Moving and Talking Giant Lego Hulk MiniFig (skala 10: 1): 14 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:42

Fusion 360 -projekt »

Jag har alltid lekt med lego som barn, men jag hade inte några av de "snygga" legorna, bara klassiska legoklossar. Jag är också ett stort fan av Marvel Cinematic Universe (MCU) och min favoritkaraktär är Hulk. Så varför inte kombinera de två och göra en gigantisk hulk minifigur, för större är alltid bättre, eller hur? Så jag bestämde mig för att göra en 10: 1 -modell av de ursprungliga lego minifigurerna.

En Giant Lego Hulk Minifig (jag antar att den skulle heta megafig) är inte tillräckligt, jag bestämde mig för att ha lite roligare och få den att leva. Jag har också lagt till några nya nya funktioner som gör det möjligt att både flytta och tala genom att lägga till 3 servomotorer, en MP3-spelarmodul och en högtalare med en inbyggd förstärkare.

Eftersom den har en MP3 -spelarmodul och en högtalare kan du faktiskt ladda upp alla dina favoritlåtar på ett SD -kort och även använda den som högtalare!

Elektroniken och hårdvaran för detta projekt är också lättillgänglig och relativt billig. På det sättet är detta projekt enkelt reproducerbart för massorna (och Instructables -gemenskapen). Min uppskattning för projektkostnaden är cirka 50-80 dollar-detta beror på var du köper varorna. Om du är villig att vänta på eBay eller Aliexpress blir det billigare, om inte så skickade DFRobot mitt via DHL och jag fick det på 2 dagar. Samma argument kan sägas för kvaliteten på glödtråden du använde. Med tanke på att du kan hämta en liten för $ 5 från Amazon, skulle jag säga att priset stiger ganska linjärt, eller mindre med tanke på att det här har mycket fler funktioner än några lego-figurer som köpts i butik.

Steg 1: Materialförteckning

Hårdvara

Diverse M3 muttrar och bultar

1 kg grön PLA (jag har massor av filament för en bra affär på Kijiji, men du kan få din från Amazon eller filament.ca om du är i Nordamerika)

200 g lila PLA (jag använde märket CCtree från Amazon och det överträffade mina förväntningar på priset)

200 g svart PLA (jag använde mitt favoritbetrodda, men lite dyra märke, Innofil)

Epoxiharts och härdare (detta är för utjämning och glans av utskriften, du kan också använda XTC3D men jag tyckte att de var väldigt dyra)

CA Lim och Accelerant eller Superlim (det förra är att föredra eftersom du kan påskynda härdningstiden till bara några sekunder)

Foam Brush (jag fick min från en lokal konstbutik, Currys, som gav mig studentrabatt!)

Pro tips / kul fakta: CA Lim är faktiskt bara superlim, där CA står för Cyanoakrylat (ungefär som när du köper Tylenol vs Acetaminophen på ett apotek, det senare är ett generiskt märke med det faktiska kemiska namnet). Fördelen med att använda CA Glue är att du kan köpa den med accelerator vilket minskar härdningstiden till ett par sekunder, så du behöver inte klämma fast den eller hålla den förrän den torkar.

Varning: Var försiktig så att du inte får CA -lim + accelerationsblandning på händerna eftersom det kommer att brinna.

Elektronik

Arduino Pro Nano

MP3 -spelare modul

Högtalare och förstärkarmodul

180 och 270 graders servon (jag valde att använda 2180 grader för armen och 1 270 grader för huvudet)

Voltage Step-Down Converter (Du kan också använda en 7805, men de kan inte ge så mycket ström som den här, plus det här fungerar också för en 3-cell LiPo!)

