Движеща се и говореща гигантска мини фигурка Lego Hulk (мащаб 10: 1): 14 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Проекти на Fusion 360 »

Винаги съм играл с лего като малък, но нямах нито едно от „фантастичните“легота, просто класически лего тухли. Аз също съм голям фен на Marvel Cinematic Universe (MCU) и любимият ми герой е Хълк. Така че защо да не комбинирате двете и да направите гигантски мини фигурки, защото по -голямото винаги е по -добро, нали? Затова реших да направя мащабен модел 10: 1 на оригиналните мини фигурки на лего.

Гигантска минифигурка Lego Hulk (предполагам, че ще се нарече megafig) не е достатъчна, реших да се позабавлявам и да я оживя. Добавих и някои допълнителни нови функции, които му позволяват да се движи и говори, като добавя 3 серво мотора, модул за MP3 плейър и високоговорител с вграден усилвател.

Тъй като има модул за MP3 плейър и високоговорител, всъщност можете да заредите всичките си любими мелодии на SD карта и да ги използвате и като високоговорител!

Електрониката и хардуерът на този проект също се доставят лесно и са сравнително евтини. По този начин този проект е лесно възпроизводим от масите (и общността на Instructables). Моята прогноза за цената на проекта е около 50-80 долара-това ще зависи от това къде сте източник на артикулите. Ако сте готови да изчакате eBay или Aliexpress, ще бъде по -евтино, ако не DFRobot е изпратил моя чрез DHL и аз го получих за 2 дни. Същият аргумент може да се каже и за качеството на нажежаемата жичка, която сте използвали. Като се има предвид, че можете да вземете мъничко за 5 долара от Amazon, бих казал, че цената се увеличава доста линейно или по-малко, като се има предвид, че това има много повече функции, отколкото всякакви лего фигури, закупени от магазина.

Стъпка 1: Сметка на материалите

Хардуер

Разнообразни гайки и болтове М3

1 кг Green PLA (имам тон нажежаема жичка за добра сделка на Kijiji, но можете да вземете своя от Amazon или filaments.ca, ако сте в Северна Америка)

200 г Purple PLA (използвах марката CCtree от Amazon и надмина очакванията ми за цената)

200 г черен PLA (използвах любимата си надеждна, макар и леко скъпа марка, Innofil)

Епоксидна смола и втвърдяващ агент (това е за изглаждане и блясък на отпечатъка, можете да използвате и XTC3D, но ми се сториха много скъпи)

CA лепило и ускорител или суперлепило (първото е за предпочитане, защото можете да ускорите времето за втвърдяване до секунди)

Четка за пяна (взех моята от местен магазин за изкуства, Къри, който ми даде студентска отстъпка!)

Професионален съвет / забавен факт: CA лепилото всъщност е просто супер лепило, където CA означава цианоакрилат (нещо като това, когато купувате Tylenol срещу ацетаминофен в аптека, като последният е генерична марка с действителното химическо име). Ползата от използването на CA Glue е, че можете да го закупите с ускорител, който намалява времето за втвърдяване до няколко секунди, така че не е нужно да го затягате или държите, докато изсъхне.

Внимание: Внимавайте да не попаднете върху ръцете си никакво CA лепило + ускорител, защото ще изгори.

Електроника

Arduino Pro Nano

Модул за MP3 плейър

Модул за високоговорител и усилвател

180 и 270 градуса серво (избрах да използвам 2 180 градуса за ръката и 1 270 градуса за главата)

Преобразувател на понижение на напрежението (Можете също да използвате 7805, но те не могат да осигурят толкова ток, колкото този, плюс това работи и за 3-клетъчен LiPo!)

1K Ohm Resistor (Сигурен съм, че вероятно имате малко да лежите наоколо или можете да си купите пакет, който ще продължи цял живот)

Печатна платка

Кабелни проводници

Кабелни платки

2 -клетъчна литиево -полимерна (LiPo) батерия или 6V AA батериен държач (предпочитам LiPo, тъй като е акумулаторен и може да даде 7.2V на серво моторите)

Pin Headers (M / F)

XT60 конектор (ако решите да използвате литиево -полимерна батерия с xt60)

JST кримпващи щифтове (Или можете просто да запоявате тези женски краища на джъмперната жица - вече притежавах кримпване и имах щифтове JST Crimp, затова използвах това, за да изглежда по -професионално)

Термосвиване (Много по-спретнато и по-професионално изглеждащо от електрическата лента!)

