeformede cirkler kan udskrives uden understøtninger, så inkorporer riveformede former til cirkulære udskæringer i stedet for cirkler

(2) 45 graders vinkler eller stejlere kan udskrives uden understøtninger, så få dine udhæng til at have 45 graders vinkler til at understøtte dem.

Trin 4: Design og 3D Print: 3D Print

Dette trin er ret lige fremad, tag dit SD -kort, gem gcode fra din skiver til den STL -fil, du vil udskrive og udskriv den, eller bare bestil den fra Shapeways eller 3DHubs.

Den samlede udskrivningstid for alle udskrifterne var omkring 80 timer. Det brugte i alt lidt over 1 kg materiale ved hjælp af sorte, lilla og grønne filamenter - for det meste grønt, fordi hulk er grøn, duh. Du kan altid udskrive den monofarvet og derefter spraymale de enkelte stykker, hvilket er en anden metode til udjævning (se næste trin).

Pro Tip 1: Bekæmpelse af den gennemsigtige filament

Hvis du har et gennemsigtigt filament, som jeg fik til min green, kan du slippe af med, at det stadig ser uigennemsigtigt ud ved (1) at øge skalletykkelsen eller (2) bruge et dynamisk udfyldningssæt til at fylde op til 50% i trin på 5%. Desværre, da harpiks er gennemsigtig, dækker den ikke over filamentets gennemsigtighed.

Pro Tip 2: Håndtering af ikke-plastisk deformation

For dele, der skal bøje let, skal du udskrive det med en højere udfyldning end standardindstillingen, omkring 50%, så det ikke er for skørt, når du skal presse stifterne sammen. Du kan forlade standardvægtykkelsen. Det tog mig omkring 5 forsøg, før jeg fik den rigtige kombination af udfyldning og vægtykkelse. Brug også filament af høj kvalitet. CCTree-filamentet fra Amazon er fremragende, da det giver mulighed for en ikke-plastisk deformation på stifterne.

Pro Tip 3: Reducering af udskrivningstid

Der er ingen gratis frokost, hvis du vil spare tid 3d -print. Der er næsten altid en afvejning, du skal gøre. Her er et par, jeg brugte, som ikke påvirkede udskriftskvaliteten meget:

(1) Brug en højere laghøjde - omkring 0,2 mm er acceptabelt for hovedet og fronten af kroppen og 0,3 mm for alt andet.

(2) Sænk udfyldningstætheden til omkring 5-10%, eller brug dynamisk udfyldning som angivet i ProTip 1.

(3) Slå kamtilstand til for at reducere rejsetider.

(4) Brug kanter eller tømmerflåder-Det kan være kontraintuitivt at bruge kanter og tømmerflåder, men det sparer dig tid for fejlbehæftede udskrifter, der kom ud af printbedet fra dysen og slog nogle let ud af z-aksen udskrifter gentagne gange.

(5) Brug færre understøtninger. For udskrifter, der kræver et stort antal understøtninger som håret, skal du bruge en understøttelse med lavere tæthed omkring 5-10% vil stadig give et vellykket print.

Trin 5: [Valgfrit] Udglatning af 3D -udskrifter

Dette er en lang og besværlig proces, men alligevel meget givende. Du behøver ikke at gøre det, men det får slutresultatet til at se så meget bedre ud. Efter BrittLivs guide valgte jeg at udglatte mit tryk med epoxy -belægning, undtagen at jeg besluttede at slibe det ned til 1000 grus først (helst 2000, men jeg havde ikke noget).

Bland epoxy med en arbejdstid på 30 minutter til 1 time, så du kan få alle stykker færdige, før det hærder. Så tager det yderligere 24 - 48 timer at hærde, afhængigt af hvor tykt et lag du har brugt.

Forsigtig: Brug handsker ved epoxy. Du kan blive allergisk over for epoxy, hvilket vil resultere i kontaktdermatitis, så du ikke vil have noget på hænderne. Plus, du behøver ikke omhyggeligt at slibe dine fingeraftryk væk på dit udskriftsjob, der bare tog 12 timer at udskrive.

Dette trin er temmelig langt og omfattende, selvom de handlinger, der er taget for at udjævne udskriften, er ganske enkle. Der var mange teknikker, der blev brugt og afprøvet under hele processen, og jeg ville dele alle de erfaringer, jeg har lært.