1K Ohm motstånd (jag är säker på att du förmodligen har några liggande eller så kan du köpa ett paket som håller hela livet)

PCB protoboard

Bygelkablar

Brödbrädetrådar

2 -cell litiumpolymer (LiPo) batteri eller 6V AA batterihållare (jag föredrar LiPo eftersom det är laddningsbart och kan ge 7,2V till servomotorerna)

Stifthuvuden (M / F)

XT60 -kontakt (om du väljer att använda ett litiumpolymerbatteri med en xt60)

JST Crimp Pins (Eller så kan du bara löda de kvinnliga ändarna av bygeln - jag ägde redan en crimper och hade JST Crimp pins, så jag använde detta för att få det att se mer professionellt ut)

Heat Shrink (Mycket snyggare och mer professionellt utseende än eltejp!)

Verktyg

3d skrivare

Lödkolv, Lödning, Avlödningspump

Multimeter (för felsökningskretsar)

Crimper (Om du väljer att använda ett litiumpolymerbatteri med en XT60 -kontakt)

X -acto kniv - Jag fick min på en lokal konstbutik för cirka $ 2 med studentrabatt

Sandpapper - 400 grit, 600 grit, 1000 grit, 200 grit

"Men jag har ingen 3D -skrivare"

Inga problem! Du kan skicka STL till 3D -utskriftstjänster som Shapeways och 3DHubs

Jag vet att listan ser skrämmande och lång ut. Jag försökte göra det så omfattande som möjligt, samtidigt som jag gav motiveringar och detaljer om hur jag gick till mina designval. På så sätt kan du välja och ändra och ändra projektet för att göra det till ditt eget. Mitt mål är att alltid göra det möjligt för användare att vara kreativa och göra sina egna projekt samtidigt som de använder mina som en guide snarare än bara lastskärning, men duplicera gärna det också!

3D -utskrift blir också vanligare, så kanske du har en vän som har en 3D -skrivare som du kan använda. Filament blir billigare och du kan få en spole på 1 kg för mindre än $ 20CAD eller AUD (eller <$ 15 USD)!

Steg 2: Dela och erövra

Denna konstruktion kanske inte verkar komplex, men den omfattar de grundläggande blocken för robotik - elektromekanisk, krets och inbäddad programmering. Som sådan skulle en del förplanering mycket hjälpa till med byggandet.

Jag har delat in detta bygge i fem segment:

1. Design och 3D -utskriftsfas
2. Efterbehandling
3. Elektronik
4. Koda
5. hopsättning

Söndra och erövra! Medan du väntar på att dina utskrifter ska vara klara kan du komma igång med elektroniken och kodningen.

Steg 3: [Valfritt] Design och 3D -utskrift: Design

Eftersom mina Fusion360 -färdigheter är begränsade fick jag en vän som kunde hjälpa mig att CAD -filer. Du behöver inte designa din egen om du följer den här guiden exakt. Gå bara till nästa steg och skriv ut dem i 3D. Alla dimensioner är metriska!

Men om du väljer en annan kretskort eller högtalare kan du behöva ändra storlek på hålen och klippa ut strängsprutor där komponenterna ska finnas.

Men om du vill ha andra lego -minifigs som inte är hulken, kan du gärna CAD din egen. Någon, snälla gör en gigantisk lego batman -version av detta!

Pro tips: Design med 3D -utskrifter i åtanke

(1) Rivningsformade cirklar kan skrivas ut utan stöd, så lägg in rivna former för cirkulära utskärningar istället för cirklar

(2) 45 graders vinklar eller brantare kan skrivas ut utan stöd så att dina överhäng har 45 graders vinklar för att stödja dem.

Steg 4: Design och 3D -utskrift: 3D -utskrift

Det här steget är ganska rakt fram, ta ditt SD -kort, spara gkoden från din skärare för vilken STL -fil du vill skriva ut och skriva ut eller beställ den bara från Shapeways eller 3DHubs.

Den totala utskriftstiden för alla utskrifterna var cirka 80 timmar. Den använde totalt drygt 1 kg material med svarta, lila och gröna trådar - mestadels grönt eftersom hulk är grön. Du kan alltid skriva ut den monofärgad och sedan spruta måla de enskilda bitarna vilket är en annan metod för att jämna ut den (se nästa steg).

