MODE 4 — Der Roboter-Kopf

Ziel & Anwendung

Ein Kopf mit eigener Mimik: Kommst du zu nah, schreckt er zurück. Bewegst du dich im Raum, dreht er sich neugierig zu dir. Berührst du ihn, zuckt er wie beim Kitzeln. In Ruhe atmet er ganz leise vor sich hin.

• Vier verschiedene Gesichtsausdrücke — je nachdem, was gerade um den Roboter herum passiert.
• Nähe, Bewegung und Berührung lösen jeweils eine eigene, klar erkennbare Reaktion aus.
• Im Ruhezustand atmet der Kopf sichtbar und spürbar ganz von allein.

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• 1 Kartonbox als Roboter-Kopf (ca. 15 × 15 × 15 cm)
• 2 Kartonkreise (Ø ca. 6 cm) als Augen
• Kartonstreifen/-lasche als Mund-Klappe
• 2 kleine Kartonstreifen als Ohren oder Antennen
• 2 kleine Kartonstreifen als Augenbrauen
• Runde Kartonscheibe als Boden-Drehteller
• Holzstäbchen als Augen-Achse, Strohhalme als Gleitlager
• Klebeband, Heißkleber, Farbe/Marker fürs Gesicht

Step-by-Step Tutorial

1. Boden-Drehteller mit Schrittmotor bauen

   Fülle die Bodenplatte mit schwerem Material. Stecke den Mitnehmer auf die Schrittmotor-Achse und klebe eine runde Kartonscheibe flächig darauf — darauf steht später der komplette Kopf.

   Check: Drehteller dreht sich gleichmäßig — trägt später den ganzen Kopf

   Tipp: Sockel unbedingt beschweren — der Kopf sitzt hoch oben und kippt sonst leicht.

2. Kopf-Box mit Kopfneigungs-Gelenk bauen

   Schneide in die Kartonbox zwei runde Öffnungen für die Augen und eine rechteckige für den Mund. Schraube das Servo-Horn auf den Kopfneigungs-Servo und klebe den Boden der Kopf-Box flächig auf das Horn — der Servo sitzt zwischen Drehteller und Kopf und kann den ganzen Kopf leicht kippen.

   Check: Kopf lässt sich am Servo sauber nach vorne/hinten und zur Seite kippen

3. Augen bauen

   Fädle ein Holzstäbchen quer durch beide Augenöffnungen und lagere es an den Seiten in Strohhalm-Stücken. Schraube das Servo-Horn auf den Augen-Servo und klebe zwei Kartonkreise als Augen auf das Stäbchen — dreht der Servo, drehen sich beide Augen gemeinsam.

   Check: Beide Augen bewegen sich gemeinsam, wenn du den Servo von Hand drehst

4. Mund bauen

   Schraube das Servo-Horn auf den Mund-Servo und verbinde es mit einem Klebeband-Streifen mit der Mund-Klappe unterhalb der Mund-Öffnung. Zieht der Servo an, öffnet sich der Mund, lässt er nach, schließt er sich.

   Check: Mund-Klappe öffnet und schließt sauber

5. Ohren, Antennen und Augenbrauen montieren

   Klebe zwei kleine Kartonstreifen als Ohren oder Antennen auf die Hörner der beiden verbleibenden 360°-Servos und montiere sie links und rechts oben am Kopf. Klebe zwei kleine Kartonstreifen als Augenbrauen auf das letzte Servo-Horn, direkt über den Augen.

   Check: Beide Ohren drehen gegenläufig, Augenbrauen heben sich beim Testen von Hand

6. Leichtgängigkeits-Test ohne Strom

   Bewege jedes Teil einmal komplett durch. Klemmt oder schleift etwas, Löcher mit einem Kugelschreiber weiten. Erst wenn alles frei läuft, ProtoPeaks einschalten.

