MODE 7 — PLOTTER

Ziel & Anwendung

Zeichne mit einem selbst gebauten Plotter! Der Steuerknüppel bewegt den Schlitten in X und Y, eine Berührungsfläche hebt und senkt den Stift. Die Steuerknüppel-Taste speichert bis zu 8 Wegpunkte, ein Signal spielt sie automatisch ab — dein Karton-Roboter zeichnet dann exakt deine Route nach.

• 2-Achsen-Koordination aus Schrittmotor und Servo realisieren
• Wegpunkt-Aufzeichnung und automatische Wiedergabe implementieren
• Stift-Heben und -Senken per Servo mechanisch umsetzen

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Schuhkarton als Plotter-Rahmen
• Zwei Lineale oder gerade Kartonstreifen als Führungsschienen
• Zahnstocher als Führungsstifte
• Strohhalme als Gleitlager auf den Schienen
• Filzstift oder Bleistift als Zeichenwerkzeug
• Dünne Schnur als Riemen-Attrappe
• Heißkleber
• Klebeband

Step-by-Step Tutorial

1. X-Achse mit Schrittmotor-Antrieb aufbauen

   Baue zwei parallele Führungsschienen aus Kartonstreifen oder Linealen (ca. 30 cm lang). Montiere den Schrittmotor am linken Ende, den Mitnehmer auf die Welle schrauben. Wickle eine dünne Schnur um den Mitnehmer und befestige die Enden am Schlitten — links und rechts. Der Schlitten gleitet auf Strohhalm-Lagern. Der Steuerknüppel bewegt den Schlitten links/rechts.

   Check: Schlitten gleitet gleichmäßig links/rechts auf der Schiene ohne zu klemmen

   Tipp: Mitnehmer als Ritzel: Schnur um den Mitnehmer wickeln, Enden links/rechts am Schlitten befestigen

2. Y-Achse mit Servo aufbauen

   Baue senkrecht zur X-Achse eine zweite, kürzere Schiene für die Y-Achse. Der Y-Servo treibt diese: Horn an kurzen Kartonarm, der den Y-Schlitten schiebt. Der Steuerknüppel steuert die Y-Bewegung direkt. Achte auf freien Lauf ohne Verkanten.

   Check: Stift-Halter bewegt sich vor/zurück unabhängig von der X-Achse

   Tipp: Das Y-Servo-Horn verbindet sich mit einem zweiten Schlitten auf der Y-Schiene — kürzere Schiene (ca. 20 cm)

3. Stift-Halter und Hubmechanismus

   Baue einen einfachen Stift-Halter (Kartonröhre mit Filzstift) am Y-Schlitten. Der Hub-Servo hebt den Stift: Horn schiebt einen Hebel, der den Stift anhebt. Gummiband als Rückstell-Feder senkt ihn auf das Papier. Berühren hebt den Stift, loslassen senkt ihn wieder.

   Check: Berührungsfläche hebt den Stift vom Papier, loslassen senkt ihn

   Tipp: Einfachste Methode: Servo-Horn drückt von oben auf den Stift-Halter — Gummiband senkt ihn zurück

4. Leichtgängigkeitstest beider Achsen

   X-Schlitten manuell links/rechts schieben — muss gleichmäßig gleiten. Y-Schlitten vor/zurück. Stift-Hebel manuell heben/senken. Klemmt etwas: Lager mit Graphit behandeln oder aufweiten. Erst nach freiem Lauf Strom einschalten.

   Check: Beide Schlitten gleiten manuell ohne Widerstand, Stift hebt und senkt sich frei

   Tipp: Strohhalm-Lager mit Bleistift-Graphit schmieren für weniger Reibung

5. Wegpunkt-Aufzeichnung und Wiedergabe testen

   Die Steuerknüppel-Taste speichert die aktuelle Position (bis zu 8 Punkte). Wird die Wiedergabe gestartet, fährt der Plotter jeden Wegpunkt der Reihe nach an und senkt dazwischen den Stift. Eine zweite Berührungsfläche löscht alle gespeicherten Wegpunkte. Test: Zeichne ein Dreieck mit 3 Wegpunkten.

   Check: Steuerknüppel-Taste speichert die aktuelle Position, Wiedergabe fährt alle Punkte der Reihe nach ab

   Tipp: Bis zu 8 Wegpunkte lassen sich speichern

Troubleshooting

• Schlitten springt statt gleichmäßig zu gleiten — Schnur gleichmäßig aufwickeln, keine losen Schlaufen — oder Beschleunigung im Programm reduzieren
• Wiederholte Positionen stimmen nicht überein — Fahrgeschwindigkeit begrenzen und Schlitten nie mechanisch blockieren — der Schrittmotor verliert bei Blockierung Schritte
• Stift hinterlässt ungleichmäßige Linien — Stift-Anpressdruck per Gummiband-Spannung erhöhen und Stift senkrecht zur Papierfläche ausrichten

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Schnur durch echten Zahnriemen ersetzen für schlupffreie Übersetzung
• Pro-Tipp: Mehr als 8 Wegpunkte für komplexere Zeichnungen ermöglichen
• Pro-Tipp: Mehrere Stifte per Carousel für mehrfarbige Zeichnungen

Wichtige Code-Teile

// JoystickX → Stepper X-Achse
int xSpeed = applyDeadzone(JoystickX, 15);
stepper.move(xSpeed / 10);
stepper.run();

// JoystickY → S1 Y-Achse
int yPos = map(applyDeadzone(JoystickY, 15), -100, 100, 1000, 2000);
servocontroller.setServoPulse(1, yPos);

// touch1 → S2 Stift heben/senken
servocontroller.setServoPulse(2, touch1 ? 1000 : 1500);

// JoystickButton → Wegpunkt speichern
if (isButtonPressed(JoystickButton, lastJoyBtn) && pathLen < 8) {
    pathX[pathLen] = stepper.currentPosition();
    pathY[pathLen] = yPos;
    pathLen++;
}

// S1Grounded → Wiedergabe
if (s1Grounded && pathLen > 0) {
    for (int i = 0; i < pathLen; i++) {
        stepper.moveTo(pathX[i]);
        servocontroller.setServoPulse(1, pathY[i]);
        servocontroller.setServoPulse(2, 1500); // Stift runter
        while (stepper.distanceToGo() != 0) stepper.run();
    }
}

// touch2 → Reset
if (touch2) pathLen = 0;

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