Pro Tips 1: Bekämpa den genomskinliga glödtråden

Om du har en genomskinlig glödtråd som jag fick för min green, kan du komma undan med att den fortfarande ser ogenomskinlig ut genom att (1) öka skaltjockleken eller (2) använda en dynamisk fyllningssats för att fylla upp till 50% i steg om 5%. Tyvärr, eftersom harts är transparent, täcker det inte upp glödtrådens transparens.

Pro Tips 2: Hantera icke-plastisk deformation

För delar som behöver böjas något, skriv ut det med en högre fyllning än standardinställningen, cirka 50%, så det är inte för sprött när du måste pressa ihop stiften. Du kan lämna standardväggens tjocklek. Det tog mig cirka 5 försök innan jag fick rätt kombination av fyllning och väggtjocklek. Använd också filament av hög kvalitet. CCTree-filamentet från Amazon är utmärkt eftersom det möjliggör en icke-plastisk deformation på stiften.

Pro Tips 3: Minska utskriftstiden

Det finns ingen gratis lunch om du vill spara tid 3D -utskrift. Det är nästan alltid en avvägning du måste göra. Här är några som jag använde som inte påverkade utskriftskvaliteten särskilt mycket:

(1) Använd en högre lagerhöjd - cirka 0,2 mm är acceptabelt för huvudet och framsidan av kroppen och 0,3 mm för allt annat.

(2) Sänk fyllningstätheten till cirka 5-10% eller använd dynamisk fyllning enligt ProTip 1.

(3) Slå på kamläget för att minska restiderna.

(4) Använd ramar eller flottar-Det kan vara kontraintuitivt att använda kantar och flottar, men det kommer att spara tid från misslyckade utskrifter som kom från skrivbädden från munstycket och slog några lätt av z-axliga utskrifter upprepade gånger.

(5) Använd färre stöd. För utskrifter som kräver ett stort antal stöd som håret, använd en lägre densitet, cirka 5-10% ger fortfarande ett framgångsrikt tryck.

Steg 5: [Valfritt] Utjämning av 3D -utskrifter

Detta är en lång och betungande process, men ändå mycket givande. Du behöver inte göra det, men det får slutresultatet att se så mycket bättre ut. Efter BrittLivs guide valde jag att släta ut mitt tryck med epoxibeläggning, förutom att jag bestämde mig för att slipa ner det till 1000 korn först (helst 2000, men jag hade inget).

Blanda epoxi med en arbetstid på 30 minuter till 1 timme så att du kan göra alla bitar färdiga innan det stelnar. Sedan tar det ytterligare 24 - 48 timmar att härda, beroende på hur tjockt lager du använde.

Varning: Använd handskar vid epoxi. Du kan bli allergisk mot epoxi vilket kommer att resultera i kontaktdermatit, så du vill inte ha något på händerna. Dessutom behöver du inte noggrant slipa bort dina fingeravtryck på ditt utskriftsjobb som bara tog 12 timmar att skriva ut.

Detta steg är ganska långt och ordenligt, även om de åtgärder som vidtagits för att jämna ut trycket är ganska enkla. Det var många tekniker som användes och prövades under hela processen, och jag ville dela med mig av alla lärdomar.

Pro Tips 1: Nivellera pälsen Använd en pappersplatta eller någon plan yta som en "palett" före målning, i motsats till att doppa skumborsten på en kopp full av epoxi. Detta gör att du kan styra och applicera jämn beläggning på utskriftsjobbet.

Pro Tips 2: Använd en Foam Brush Jag har inga förkunskaper inom konsten eller något relaterat till det, så när det gäller att plocka en pensel från en lokal konstbutik hade jag ingen aning om vad jag skulle välja så jag bad om hjälp. En mycket bra poäng togs upp för mig, om du använder en typisk borste kommer stragen från borsten att vara synliga, så använd en skumborste eftersom det inte finns några borst.

