巨大レゴミニフィグ・アニマトロニクス「オペレーション」ゲームをArduinoで自作

必要な部品

• Arduino UNO ×2
• Adafruit Arduino MP3シールド ×1
• MG90S ギアードマイクロサーボ ×6
• スピーカー（3W、4Ω） ×2
• OpenBuilds ボールベアリング 688Z (8x16x5) ×12

必要なツール・工作機械

• LulzBot TAZ 5 FDM 3Dプリンター
• X-Carve CNCルーター

プロジェクト概要

このプロジェクトは全4フェーズで構成されます。最初の3フェーズ（電子工作なし）を簡単に振り返り、フェーズ4で「オペレーション」ゲーム化、音声・アニマトロニクス搭載までを詳しく解説します。

フェーズ1：メガフィグ（巨大ミニフィグ）の製作

手→頭→胴体→脚→腕の順で製作。手はPVCパイプとガラス繊維樹脂、頭はPVCパイプ継手・MDF・樹脂、胴体はMDF箱組み、脚はMDFとPVC、腕はPVCパイプ・MDF・フローラルフォーム・ボンドで成形し、最終的にスムースキャスト300で型取り・鋳造。全体を「モンスターハンターズ」レゴキットに合わせて塗装。

フェーズ2：髪の毛製作

工具用ウレタンフォームをバンドソーでカット、エポキシで接着、スムースキャスト300でシェル化、エポキシパテで継ぎ目埋め、下地・塗装。

フェーズ3：フランクのベッド製作

「クレイジー・サイエンティストと怪物」レゴキット準拠。MDF箱組み＋PVCパイプでスタッド表現。角ディテールはPVCパイプでMDFディスクを挟む構造。

フェーズ4：オペレーションゲーム化と動作制御

各パーツごとに解説します。

胴体

関節に3Dプリントブラケットとローラースケートベアリングを追加し、腕・頭のピボットポイントに。上半身に3Dプリントしたキャンディディッシュ＋アルミ削り出しリップを配置し、新しい胴体プレートで覆う。アルミリップはピンセット（MP3シールドに配線）が触れると回路が閉じ、プログラム起動スイッチとして機能。

頭部（2個）

首に3Dプリントブラケット＋5/16インチボルト（アクスル）を追加。穴あき金属をガイドにスピーカーグリル用穴を開け、塗装で目立たなくする。スピーカーをグリル裏に固定する3Dプリントブラケットを作成。

脚部

新しい脚を2分割で3Dプリント、骨型キャンディディッシュ＋アルミプレートを追加。接着・サンディング・ボンド整形・塗装。

腕部

オリジナルマスターに3Dプリントブラケット＋5/16インチボルト用穴を追加、再度型取り・鋳造・整形・塗装。

サーボ設置

3Dプリントブラケットでサーボを固定、ワイヤーとアルミホーンで5/16インチボルトに接続。後にスプリングを追加し、腕の持ち上げをアシスト。

電子回路

MDF板に全電子部品を搭載し、プロトタイプテストベッドとして動作確認・デバッグ。仕組み：

1. MP3シールドが3つの入力（ピンセットがアルミプレートに接触）を待機
2. 入力検知で対応するMP3再生＋サーボ用Arduinoへ信号送信
3. サーボ用Arduinoが信号受信で対応するサーボ動作を実行

両Arduinoをベッド裏に搭載し、配線し直し。

トリック・オア・トリート対応完成

一晩中の酷使にも耐え、完璧に動作。詳細なビルドログは RPFスレッド 参照。

コード

サーボ制御用（Arduino）

MP3シールドからの3信号のいずれかを受信すると、対応するサーボ動作を実行。イージング関数を豊富に搭載し、滑らかな動きを実現。

// ここでは主要部分のみ抜粋。全文は元記事参照。
#include 
Servo servo5, servo6, servo7, servo8, servo9, servo10, servo11;
// ... 初期化、イージング関数群、zap2/zap3/zap4 関数 ...

サウンドエフェクト用（Arduino + MP3シールド）

3つのスイッチ入力を検知し、対応する音声ファイル再生＋サーボ用Arduinoへトリガー信号送信。音量ボタンも実装。

// ここでは主要部分のみ抜粋。全文は元記事参照。
#include 
#include 
#include 
// ... 初期化、GPIO読み取り、zap2/zap3/zap4 関数 ...

カスタムパーツ・エンクロージャ

3Dプリントパーツ

CADファイル：Thingiverse

回路図

MP3シールドGPIO 2,3,4 → アルミプレート
MP3シールド3V → ピンセット
MP3シールドピン5,8,9 → サーボ用Arduinoピン2,3,4
サーボ用Arduinoピン6-11 → サーボ各軸
サーボ電源・GND → 5V電源
両ArduinoのGND共通
スピーカー配線

メガフィグ製作用の寸法入り図面も掲載。