Инструменти

3D принтер

Поялник, Припой, Помпа за разпаяване

Мултицет (за схеми за отстраняване на неизправности)

Кримпер (Ако решите да използвате литиево -полимерна батерия с конектор XT60)

Нож X -acto - взех моя в местен магазин за изкуство за около $ 2 със студентска отстъпка

Шкурка - 400 зърна, 600 зърна, 1000 зърна, 200 зърна

„Но нямам 3D принтер“

Няма проблем! Можете да изпращате STL до услуги за 3D печат като Shapeways и 3DHubs

Знам, че списъкът изглежда обезсърчаващ и дълъг. Опитах се да го направя възможно най -изчерпателен, като същевременно предоставям обосновки и подробности относно начина, по който направих избора си на дизайн. По този начин можете да избирате и променяте проекта, за да го превърнете в свой собствен. Моята цел е винаги да давам възможност на потребителите да бъдат креативни и да правят свои собствени проекти, докато използват моя като ръководство, а не просто рязане на товари, но не се колебайте и да го дублирате!

3D принтирането също става все по -често, така че може би имате приятел, който има 3D принтер, който можете да използвате. Нишките стават по -евтини и можете да получите макара от 1 кг за по -малко от $ 20CAD или AUD (или <$ 15 USD)!

Стъпка 2: Разделяй и владей

Тази конструкция може да не изглежда сложна, но обхваща основните блокове на роботиката - електромеханично, схеми и вградено програмиране. Като такова, някои предварителни планировки биха помогнали значително при изграждането.

Разделих тази конструкция на 5 сегмента:

1. Фаза на проектиране и 3D печат
2. Последваща обработка
3. Електроника
4. Код
5. Монтаж

Разделяй и владей! Докато чакате разпечатките да приключат, можете да започнете с електрониката и кодирането.

Стъпка 3: [По избор] Дизайн и 3D печат: Дизайн

Тъй като уменията ми за Fusion360 са ограничени, имам приятел, който да ми помогне да CAD тези файлове. Не е нужно да проектирате своя собствена, ако следвате точно това ръководство. Просто преминете към следващата стъпка и ги отпечатайте 3D. Всички размери са метрични!

Ако обаче изберете различна печатна платка или високоговорител, може да се наложи да преоразмерите отворите и да изрежете екструзии там, където трябва да бъдат компонентите.

Ако обаче искате други лего минифигури, които не са хълкът, тогава не се колебайте да направите своя CAD. Някой, моля, направете гигантска лего батман версия на това!

Професионални съвети: Дизайн с 3D печат в ума

(1) Кръгове с форма на разкъсване могат да бъдат отпечатани без опори, така че включете разкъсани форми за кръгли изрези вместо кръгове

(2) Ъгли от 45 градуса или по -стръмни могат да бъдат отпечатани без опори, така че направете на надвесите ви да имат ъгли от 45 градуса, които да ги поддържат.

Стъпка 4: Дизайн и 3D печат: 3D печат

Тази стъпка е доста ясна, вземете SD картата си, запазете gcode от резачката за който и да е STL файл, който искате да отпечатате и отпечатате, или просто поръчайте от Shapeways или 3DHubs.

Общото време за печат за всички разпечатки беше около 80 часа. Той изразходва общо около малко над 1 кг материал, като използва черни, лилави и зелени нишки - предимно зелени, тъй като кората е зелена, нали. Винаги можете да го отпечатате в едноцветен цвят, след което да боядисвате отделните парчета със спрей, което е друг метод за изглаждането му (вижте следващата стъпка).

