MODE 6 — SKYHOOK

Ziel & Anwendung

Aktive Dämpfung wie in Formel-1-Autos — nur aus Karton! Der Bewegungssensor misst Erschütterungen, drei Dämpfer-Servos kontern in Echtzeit die Schwingung. Zwei weitere Servos dämpfen zusätzlich Drehbewegungen. Der Rüttel-Motor springt an, sobald die Erschütterung einen kritischen Wert überschreitet.

• Skyhook-Dämpfer-Prinzip mit Beschleunigungs- und Gyroskop-Feedback nachbauen
• Weiche, gefilterte Dämpferbewegung statt ruckartiger Reaktion umsetzen
• Drei unabhängige Dämpfer-Kanäle auf einer Plattform koordinieren

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Kartonplattform (ca. 20×20 cm) als 'Fahrzeug-Chassis'
• Drei Karton-Dämpfer-Attrappen (Röhren mit Stempel, je ca. 8 cm)
• Gummibänder als passive Rückstellfedern
• Strohhalme als Gelenklager
• Heißkleber
• Zahnstocher als Gelenk-Achsen

Step-by-Step Tutorial

1. Plattform und drei Dämpfer-Gelenke aufbauen

   Baue eine Kartonplattform (20×20 cm). Montiere S1, S2, S3 (180°-Servos) an drei Ecken. Plastik-Servo-Hörner aufschrauben. Klebe je einen kurzen Karton-Dämpfer-Arm (8 cm) flächig auf das Horn — dieser drückt gegen die Plattform-Unterseite als Dämpfer-Simulation. Gummiband als Rückstellfeder zwischen Plattform und Chassis.

   Check: Alle drei Dämpfer-Arme bewegen sich frei von 1000 bis 2000 ms Servo-Puls

   Tipp: Dämpfer-Arm max. 8 cm — kürzer bedeutet weniger Hebelkraft, aber weniger Drehmoment-Anforderung

2. Rotations-Dämpfer S4 und S5 einbauen

   Montiere S4 und S5 (360°-Servos) links und rechts an den Seiten der Plattform. Dreht sich die Plattform um die eigene Achse, drehen beide gegenläufig entgegen — das visualisiert die Rotations-Dämpfung.

   Check: S4 und S5 drehen gegenläufig, sobald sich die Plattform um die Hochachse dreht

   Tipp: S4/S5 (360°-Servos) an den Seiten — Drehgeschwindigkeit proportional zur Dreh-Geschwindigkeit der Plattform

3. Skyhook-Algorithmus verstehen

   Skyhook-Prinzip: Die Dämpferkraft wirkt immer entgegen der aktuellen Bewegung. S1 kontert die Beschleunigung nach links/rechts, S2 nach vorne/hinten, S3 kontert die Dreh-Geschwindigkeit um die Hochachse. Alle drei laufen unabhängig für eine 3-Achsen-Dämpfung.

   Check: Servos reagieren sanft auf Erschütterungen — nicht zu träge, nicht zu zittrig

   Tipp: Ein sanfter Filter ist der Kompromiss — reaktiv genug für sichtbare Dämpfung, träge genug um Sensor-Rauschen zu unterdrücken

4. Bonus-Anzeigen: Aktiv-Fähnchen und Stoß-Skala

   Klebe auf S6 ein kleines Fähnchen, das aufklappt sobald aktiv gedämpft wird. Der Schrittmotor bewegt bei jedem stärkeren Stoß einen Zeiger auf einer Intensitäts-Skala — je härter der Stoß, desto weiter schlägt er aus.

   Check: Fähnchen und Skalen-Zeiger laufen frei

5. Leichtgängigkeitstest aller Dämpfer-Gelenke

   Jeden Servo manuell in beide Richtungen drehen. Gummiband-Spannung testen: Arm manuell eindrücken und loslassen — federt er zurück? Erst nach OK Strom einschalten.

   Check: Alle Dämpfer-Arme lassen sich manuell über ihren Bereich bewegen ohne Blockierung

   Tipp: Gummiband-Spannung prüfen: zu stramm = Servo kämpft dagegen, zu locker = kein Rückstelleffekt

6. Dämpfungs-Verhalten testen

   Plattform leicht anstoßen: S1/S2/S3 müssen sofort reagieren und entgegen der Bewegung stützen. Bei stärkerer Erschütterung springt der Rüttel-Motor als haptischer Alarm an und das Fähnchen klappt auf. S4/S5 drehen dabei proportional zur Dreh-Geschwindigkeit.

   Check: Plattform wird angestoßen: Servos reagieren sofort entgegen der Bewegung

   Tipp: Der Rüttel-Motor springt nur bei deutlich spürbaren Stößen an, nicht beim normalen Hantieren

Troubleshooting

• Servos zittern ständig auch ohne Erschütterung — Plattform auf einem ruhigen, vibrationsfreien Untergrund testen — Sensor-Rauschen wird sonst mit echten Stößen verwechselt
• Dämpfung reagiert spürbar verzögert auf Stöße — Normal beim Skyhook-Prinzip — die weiche Filterung sorgt bewusst für ruhige statt ruckartige Bewegung
• Rüttel-Motor springt dauerhaft an ohne erkennbare Erschütterung — Plattform ruhig hinstellen und Kabel/Anbauten auf lose Teile prüfen — Mini-Vibrationen zählen bereits als Stoß

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Dämpfungs-Empfindlichkeit an die Plattform-Größe anpassen — größere Plattform braucht kräftigere Ausschläge
• Pro-Tipp: Verschiedene Dämpfungs-Profile (Sport/Komfort) per Touch-Fläche umschalten
• Sicherheit: Plattform nicht zu hoch anheben bevor die Servos kalibriert sind — unkontrollierte Kippbewegung möglich

Wichtige Code-Teile

// Zielposition entgegen der aktuellen Beschleunigung
float targetDampX = 1500 - XAcceleration * 30.0f;
float targetDampY = 1500 - YAcceleration * 30.0f;
float targetDampZ = 1500 - GyroZ * 5.0f; // Dreh-Achse aus Gyro

// Tiefpass für weiche Dämpferbewegung
filterAnalog(targetDampX, dampX, 0.3f);
filterAnalog(targetDampY, dampY, 0.3f);
filterAnalog(targetDampZ, dampZ, 0.3f);

servocontroller.setServoPulse(1, constrain((int)dampX, 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(2, constrain((int)dampY, 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(3, constrain((int)dampZ, 1000, 2000));

// S4/S5: Rotations-Dämpfer (gegenläufig, aus GyroZ)
servocontroller.setServoPulse(4, constrain(1500 - (int)(GyroZ * 8.0f), 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(5, constrain(1500 + (int)(GyroZ * 8.0f), 1000, 2000));

// Gesamtstoß aus X/Y-Beschleunigung
float totalA = sqrt(XAcceleration * XAcceleration + YAcceleration * YAcceleration);
bool damping = totalA > 5.0f;
servocontroller.setServoPulse(6, damping ? 2000 : 1000);
if (damping) stepper.moveTo((int)constrain(totalA * 15.0f, 0, 400));
setMotorspeed(damping ? 70 : 0);

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