Pro Tips 3: Förhindra klibbighet genom att blanda rätt förhållande och mäta exakt

Använd en skala för att mäta det korrekta förhållandet mellan harts och härdare. I motsats till online -råd om att blanda mer härdare för att torka snabbare, använd alltid rätt förhållande. Det är enkel vetenskap, eller kemi snarare. Kåda och härdare som blandas ihop är en kemisk reaktion - du kan faktiskt säga att det är en exoterm reaktion eftersom epoxin värms upp när du blandar dem. Förhållandena som föreslås är de stökiometriska förhållandena som gör att allt harts och härdare kan reagera tillsammans för att bilda epoxi, så allt som är i överskott kommer inte att reagera och du kommer att sitta kvar med ett lager klibbighet.

Lärdomar

1) Blötlägg inte i vatten när det är klart

Jag hade inte en bra yta att sätta de 3d -tryckta delarna på, så jag lade den bara ovanpå pappersskrot. Som väntat droppade epoxin ner och bindades med papperet. Det är faktiskt inte svårt att ta bort eftersom du bara kan suga papperet i vatten och gnugga det - det vill säga om du inte satte epoxi på området som kom i kontakt med papperet (du borde inte). Tyvärr fick blötläggning av det epoxade trycket i vatten att det såg fläckigt ut - som en bil som du försökte tvätta men inte torkade ordentligt.

Det fanns inget jag kan göra för att bli av med fläckarna även om jag torkade den ordentligt. Den enda lösningen var att slipa det hela igen - och slipning av epoxi är inte alls roligt - tills det är slätt (sand upp till 2000 korn), sedan belägga det igen med epoxi vilket innebär mer väntan.

Det finns ett silverfoder, men efter att jag upprepade den tråkiga processen med utjämning och epoxi såg slutresultatet betydligt bättre ut! Jag kan tänka mig att det finns en punkt med minskande avkastning på detta och vid någon tidpunkt är det ingen mening att upprepa detta, där den första skikten har störst effekt.

2) Värm inte pistolen

Använd INTE en värmepistol för att få epoxihärdningen snabbare. Plasten mjuknar och deformeras även om du värmer den på avstånd. Jag hade en provbit av PLA och jag lärde mig att det är bättre att bara ha tålamod och vänta.

3) Fortsätt slipa

Jag var ovillig att slipa det först eftersom det fick det att se vitt och repigt ut och jag var orolig att när jag täcker det i ett lager epoxi kommer det att behålla att det är tråkigt repigt. Jag hade fel. Faktum är att slipa ner det tills det är slätt och mycket repigt gav bästa resultat.

Hur fungerar det?

När du slipar det blir du av med eventuella brister och ojämnheter, så du får ett smidigt tryck, men det fyller inte några av luckorna och sprickorna. När du applicerar epoxi på ett tryck fyller du effektivt alla luckor som finns kvar av lagren och eventuella ojämnheter i utskriften. Lägg märke till att om du doppar den 3d -tryckta delen i vatten är den mycket mjukare i utseende medan den är våt - det beror på att vattnet fyllde i luckorna, men det avdunstar. Hartset fyller det permanent och lämnar inga missfärgningar eftersom det är färglöst.

Steg 6: [Delvis] Montering: Montering av huvudet

Det finns några elektroniska komponenter som du inte behöver löda tack vare den modulära PCB -design som jag tillhandahållit. Dessa är servomotorerna och högtalarmodulen. Eftersom servomotorn och högtalarmodulen är oberoende av kroppen kan vi placera dem i huvudet och avsluta huvudmonteringen.

Placera högtalaren på huvudets framsida. Det finns pinnar för högtalaren att skruva i men eftersom dessa två bitar kommer att klämmas ihop av servon och håret, behöver du inte skruva in den - och den kommer inte att lossna om du inte tvingar den.

Steg 7: Elektronik: Lödning av kretskortet och elektronikens massa

Löd kretskortet baserat på schemat. Jag har också lagt till Fritzing-dokumentet så att du kan öppna det på Fritzing och köra auto-routing för kretskortet och få det tryckt om du inte själv vill löda bussvägarna.