Професионален съвет 1: Борба с полупрозрачната нишка

Ако имате прозрачно изглеждащо влакно, подобно на моето за моето зелено, можете да се измъкнете, като все още изглеждате непрозрачно, като (1) увеличите дебелината на черупката или (2) използвате динамичен комплект за пълнене, за да запълните до 50% на стъпки от 5%. За съжаление, тъй като смолата е прозрачна, тя не прикрива прозрачността на нишката.

Професионален съвет 2: Справяне с непластична деформация

За части, които трябва да се огънат леко, отпечатайте го с по -висока пълнеж от настройката по подразбиране, около 50%, така че да не е прекалено чуплив, когато трябва да стиснете щифтовете заедно. Можете да оставите дебелината на стената по подразбиране. Отне ми около 5 опита, преди да получа правилната комбинация от пълнеж и дебелина на стената. Използвайте и висококачествена нишка. Нишката CCTree от Amazon е отлична, тъй като позволява непластична деформация на щифтовете.

Професионален съвет 3: Намаляване на времето за печат

Няма безплатен обяд, ако искате да спестите време за 3d печат. Почти винаги трябва да направите някакъв компромис. Ето няколко, които използвах, които не повлияха много на качеството на печат:

(1) Използвайте по -висока височина на слоя - около 0,2 мм е приемливо за главата и предната част на тялото и 0,3 мм за всичко останало.

(2) Намалете плътността на пълнене до около 5-10% или използвайте динамично пълнене, както е посочено в ProTip 1.

(3) Включете режима на разресване, за да намалите времето за пътуване.

(4) Използвайте периферии или салове-Може да е контраинтуитивно да използвате ръбове и салове, но това ще ви спести време от неуспешни отпечатъци, които са излезли от слоя за печат от дюзата, като многократно отразяват някои отпечатъци по оста z.

(5) Използвайте по -малко опори. За отпечатъци, които изискват голям брой подпори като косата, използването на подложки с по-ниска плътност около 5-10% все пак ще даде успешен отпечатък.

Стъпка 5: [По избор] Изглаждане на 3D отпечатъци

Това е дълъг и труден процес, но много полезен. Не е нужно да го правите, но това прави крайния резултат да изглежда много по -добре. Следвайки ръководството на BrittLiv, избрах да изгладя отпечатъка си с епоксидно покритие, с изключение на това, че реших първо да го шлайфам до 1000 зърна (за предпочитане 2000, но нямах такъв).

Смесете епоксидната смола с работно време от 30 минути до 1 час, за да можете да свършите всички парчета, преди да се втвърди. След това ще са необходими още 24 - 48 часа за втвърдяване, в зависимост от това колко дебел слой сте използвали.

Внимание: Носете ръкавици при епоксидиране. Можете да получите алергия към епоксидна смола, което ще доведе до контактен дерматит, така че не искате никакви по ръцете си. Плюс това, не е нужно старателно да шлайфате пръстовите си отпечатъци върху заданието си за печат, което отне само 12 часа.

Тази стъпка е доста дълга и многословна, въпреки че действията, предприети за изглаждане на отпечатъка, са доста прости. Имаше много техники, които бяха използвани и изпробвани по време на целия процес и аз исках да споделя всички уроци, които научих.

Професионален съвет 1: Изравняване на покритието Използвайте хартиена чиния или друга равна повърхност като „палитра“преди боядисване, за разлика от потапянето на четката за пяна върху чаша, пълна с епоксид. Това ще ви позволи да контролирате и нанесете равномерно покритие върху заданието за печат.

Професионален съвет 2: Използвайте четка за пяна Нямам предварителни познания в областта на изкуството или нещо свързано с нея, така че когато стана въпрос за избиране на четка от местен магазин за изкуства, нямах представа какво да избера, затова помолих за помощ. Беше ми казана много добра точка, ако използвате типична четка, щрихите от четините ще бъдат видими, така че използвайте четка за пяна, тъй като няма четина.