Pro Tip 1: Udjævning af frakken Brug en papirplade eller en flad overflade som en 'palet' før maling, i modsætning til at dyppe skumbørsten på en kop fuld af epoxy. Dette giver dig mulighed for at kontrollere og påføre jævn belægning på udskriftsjobbet.

Pro Tip 2: Brug en Foam Brush Jeg har ingen forudgående viden inden for kunsten eller noget relateret til det, så da det kom til at vælge en pensel fra en lokal kunstbutik, havde jeg ingen anelse om, hvad jeg skulle vælge, så jeg bad om hjælp. En meget god pointe blev bragt til mig, hvis du bruger en typisk pensel, vil strøgene fra børsterne være synlige, så brug en skumbørste, da der ikke er børster.

Pro Tip 3: Undgå klæbrighed ved at blande det korrekte forhold og måle nøjagtigt

Brug en skala til at måle det korrekte forhold mellem harpiks og hærder. I modsætning til online råd om at blande mere hærder for at tørre hurtigere, skal du altid bruge det korrekte forhold. Det er simpel videnskab eller rettere kemi. Harpiks og hærder, der blandes sammen, er en kemisk reaktion - faktisk kan du se, at det er en eksoterm reaktion, fordi epoxyen varmes op, når du blander dem. De foreslåede forhold er de støkiometriske nøgletal, der gør det muligt for alle harpiksen og hærderen at reagere sammen for at danne epoxy, så alt overskydende vil ikke reagere, og du vil sidde tilbage med et lag klæbrighed.

Erfaringer

1) Blødgør ikke i vand, når det er gjort

Jeg havde ikke en god overflade at lægge de 3D -trykte dele på, så jeg lagde den bare oven på skrotpapir. Som forventet dryppede epoxyen ned og hæftede med papiret. Det er faktisk ikke svært at fjerne, fordi du bare kan lægge papiret i blød i vand og gnide det af - det vil sige, hvis du ikke lagde epoxy på området, der kom i kontakt med papiret (du burde ikke). Desværre fik det iblødsætning af det epoxyede tryk i vand det til at se plettet ud - som en bil, du prøvede at vaske, men ikke tørrede ordentligt.

Der var ikke noget, jeg kan gøre for at slippe af med plettet, selvom jeg tørrede det ordentligt. Den eneste løsning var at slibe det hele igen - og slibning af epoxy er slet ikke sjovt - indtil det er glat (sand op til 2000 grus), derefter belægge det igen i epoxy, hvilket betyder mere ventetid.

Der er dog en sølvbeklædning, efter at jeg gentog den kedelige proces med udjævning og epoxy, så ser slutresultatet betydeligt bedre ud! Jeg kan forestille mig, at der er et punkt med faldende tilbagevenden til dette, og på et tidspunkt er der ingen mening at gentage dette, hvor det første lag har den højeste effekt.

2) Opvarm ikke pistolen

Brug IKKE en varmepistol til at hurtigere hærde epoxy. Plasten blødgøres og deformeres, selvom du opvarmer den på afstand. Jeg havde et eksempel på PLA, og jeg lærte, at det er bedre bare at have tålmodighed og vente.

3) Bliv ved med at slibe

Jeg var tilbageholdende med at slibe det i starten, fordi det fik det til at se hvidt og ridset op, og jeg var bekymret for, at når det dækker det med et lag epoxy, vil det bevare, at det er kedelig ridset farve. Jeg tog fejl. Faktisk slibede det ned, indtil det er glat og meget ridset, hvilket gav de bedste resultater.

Hvordan virker det?

Når du sliber det, slipper du for eventuelle ufuldkommenheder og ujævnheder, så du får et glat tryk, men det fylder ikke nogen af hullerne og sprækkerne. Når du påfører epoxy på et tryk, fylder du effektivt alle hullerne i lagene og eventuelle ujævnheder i trykket. Bemærk, at hvis du dypper den 3d -udskrevne del i vand, ser det meget glattere ud, mens det er vådt - det er fordi vandet fyldte hullerne, men det fordamper. Harpiksen fylder den permanent og efterlader ingen misfarvning, da den er farveløs.

Trin 6: [Delvis] Montering: Montering af hovedet

Der er nogle elektroniske komponenter, du ikke behøver at lodde takket være det modulære PCB -design, jeg leverede. Disse er servomotorer og højttalermodulet. Da servomotoren og højttalermodulet er uafhængigt af kroppen, kan vi placere dem i hovedet og afslutte hovedmonteringen.

