Riesige Lego-Minifigur als Animatronic-Operation-Game mit Arduino bauen

Benötigte Komponenten

Arduino UNO	×	2
Adafruit Arduino MP3 Shield	×	1
MG90S Gear Micro Servo	×	6
Lautsprecher: 3W, 4 Ohm	×	2
OpenBuilds Kugellager 688Z 8x16x5	×	12

Werkzeuge & Maschinen

• LulzBot TAZ 5 FDM-Drucker
• X-Carve CNC-Fräse
• Heißklebepistole
• Lötkolben

Projektphasen

Phase 1: Megafigs bauen (mechanischer Aufbau)

Das Projekt entstand in vier Phasen. Die ersten drei waren rein mechanisch:

• Hand: Aus PVC-Rohr und Glasfaserharz gefertigt – definierte den Maßstab für alle weiteren Teile.
• Kopf: Großes PVC-Rohrformstück für den Hauptteil, MDF und Harz für den oberen Noppen.
• Rumpf: MDF-Kastenkonstruktion, PVC-Fittings als Gelenke zu Gliedmaßen.
• Beine: MDF mit PVC für die Oberschenkelkurven.
• Arme: Schwierigster Teil – Unterarm aus PVC, Oberarm aus MDF, Formgebung mit Bondo, viel Schleifen. Schließlich in Smoothcast 300 abgegossen.

Alles wurde basierend auf dem Lego-Set "Monster Hunters" bemalt.

Phase 2: Haare

Werkzeugschaum per Bandsäge in Haarschnipsel geschnitten, mit Epoxid verklebt, mit Smoothcast 300 überzogen, verspachtelt, grundiert und lackiert.

Phase 3: Franks Bett

Einfacher MDF-Kastenbau mit PVC-Noppen, basierend auf dem Lego-Set "Crazy Scientist and his Monster".

Phase 4: Operation Game & Animatronics (Elektronik & Motion)

Hier wird die Figur zum interaktiven Spiel mit Audio und Bewegung. Zwei Arduinos arbeiten zusammen:

Rumpf

3D-gedruckte Halterungen mit Kugellagern als Drehpunkte für Arme und Kopf. Zwei 3D-gedruckte "Bonbonschalen" mit gefrästen Aluminiumlippen als Schalter für das Operation-Game: Berühren die Pinzetten (verkabelt mit MP3-Shield) das Aluminium, schließt sich der Stromkreis und löst das Programm aus.

Köpfe

Beide Köpfe erhielten 3D-gedruckte Halterungen mit 5/16"-Bolzen als Achse. Lautsprechergitter wurden per Lochblech-Schablone in die Gesichter gebohrt, dahinter 3D-gedruckte Lautsprecherhalterungen.

Beine & Arme

Neue Beine in zwei Hälften 3D-gedruckt, mit Aluminiumplatten als Schalter. Arme neu abgegossen mit integrierten Achsenhalterungen.

Servos

6 Servos (MG90S) in 3D-gedruckten Halterungen, über Draht und Aluminiumhörner an den 5/16"-Bolzen angebunden. Federn unterstützen das Anheben der Arme.

Elektronik

Arduino 1 (MP3-Shield): Wartet auf 3 Eingänge (Pinzetten an Aluminiumplatten). Bei Auslösen: passende MP3-Datei abspielen + Signal an Arduino 2 senden.

Arduino 2 (Servo-Steuerung): Empfängt Signal und führt die zugehörige Servo-Sequenz aus (Easing-Funktionen für natürliche Bewegungen).

Beide Arduinos wurden unter Franks Bett montiert und sauber verdrahtet.

Code

Servo-Steuerung (Arduino 2)

Enthält umfangreiche Easing-Funktionen (Bounce, Elastic, Cubic, Sine, etc.) und drei Animationssequenzen (zap2, zap3, zap4) für die drei Auslösezonen.

Sound-Effekte (Arduino 1 mit MP3-Shield)

Verwendet Adafruit_VS1053-Bibliothek. Spielt MP3-Dateien (02.mp3, 03.mp3, 04.mp3) von SD-Karte, steuert Lautstärke per Taster, sendet Trigger-Signale an Servo-Arduino.

CAD-Dateien & Schaltplan

3D-Druckteile auf Thingiverse. Schaltplan zeigt: GPIO 2,3,4 des MP3-Shields → Aluminiumplatten; 3V → Pinzetten; Pins 5,8,9 des MP3-Shields → Pins 2,3,4 des Servo-Arduinos; Servo-Pins 6–11 → Servos; gemeinsame Masse und 5V-Versorgung.

Ergebnis

Das fertige Projekt funktionierte einwandfrei und hielt eine ganze Halloween-Nacht lang durch. Detaillierter Bau-Bericht: therpf.com