Професионален съвет 3: Предотвратете залепването чрез смесване на правилното съотношение и измерване точно

Използвайте скала, за да измерите правилното съотношение на смола и втвърдител. Противно на онлайн препоръките да смесвате повече втвърдител, за да изсъхне по -бързо, винаги използвайте правилното съотношение. Това е проста наука или по -скоро химия. Смесването на смола и втвърдител е химическа реакция - всъщност можете да кажете, че това е екзотермична реакция, тъй като епоксидът се нагрява, докато ги смесвате. Предложените съотношения са стехиометричните съотношения, които позволяват на цялата смола и втвърдител да реагират заедно, за да образуват епоксидна смола, като по този начин всичко в излишък няма да реагира и ще останете със слой лепкавост.

Поуки

1) Не накисвайте във вода, след като сте готови

Нямах добра повърхност, върху която да поставя 3D отпечатаните части, затова просто я поставих върху скрап хартия. Както се очакваше, епоксидната смола се стече и се залепи с хартията. Всъщност не е трудно да се премахне, защото можете просто да накиснете хартията във вода и да я изтриете - това е, ако не сте поставили епоксидна смола върху зоната, която влиза в контакт с хартията (не трябва). За съжаление, накисването на епоксидния печат във вода го правеше на петна - като кола, която се опитахте да измиете, но не изсъхнете правилно.

Не мога да направя нищо, за да се отърва от петна, дори и да го изсуша както трябва. Единственото решение беше да изпепелите отново всичко - а шлайфането на епоксидна смола изобщо не е забавно - докато не стане гладка (пясък до 2000 зърна), след което отново я покрийте с епоксидна смола, което означава повече изчакване.

Има сребърна подплата, но след като повторих досадния процес на изглаждане и епоксидиране, крайният резултат изглеждаше значително по -добре! Мога да си представя, че има момент на намаляване на възвръщаемостта към това и в един момент няма смисъл да се повтаря това, където първият слой има най -голямо въздействие.

2) Не загрявайте пистолета

НЕ използвайте топлинен пистолет, за да ускорите епоксидното втвърдяване. Пластмасата ще омекне и ще се деформира, дори ако я загрявате от разстояние. Имах примерна част от PLA и научих, че е по -добре просто да имам търпение и да изчакам.

3) Продължете да шлайфате

Първоначално не исках да го шлайфам, защото го накара да изглежда бял и надраскан и се притеснявах, че когато го покрия с епоксиден слой, той ще запази тъп надраскан цвят. Сгреших. Всъщност, шлайфането надолу, докато стане гладко и много надраскано, даде най -добри резултати.

Как работи?

Когато го шлайфате, се освобождавате от всякакви несъвършенства и неравности, така че получавате гладък печат, но той не запълва празнините и пукнатините. Когато нанасяте епоксидна смола върху печат, вие ефективно запълвате всички празнини, оставени от слоевете, и всички неравности в отпечатъка. Забележете, ако потопите 3D отпечатаната част във вода, тя изглежда много по -гладка, докато е мокра - това е така, защото водата запълни празнините, но тя се изпарява. Смолата го запълва за постоянно и не оставя обезцветяване, тъй като е безцветен.

Стъпка 6: [Частично] Сглобяване: Сглобяване на главата

Има някои електронни компоненти, които не е необходимо да запоявате благодарение на предоставения от мен модулен дизайн на печатни платки. Това са серво моторите и модулът на високоговорителите. Тъй като сервомоторът и модулът на високоговорителите са независими от тялото, можем да ги поставим в главата и да завършим монтажа на главата.

Поставете високоговорителя в предната част на главата. Има колчета, в които високоговорителят може да се завинтва, но тъй като тези две части ще бъдат притиснати заедно от сервото и косата, няма нужда да го завивате - и няма да се разпадне, освен ако не го принудите.

Стъпка 7: Електроника: Запояване на печатната платка и основната част от електрониката

Запоявайте печатната платка въз основа на предоставената схема. Добавих и документа Fritzing, за да можете да го отворите на Fritzing и да стартирате автоматично маршрутизиране за печатната платка и да го отпечатате, ако не искате да запоявате сами пътищата на шината.