För att göra kretsen snyggare och modulär använde jag några tekniker som anges nedan:

1. Använd kvinnliga stifthuvuden som anpassade IC -uttag för Arduino Nano och DFPlayer Mini.
2. Använd stifthuvuden för hane för att ansluta servomotorer och högtalare. På så sätt löds de inte direkt på kretskortet och kan tas bort när som helst.
3. Lägg till stifthuvuden för batteri och ingång och utgång för omvandlare av spänning. På så sätt kan du enkelt dirigera och lägga till fler bussvägar till lämplig spänning. Detta är inte nödvändigt, men det gör kablarna enklare och möjliggör mindre ledningar som hänger på spänningsstegomvandlaren. Som ni ser använde jag bara 2 par.

Detta kräver en måttlig mängd lödningserfarenhet och färdigheter på grund av antalet överbryggade anslutningar du måste göra och hur nära stiften är varandra.

Så hur får du ett bra resultat vid lödning av kretskortet?

Skaffa ett bra lödkolv med temperaturkontroll och ett kretskort med fyrkantiga dynor. Använd ett mejselspets (platt) järn för att öka kontakten mellan komponenten och dynan. Jag gillar också att använda 2/3 tenn och 1/3 bly eftersom bly har en lägre smälttemperatur vilket gör lödningen lite lättare.

Steg 8: Elektronik: Adapter för batterikontakt

Utgången från det 2 -celliga LiPo -batteriet är dock XT60 -kontakt, vilket är en standard i RC -flygplan. Jag ville inte stänga av den eftersom XT60 är standarden för många pluggar för borstlösa motorer som jag använder och kan även hantera upp till 60A ström - som jag behöver för andra applikationer.

1. Lödning XT60

Så istället valde jag en mer modulär lösning. Löd en XT60 -adapter med en XT60 -hane till JST -hona (märkt ovan) - negativ till negativ (svart tråd) och positiv till positiv (röd tråd).

2. Pressning/lödning av JST -hona till XT60

Placera de okrimpade stiften på klypan och dra åt den så att den håller fast tapparna samtidigt som ledningarna kan glida igenom - den kommer att bilda en öppen kub. Sätt in den avskalade tråden på den öppna kuben och krympa den sedan. Upprepa detta för både de röda och svarta ledningarna och skjut sedan in de båda pressade stiften i JST -huset.

Alternativt kan du bara klippa av hanänden på M/F -bygelkabeln och löda kabeln på XT60 som jag gjorde.

3. Värm krympa kontakterna

Var noga med att krympa kontakterna så att de inte av misstag blir korta. Dessa litiumbaserade batterier kommer att göra några vackra, om än inte så fina fyrverkerier om de är korta

Pro Tips 1: Lödning av XT60s

Vid lödning av de tunna trådarna till XT60 tänder du först trådarna och fyller sedan hålrummen i XT60 med lödning halvvägs. Behåll strykjärnet på kontakterna, doppa in de förtennade trådarna och ta bort strykjärnet medan du fortfarande håller i tråden. Håll den stilla i några sekunder och värm krympa den när den har svalnat.

Pro Tips 2: Förhindra kontaktformation

För att förhindra att XT60 -kontakten deformeras av hög värme, fäst hon och hane (osoldade kontakter INTE batterierna!) Mot varandra innan lödning. På så sätt behåller de kontaktformen och förhindrar att ledarna rör sig eftersom det sitter tätt.

Steg 9: Kod: Kompilera och ladda upp kod

Ladda ner koden bifogad och ladda upp den till Arduino Nano. Detta ansvarar för att köra 4 olika rörelselägen från servon samt att slingra ljudeffekter genom MP3 -modulen. MP3 -modulen spelar ljud baserat på vilken ordning MP3 -filerna laddas upp på SD -kortet.

Om du vill använda den som högtalare använder du bara följande funktion för att spela slumpmässiga musikfiler i en loop.

myDFPlayer.randomAll ();

För mer information om alla kommandon som kan ges till MP3 -spelaren, kan du hitta den från tillverkarens specifikation.

