3D 打印钢铁侠头盔与反应堆：Arduino 控制舵机与 NeoPixel 全攻略

项目缘起

从纸板蚁人头盔到纸模钢铁侠，最终决定 3D 打印制作可动面罩的钢铁侠头盔，并配套可穿戴的发光方舟反应堆。全程记录了分模、打印、粘接、舵机机构设计、喷漆、电子电路与固件两个版本的迭代过程，适合进阶 Maker 挑战。

模块	数量	用途
Arduino Uno（或 Arduino 101）	1	主控，支持未来 BLE 扩展
MG996R 金属齿轮舵机	1	驱动面罩开合
Adafruit NeoPixel Ring (WS2812 5050 RGB)	1	方舟反应堆光环
MPR121 12 路电容触摸模块	1	I2C 接口，提供 12 触点，预留扩展
4×AA 电池盒 + 9V 电池夹	各 1	舵机独立供电，主板独立供电，共地
杜邦线、Perma-Proto 板、3D 打印件	若干	结构与电路集成

Thingiverse 下载的电动头盔模型原为 3 大件（主体、下巴、面罩），均超出打印尺寸。使用免费软件 Netfabb Basic 切割为 24 个小件，逐个打印、胶带试装，耗材约 1.5 卷。

对比 E6000、JB Weld KwikWeld、JB Weld Plastic Bonder、Loctite Plastic Bonder，最终选定 KwikWeld：强度高、10 分钟定型、易打磨。粘接前用锉刀粗糙接触面，涂胶夹紧，擦除溢胶。

原模型安装示意不清，自行测量舵机安装位、推杆角度，两次迭代后配合金属衣架加强连杆、设计夹件固定，实现面罩平稳开合。头盔顶部开槽容纳连杆机构。

底漆白 → 遮蔽下巴喷红 → 面罩喷金 → 遮蔽红色部位喷金（下巴金色细节） → 组装。红漆干燥慢需耐心等待。

按 NeoPixel Ring 尺寸建模外壳，盖子参考 Thingiverse #33021 修改，增加走线孔、挂绳孔、半透明 ABS 扩散罩。打印两次调整尺寸后完美贴合。

MPR121 轮询触摸态，单次触摸会产生多次连续触发（类似机械抖动）。两版固件分别采用：

IronMan02.ino：`delay(20)` 阻塞式平滑舵机运动，但阻塞主循环，NeoPixel 无法同步响应。
IronMan04.ino：基于 `millis()` 非阻塞定时器，实现“单触点切换面罩开合”+“NeoPixel 同步控制”多任务。核心状态变量：`flip`（面罩状态）、`flipping`（过渡中）、`directionality`（方向）。舵机每 15ms 步进 3°，翻转完成自动清 `flipping` 标志。

制造工艺