За да направя схемата по -изчистена и модулна, използвах няколко техники, отбелязани по -долу:

1. Използвайте женски щифтове като персонализирани IC гнезда за Arduino Nano и DFPlayer Mini.
2. Използвайте мъжки щифтове за включване на серво мотори и високоговорители. По този начин те не са запоени директно върху печатната платка и могат да бъдат премахнати по всяко време.
3. Добавете мъжки щифтове за вход за батерия и напрежение на понижаващ преобразувател вход и изход. По този начин лесно можете да маршрутизирате и да добавите още автобусни пътеки към подходящото напрежение. Това не е необходимо, но улеснява окабеляването и позволява по-малко окачване на проводници на понижаващия преобразувател на напрежение. Както можете да видите, използвах само 2 чифта.

Това изисква умерено количество опит и умения при запояване поради броя на мостовите връзки, които трябва да направите, и колко близо са щифтовете един до друг.

И така, как да постигнете добър резултат при запояване на печатната платка?

Вземете добър поялник с контрол на температурата и печатна платка с квадратни подложки. Използвайте ютия с длето (плоска) ютия, за да увеличите контакта между компонента и подложката. Също така обичам да използвам 2/3 калай и 1/3 олово, тъй като оловото има по -ниска температура на топене, което прави запояването малко по -лесно.

Стъпка 8: Електроника: Адаптер за конектор на батерията

Изходът на 2 -клетъчната LiPo батерия е чрез конектора XT60, който е стандарт в RC самолетите. Не исках да го прекъсвам, защото XT60 е стандартът за много щепсели за безчеткови двигатели, които използвам и също така мога да издържа до 60А ток - който ми е необходим за други приложения.

1. Припой XT60

Затова вместо това избрах по -модулно решение. Запоявайте адаптер XT60 с XT60 мъжки към JST женски (маркиран по -горе) - отрицателен към отрицателен (черен проводник) и положителен към положителен (червен проводник).

2. Кримпване/запояване на JST женски щифтове към XT60

Поставете нескрипаните щифтове върху щипката и я затегнете така, че да държи щифтовете здраво, като същевременно позволява на проводниците да се плъзгат - тя ще образува отворен куб. Поставете оголения проводник върху отворения куб и след това го нагънете. Повторете това както за червения, така и за черния проводник, след което плъзнете двата пресовани щифта в корпуса на JST.

Като алтернатива можете просто да откъснете мъжкия край на кабела за джъмпер M/F и да запоите проводника върху XT60, както направих аз.

3. Сгънете термично съединителите

Не забравяйте да намалите термично съединителите, за да не се късат случайно. Тези литиеви батерии ще направят някои красиви, макар и не толкова хубави фойерверки, ако се късат

Професионален съвет 1: Запояване XT60s

Когато запоявате тънките проводници към XT60, първо олайдете проводниците, след това запълнете кухините на XT60 с спойка наполовина. Като държите ютията върху съединителите, потопете консервираните проводници и отстранете ютията, като същевременно държите жицата. Дръжте го неподвижно за няколко секунди и го сгънете, след като се охлади.

Професионален съвет 2: Предотвратяване на деформацията на конектора

За да предотвратите деформацията на конектора XT60 от висока температура, поставете женския и мъжкия (разпоени конектори НЕ батериите!) Един към друг преди запояване. По този начин те ще запазят формата на съединителя и ще предотвратят преместването на проводниците, тъй като е плътно прилепнал.

Стъпка 9: Код: Компилиране и качване на код

Изтеглете прикачения код и го качете в Arduino Nano. Това е отговорно за изпълнението на 4 различни режима на движение от сервото, както и за прокарване на звукови ефекти през MP3 модула. MP3 модулът възпроизвежда звуците въз основа на какъв ред MP3 файловете се качват на SD картата.

Ако искате да го използвате като високоговорител, просто използвайте следната функция за възпроизвеждане на произволни музикални файлове в цикъл.

myDFPlayer.randomAll ();

За повече информация относно всички команди, които могат да бъдат дадени на MP3 плейъра, можете да го намерите от спецификацията на производителя.