I mitt fall är det bara att spela en specifik MP3 -fil. Hur jag säkerställde att MP3-modulen spelade upp lämplig fil istället för att förlita mig på beställningen använder den inbyggda metoden, vilken förutsätter att den finns i mappen MP3 (inte skiftlägeskänslig):

myDFPlayer.playMP3Folder (1);

där argumentet 1 är filnamnet, 0001.mp3.

Använda metoden som är beroende av filöverföringsordningen:

myDFPlayer.play (1);

antar att den finns i rotmappen och inte kräver ett specifikt filnamn.

Steg 10: Montering: Montera elektronikkomponenter

Vi ska börja med kretskortet och de elektroniska komponenterna och sedan gå vidare till att fästa servomotorerna.

Först för att göra monteringen enklare, G och koppla ur komponenterna.

Lägg märke till hur det finns några sexkantiga snittsträngsprutor för att fixera en mutter på Lego -bitens kropp och huvud. Det är här muttern ska limmas med CA -lim - var försiktig när du limmar att du inte av misstag lägger till lim på trådarna.

Sätt sedan in kretskortet och rikta in hålen mot muttrarna och skruva in det med M3 -bultar. Detta borde vara en ganska snabb och trivial uppgift.

Steg 11: Montering: Montering av servomotorer

Det är två saker som måste fästas på servomotorerna fysiskt (1) Det cirkulära metallservohornet (märkt ovan) och (2) servokroppen till legostycket. Skruvarna som används för hela detta projekt är standardiserade; de är alla M3 muttrar och bultar.

Det finns tre servohorn som måste fästas i kroppen. En för huvudet och två för armstiften som drivs av servomotorn. Det finns en särskild ordning på att de ska sättas ihop så att du inte behöver placera händerna besvärligt.

1. Skruva in servohornet för huvudet överst på kroppen med 4 m3 skruvar mot hornet.
2. Skruva fast armstiften på servohornet och sedan på 180 graders servomotor med skruvarna som medföljer servon. Skruva in den mot hornet eftersom hålen på hornet är gängade.
3. Placera avstånd på sidorna av kroppen där servon ska monteras. Avstånden ska åtgärda klyftan mellan servon och monteringsplattformen på grund av konstruktionsfel. Detta kommer att åtgärdas och du behöver inte göra det här steget.
4. Skruva sedan in servomotornas chassi och servohornet på karossen som visas på bilderna. Om du inte använder avstånd behöver du självgängande skruvar som levereras med servomotorn. Servon i kroppen sitter ganska tätt så du måste tjata med det tills du kan få in dem båda.

Steg 12: Montering: Fäst benen

Det sista vi behöver göra är att bara sätta ihop alla bitar precis som klassiska Lego.

• Limma de två halvorna av benen, under (grön PLA) och ovanför knäet (lila PLA) tillsammans med CA -lim
• Knäpp ihop benen till höfterna. Om det är lite envis, kläm ihop de två stiften något och tryck ner benen på höften.

Det är därför jag använder kvalitetsfilament (jag använde CCTree från Amazon för de lila bitarna och det är förvånansvärt inte sprött och färgglatt för priset).

Steg 13: Montering: Torso

• Skjut händerna mot armarna - armarna kan behöva slipas lite beroende på toleranserna för 3d -print.
• Snap passa armarna ihop till armstiften precis som benen mot
• Tryck ner högtalar- och servotrådarna genom hålet på kroppen och anslut den till lämpliga stifthuvuden som du lödde.
• Skruva fast huvudserven på kroppens servohorn för att slutföra monteringen. Lägg sedan bröstplattan ovanpå kroppen.

Du är klar! Slå på den och njut av din Lego Hulk Mega Figur!

Steg 14: Rösta på mig

Jag deltog i den stora och små tävlingen, så dina röster skulle uppskattas mycket om du tyckte om detta.

Andra pris i stor och liten tävling