MODE 6 — ARCHIMED

Ziel & Anwendung

2000 Jahre alte Technik, neu gebaut! Eine rotierende Spirale fördert Sand, Perlen oder Getreidekörner stetig nach oben — genauso wie es die Ägypter schon nutzten. Der Steuerknüppel regelt die Fördergeschwindigkeit, eine Berührungsfläche schaltet auf Dauer-Automatik. Ein Infrarot-Sensor zeigt den Füllstand an.

• Schrittmotor treibt die Archimedische Schraube an, Geschwindigkeit per Steuerknüppel, Dauerlauf per Berührungsfläche
• Einfüll-Klappe öffnet auf Knopfdruck, Ausguss-Klappe öffnet automatisch bei laufender Förderung
• Zwei Drehantriebe unterstützen den Schrittmotor mit zusätzlichem Drehmoment bei schwerem Fördergut

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Lange Kartonröhre oder Druckrohr (ca. 25 cm, Ø 4–5 cm) als Schrauben-Gehäuse
• Biegsamer Draht für die Spirale im Inneren der Röhre
• Kleiner Trichter aus Karton als Einfüll-Schale unten
• Auffangbehälter (Becher oder Schüssel) oben als Ausgabe
• Klebeband und Heißkleber

Step-by-Step Tutorial

1. Spirale in Röhre einbauen und schräg montieren

   Wickle Blumendraht zu einer gleichmäßigen Spirale (Ø 1cm kleiner als der Röhren-Innendurchmesser). Einsetzen in die Röhre. Mitnehmer des Schrittmotors an das untere Ende der Spirale befestigen: Drahtende durch das Mitnehmer-Loch fädeln, Heißkleber fixieren. Röhre in 30–45° Winkel auf einem Karton-Gestell montieren, Antrieb unten. Trichter aus Karton unten anfügen als Einfüll-Schale. Auffangbehälter oben befestigen.

   Check: Der Schrittmotor dreht die Spirale — Testobjekte (Perlen) wandern sichtbar von unten nach oben

   Tipp: Neigungswinkel 30–45° ideal — zu flach fördert ineffizient, zu steil überfordert den Antrieb

2. Einfüll- und Ausguss-Klappe einrichten

   Einfüll-Klappe: Plastik-Servo-Horn aufschrauben, Karton-Deckel für den Trichter flächig drauf. Knopfdruck öffnet sie ganz, Loslassen schließt sie wieder. Die Ausguss-Klappe oben an der Röhre öffnet sich, sobald die Förderung läuft oder die Dauer-Automatik aktiv ist. Die Füllstand-Anzeige zeigt den Infrarot-Messwert als Zeiger-Skala — ein sichtbarer Füllstand-Indikator.

   Check: Knopfdruck: Einfüll-Klappe öffnet den Trichter. Förderung aktiv: Ausguss-Klappe öffnet sich

   Tipp: Die Ausguss-Klappe öffnet nur wenn der Antrieb auch dreht — sonst würde Material herausfallen wenn die Förderung steht

3. Förder-Geschwindigkeit und Automatik einrichten

   Der Steuerknüppel stellt die Fördergeschwindigkeit stufenlos ein, vorwärts wie rückwärts. Die Berührungsfläche aktiviert die Dauer-Automatik: Ist eine Drehbewegung abgeschlossen, startet sofort die nächste — die Förderung läuft dann durchgehend weiter. Die beiden Drehantriebe laufen bei aktiver Förderung mit, um den Schrittmotor mechanisch zu unterstützen. Der DC-Motor gibt bei Förderung zusätzliches Drehmoment.

   Check: Steuerknüppel nach vorne: Antrieb dreht schnell nach oben. Steuerknüppel nach hinten: umgekehrt (Rückführung). Berührungsfläche: Dauerförderung

   Tipp: Zieht man den Steuerknüppel in die Gegenrichtung, dreht sich die Spirale rückwärts — Material fließt zurück nach unten

4. Leichtgängigkeitstest mit kleinen Testobjekten

   Antrieb manuell drehen: Spirale läuft frei? 5 Perlen in den Trichter geben und manuell drehen: wandern sie nach oben? Stauen sie sich? Spiralen-Windungs-Abstand ggf. etwas weiten für besseren Durchfluss. Röhren-Neigungswinkel anpassen: zu steil fördert schlecht, zu flach fällt zurück. Erst nach OK Strom einschalten.

   Check: Spirale dreht frei — 10 Perlen wandern innerhalb von 3 Sekunden von unten nach oben

   Tipp: Spirale darf die Röhren-Innenwand nur leicht streifen — zu fest = zu viel Reibung für den Antrieb

5. Förder-Demo mit verschiedenen Materialien

   Strom einschalten. Reiskörner in den Trichter: Knopfdruck öffnet die Einfüll-Klappe. Steuerknüppel nach vorne: Förderung startet. Material wandert sichtbar durch die Röhre nach oben und fällt in den Auffangbehälter. Berührungsfläche antippen für Dauerförderung. Die Füllstand-Anzeige reagiert live. Verschiedene Materialien vergleichen: Perlen vs. Sand vs. Körner — wer fördert besser?

   Check: Perlen, Reiskörner oder Sand werden gleichmäßig nach oben gefördert — kein Stau in der Röhre

   Tipp: Optimale Fördermenge: Röhre zu einem Drittel mit Material füllen — zu voll überlastet den Antrieb

Troubleshooting

• Material staut sich in der Mitte der Röhre — Spiralen-Windungs-Abstand vergrößern oder Neigungswinkel flacher stellen — nicht zu viel Material auf einmal einfüllen
• Antrieb dreht aber Material bewegt sich nicht — Spirale dreht möglicherweise im Leerlauf — Verbindung Mitnehmer/Spiralen-Draht mit Heißkleber nachfestigen
• Material fällt aus der Ausguss-Klappe auch ohne Förderung — Die Ausguss-Klappe schließt in Ruhestellung nicht ganz dicht — Karton-Dichtung nachrüsten

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Encoder steuert Förder-Menge (Ziel-Schrittzahl) — exakt 500g Material nach oben fördern
• Pro-Tipp: Zwei Schrauben hintereinander als mehrstufige Förderanlage für größere Höhenunterschiede

Wichtige Code-Teile

// JoystickY steuert Fördergeschwindigkeit
int spiralSpd = applyDeadzone(map(JoystickY, 0, 4095, -5, 5), 0, 1);
if(spiralSpd != 0) stepper.move(spiralSpd * 12);
// touch1 = Dauer-Automatik
if(touch1 && stepper.distanceToGo() == 0) stepper.move(50);

// S1: Einfüll-Klappe
if(!ismoving[1]) servocontroller.startMove(1, JoystickButton ? 2000 : 1000, 400);
// S2: Ausguss-Klappe (offen wenn Förderung aktiv)
if(!ismoving[2]) servocontroller.startMove(2, (spiralSpd!=0||touch1) ? 1800 : 1100, 300);
// S3: Füllstand-Anzeige
servocontroller.setServoPulse(3, map(constrain((int)IRSensor,0,4095), 0, 4095, 1000, 2000));

// S4/S5: Drehmoment-Unterstützung
int torqueHelp = (spiralSpd!=0||touch1) ? 200 : 0;
servocontroller.setServoPulse(4, constrain(1500+torqueHelp, 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(5, constrain(1500+torqueHelp, 1000, 2000));
setMotorspeed((spiralSpd!=0||touch1) ? 70 : 0);
if(touch1||spiralSpd!=0) Buzzer.setValue(70); else Buzzer.setValue(0);
stepper.run();

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