В моя случай всичко, което е необходимо, е да възпроизвеждате конкретен MP3 файл. Начинът, по който осигурих на MP3 модула да възпроизвежда подходящ файл, вместо да разчитам на реда, използва вградения метод, който приема, че е в папката, наречена MP3 (не чувствителна към регистъра):

myDFPlayer.playMP3Folder (1);

където аргумент 1 е името на файла, 0001.mp3.

Използвайки метода, който разчита на реда за качване на файлове:

myDFPlayer.play (1);

приема, че е в основната папка и не изисква конкретно име на файл.

Стъпка 10: Сглобяване: Поставете компонентите на електрониката

Ще започнем с печатната платка и електронните компоненти, след което ще преминем към свързването на серво моторите.

Първо, за да улесните сглобяването, G и изключете компонентите.

Забележете как има някои шестоъгълни изрязани екструзии за фиксиране на гайка върху тялото и главата на парчето Lego. Тук гайката трябва да бъде залепена с помощта на CA лепило - внимавайте, когато го залепите, да не добавите случайно лепило върху нишките.

След това поставете платката и подравнете отворите към гайките и я завийте с болтове М3. Това трябва да бъде доста бърза и тривиална задача.

Стъпка 11: Монтаж: Монтиране на серво моторите

Има две неща, които трябва да бъдат прикрепени физически към серво моторите (1) Кръглата метална серво клаксона (означена по -горе) и (2) Серво корпусът към тялото на Lego парчето. Винтовете, използвани за целия този проект, са стандартизирани; всички те са гайки и болтове М3.

Има заек 3 серво рога, които трябва да бъдат прикрепени към тялото. Един за главата и два за щифтовете за ръце, които ще се задвижват от серво мотора. Съществува определен ред те трябва да бъдат сглобени така, че да не се налага да поставяте ръцете си неловко.

1. Завийте серво рога за главата в горната част на тялото, като използвате 4 м3 винтове към клаксона.
2. Завийте щифтовете на рамото към серво клаксона и след това към 180 -градусовия серво мотор, като използвате винтовете, предоставени със серво. Завийте го към рога, тъй като отворите на рога са с резба.
3. Поставете стойки отстрани на тялото, където ще се монтира серво. Противопоставянията са за преодоляване на пропастта между сервото и монтажната платформа поради грешка в дизайна. Това ще бъде поправено и не е нужно да правите тази стъпка.
4. След това просто завийте шасито на серво мотора и серво клаксона към тялото, както е показано на изображенията. Ако не използвате стойки, ще ви трябват самонарезни винтове, които ще бъдат доставени със серво мотора. Сервомоторите в тялото са доста плътно прилепнали, така че трябва да се потъркаляте с тях, докато успеете да вкарате и двамата.

Стъпка 12: Сглобяване: Щракнете краката

Последното нещо, което трябва да направим, е просто да съберем всички парчета заедно, точно като класическото Lego.

• Залепете двете половини на краката, отдолу (зелено PLA) и над коляното (лилаво PLA) заедно с помощта на CA лепило
• Счупете краката заедно до бедрата. Ако е малко упорит, просто стиснете леко двата щифта заедно и натиснете краката върху бедрото.

Ето защо използвам качествена нишка (използвах CCTree от Amazon за лилавите парчета и тя изненадващо не е чуплива и ярко оцветена за цената).

Стъпка 13: Монтаж: Торс

• Натиснете ръцете към ръцете - ръцете може да се нуждаят от известно шлайфане в зависимост от допустимите отклонения на 3D отпечатването.
• Прикрепете ръцете заедно към щифтовете на ръцете, точно както краката към
• Натиснете надолу високоговорителя и серво проводниците през отвора на тялото и го включете в съответните щифтове, които сте запоили.
• Завийте сервопривода на главата към сервосигнала на тялото, за да завършите монтажа. След това поставете гръдната плоча в горната част на тялото.

Готови сте! Включете го и се насладете на вашата Lego Hulk Mega Figure!

Стъпка 14: Гласувайте за мен

Участвах в това голямо и малко състезание, така че гласовете ви ще бъдат високо оценени, ако ви хареса.

Втора награда в големия и малкия конкурс