   Check: Drehteller, Kopfneigung, Augen, Mund, Ohren und Augenbrauen bewegen sich alle frei von Hand

7. Mode 4 starten — Näherungs-Reaktion testen

   Wähle im Menü Robotik den vierten Modus. Halte eine Hand langsam auf unter 15 cm an den Näherungssensor: der Kopf schreckt zurück, Mund und Augen reißen auf, die Augenbrauen heben sich und die Ohren drehen schnell. Entferne die Hand wieder.

   Check: Hand nah heranführen (unter ca. 15 cm): Kopf schreckt zurück, Mund und Augen reißen auf, Ohren drehen schnell

   Tipp: Die Reaktionen haben eine Reihenfolge: Nähe geht vor Bewegung geht vor Berührung. Immer nur die stärkste Reaktion ist sichtbar.

8. Bewegungs- und Berührungs-Reaktion testen

   Bewege dich vor dem Roboter: der Boden-Drehteller dreht den Kopf einmal in eine feste Richtung, die Augen blinzeln gemächlich. Berühre das Touch-Pad: der Mund wackelt wie beim Kitzeln, die Augen schließen sich und der Kopf zuckt zufällig hin und her. Lässt du den Roboter in Ruhe, atmet er langsam — am Boden ist dabei ein ganz sanftes Vibrieren spürbar.

   Check: Bewegung im Raum: Kopf dreht sich, Augen blinzeln gemächlich. Touch-Pad berühren: Mund wackelt, Augen schließen sich, Kopf zuckt zufällig.

Troubleshooting

• Kopf reagiert immer mit Schreck-Ausdruck, obwohl nichts in der Nähe ist — Der Näherungssensor braucht freie Sicht. Kabel oder Kartonteile dürfen ihn nicht verdecken — Sensor-Öffnung freilegen.
• Bewegungserkennung reagiert gar nicht — Der Bewegungssensor braucht nach dem Einschalten ca. 30 Sekunden Einlaufzeit, bevor er zuverlässig auslöst. Kurz warten und erneut testen.
• Boden-Drehteller wackelt statt sich sauber zu drehen — Kopf zu schwer für den Drehteller. Innenraum der Kopf-Box leeren oder leichteren Karton verwenden.

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Gesicht mit Wasserfarben oder Markern bemalen — macht den Roboter ausdrucksvoller.
• Erweiterung: Zweiten Touch-Sensor an einer anderen Stelle des Kopfes anbringen — für Kitzeln an verschiedenen Stellen.
• Sicherheit: Boden-Drehteller nicht überlasten — Kopf-Gewicht inklusive aller Servos so leicht wie möglich halten.

Wichtige Code-Teile

// Priorität: Nähe > Bewegung > Berührung > Ruhezustand
if(distanceCM > 0 && distanceCM < 15) {
    mouth = 2000; eyes = 2000;
    head = 1500 + (int)(sin(millis() * 0.05) * 300); // Kopf schütteln
    Buzzer.setMode(SHORT_BLINK);
} else if(RemotePIR) {
    mouth = 1800;
    eyes = 1500 + (int)(sin(millis() * 0.02) * 200); // Blinzeln
    head = 1500 + (int)(sin(millis() * 0.008) * 150); // Nicken
} else if(touch1 || touch2) {
    mouth = 1500 + (int)(sin(millis() * 0.03) * 400);
    eyes = 1000;
    head = 1500 + random(-200, 200);
    Buzzer.setMode(HEARTBEAT);
} else {
    // Ruhezustand: langsames Atmen
    mouth = 1000;
    eyes = 1500 + (int)(sin(millis() * 0.003) * 100);
}
// S4/S5: Ohren gegenläufig, Tempo je nach Zustand
float earSpeed = (headState == HS_SURPRISE) ? 0.03f : 0.006f;
uint16_t earPulse = 1500 + (int)(sin(millis() * earSpeed) * 400);
servocontroller.setServoPulse(4, earPulse);
servocontroller.setServoPulse(5, (uint16_t)(3000 - earPulse));
// DC: Atem-Vibration nur im Ruhezustand
if(headState == HS_IDLE) setMotorspeed(sin(millis() * 0.003) > 0.7f ? 15 : 0);

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