Placer højttaleren på forsiden af hovedet. Der er pinde til højttaleren at skrue fast i, men da disse to stykker vil blive klemt sammen af servoen og håret, er det ikke nødvendigt at skrue det fast - og det vil ikke skille fra hinanden, medmindre du tvinger det til.

Trin 7: Elektronik: Lodning af printkortet og mængden af elektronikken

Loddet PCB baseret på den medfølgende skematiske. Jeg har også tilføjet Fritzing-dokumentet, så du kan åbne det på Fritzing og køre auto-routing til printkortet og få det udskrevet, hvis du ikke selv vil lodde busstierne.

For at gøre kredsløbet pænere og modulær brugte jeg et par teknikker, der er angivet nedenfor:

1. Brug kvindelige pinhoveder som brugerdefinerede IC -stik til Arduino Nano og DFPlayer Mini.
2. Brug hanstifter til at tilslutte servomotorer og højttalere. På denne måde loddes de ikke direkte på printkortet og kan fjernes når som helst.
3. Tilføj hanstifter til hanindgang til batteriindgang og indgang og udgang til trin-ned-konverter. På denne måde kan du let rute og tilføje flere busstier til den passende spænding. Dette er ikke nødvendigt, men det gør ledningerne enklere og giver mulighed for færre ledninger, der hænger på spændings-trin-ned-konverteren. Som du kan se, brugte jeg kun 2 par.

Dette kræver en moderat mængde loddeerfaring og færdigheder på grund af antallet af broforbindelser, du skal lave, og hvor tæt stifterne er til hinanden.

Så hvordan får du et godt resultat ved lodning af printkortet?

Få et godt loddejern med temperaturkontrol og et printkort med firkantede puder. Brug et mejselspids (fladt) jern til at øge kontakten mellem komponenten og puden. Jeg kan også godt lide at bruge 2/3 tin og 1/3 bly, da bly har en lavere smeltetemperatur, hvilket gør lodning en smule lettere.

Trin 8: Elektronik: Adapter til batteristik

Outputtet fra det 2 -cellede LiPo -batteri er dog et XT60 -stik, som er en standard i RC -fly. Jeg ville ikke afbryde den, fordi XT60 er standarden for mange stik til børsteløse motorer, som jeg bruger og også kan klare op til 60A strøm - som jeg har brug for til andre applikationer.

1. Lodde XT60

Så i stedet valgte jeg en mere modulær løsning. Lod en XT60 -adapter med en XT60 -han til JST -hun (mærket ovenfor) - negativ til negativ (sort ledning) og positiv til positiv (rød ledning).

2. Krympning/lodning af JST Female Pins til XT60

Placer de uklemte stifter på crimperen og stram den, så den holder fast på stifterne, mens ledningerne stadig glider igennem - den danner en åben terning. Indsæt den afisolerede ledning på den åbne terning, og krym den derefter. Gentag dette for både de røde og sorte ledninger, og skub derefter de to krympede stifter ind i JST -huset.

Alternativt kan du bare snippe den han -ende af M/F -jumperkablet af og lodde ledningen på XT60 som jeg gjorde.

3. Varm krymp stikkene

Sørg for at varme krympe stik, så de ikke ved et uheld kortslutter. Disse litiumbaserede batterier vil lave nogle smukke, omend ikke så flotte fyrværkeri, hvis de kortslutter

Pro Tip 1: Lodning XT60'er

Når du lodder de tynde tråde til XT60, skal du først fortynde ledningerne og derefter fylde hulrummene i XT60 med loddet halvvejs. Behold strygejernet på stikkene, dypp de fortinnede ledninger i og fjern strygejernet, mens du stadig holder tråden. Hold det stille i et par sekunder, og varmekrymp det, når det er afkølet.

Pro Tip 2: Forhindring af Connector Deformation

For at forhindre, at XT60 -stikket deformeres af høj varme, skal hun og hun (usolderede stik IKKE batterierne!) Anbringes inden lodning. På den måde bevarer de forbindelsesformen og forhindrer lederne i at bevæge sig, da den sidder tæt.

Trin 9: Kode: Kompiler og upload kode

Download den vedhæftede kode, og upload den til Arduino Nano. Dette er ansvarligt for at køre 4 forskellige bevægelsestilstande fra servoen samt sløjfe lydeffekter gennem MP3 -modulet. MP3 -modulet afspiller lydene baseret på hvilken rækkefølge MP3 -filerne uploades til SD -kortet.

Hvis du vil bruge den som højttaler, skal du bare bruge følgende funktion til at afspille tilfældige musikfiler i en loop.

myDFPlayer.randomAll ();

For mere information om alle kommandoer, der kan gives til MP3 -afspilleren, kan du finde den fra producentens specifikation.

I mit tilfælde er alt, hvad der kræves, at afspille en bestemt MP3 -fil. Den måde, jeg sikrede MP3-modulet til at afspille den relevante fil i stedet for at stole på ordren, bruger den indbyggede metode, hvilken antagelse det er i mappen kaldet MP3 (ikke store og små bogstaver):

myDFPlayer.playMP3Folder (1);

hvor argumentet 1 er filnavnet, 0001.mp3.

Brug af metoden, der er afhængig af filoverførselsrækkefølgen:

myDFPlayer.play (1);

antager, at den er i rodmappen og ikke kræver et specifikt filnavn.

Trin 10: Montering: Monter elektronikkomponenter

Vi starter med printkortet og de elektroniske komponenter og går derefter videre til fastgørelse af servomotorer.

For det første, for at gøre monteringen lettere, G og tag komponenterne ud.

Læg mærke til, hvordan der er nogle sekskantede udskårne ekstruderinger til fastgørelse af en møtrik på Lego -stykkeets krop og hoved. Det er her møtrikken skal limes ved hjælp af CA -lim - vær forsigtig, når du limer den, så du ikke ved et uheld tilføjer lim på trådene.

Sæt derefter printkortet i, og juster hullerne til møtrikkerne, og skru det fast med M3 bolte. Dette burde være en temmelig hurtig og triviel opgave.

Trin 11: Montering: Montering af servomotorer

Der er to ting, der skal fastgøres til servomotorerne fysisk (1) Det cirkulære metal -servohorn (mærket ovenfor) og (2) Servokroppen til legostykket. Skruerne, der bruges til hele dette projekt, er standardiseret; de er alle M3 møtrikker og bolte.

Der har 3 servohorn, der skal fastgøres i kroppen. En til hovedet og to til armstifterne, der vil blive drevet af servomotoren. Der er en særlig rækkefølge, de skal sammensættes, så du ikke behøver at placere dine hænder akavet.

1. Skru servohornet til hovedet øverst på kroppen ved hjælp af 4 m3 skruer mod hornet.
2. Skru armstifterne fast på servohornet og derefter på 180 graders servomotor ved hjælp af skruerne, der følger med servoen. Skru det ind mod hornet, da hullerne på hornet er gevindskåret.
3. Placer afstand på siderne af kroppen, hvor servoen skal monteres. Afstandene skal løse gapet mellem servoen og monteringsplatformen på grund af designfejl. Dette vil blive rettet, og du behøver ikke at udføre dette trin.
4. Derefter skal du blot skrue servomotoren chassis og servohorn i kroppen som vist på billederne. Hvis du ikke bruger afstande, skal du bruge selvskærende skruer, som leveres med servomotoren. Servoerne i kroppen sidder ganske tæt, så du skal rode med det, indtil du kan få dem begge ind.

Trin 12: Montering: Snap benene

Det sidste, vi skal gøre, er bare at samle alle brikkerne ligesom klassisk Lego.

• Lim de to halvdele af benene, under (grøn PLA) og over knæet (lilla PLA) sammen ved hjælp af CA -lim
• Snap benene sammen til hofterne. Hvis det er lidt stædig, skal du bare klemme de to stifter lidt sammen og skubbe benene på hoften.

Derfor bruger jeg kvalitetsfilament (jeg brugte CCTree fra Amazon til de lilla stykker, og det er overraskende ikke sprødt og farvestrålende til prispunktet).

Trin 13: Montering: Torso

• Skub hænderne mod armene - armene kan have brug for lidt slibning afhængigt af tolerancerne for 3d -print.
• Snap passer armene sammen til armstifterne ligesom benene til
• Skub højttaleren og servotråde ned gennem hullet på kroppen, og sæt det i de relevante stiftoverskrifter, du lodde.
• Skru hoved servoen på kroppens servo horn for at fuldføre samlingen. Placer derefter brystpladen oven på kroppen.

Du er færdig! Tænd det, og nyd din Lego Hulk Mega Figur!

Trin 14: Stem på mig

Jeg deltog i denne store og små konkurrence, så dine stemmer ville blive meget værdsat, hvis du nød dette.

Anden pris i den store og lille konkurrence