MODE 8 — FORCE METER

Ziel & Anwendung

touch1 halten simuliert eine Kraftmesszelle: je länger gedrückt, desto mehr Kraft wird angezeigt (0–100 g in 2 Sekunden). Loslassen lässt den Wert langsam abfallen — wie eine Federkraft-Simulation. S1 zeigt die aktuelle Kraft, S2 hält den Spitzenwert. S3 zeigt die Gyro-Y-Neigung als Tara-Korrektur. Über 80 g: DC-Vibration und Buzzer.

• Touch-Haltezeit als analoge Kraftmessung (0–100 g in 2 Sekunden) implementieren.
• Federkraft-Simulation mit exponentieller Abklingfunktion (× 0,95 je Zyklus) aufbauen.
• Gyro-Y-Neigung als Tara-Korrektur-Zeiger zur Kompensation von Geräteausrichtung einsetzen.

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Kartonstreifen je ca. 10 × 2 cm als Zeiger (3 Stück)
• Halbkreis-Skala Ø 14 cm mit Gramm-Einteilung (0 bis 100 g)
• Kleine Feder (Kugelschreiber-Feder) als haptisches Feedback-Element
• Filzstift für Skaleneinteilung
• Klebeband und Heißkleber

Step-by-Step Tutorial

1. Kraft-Skala aufbauen

   Halbkreis (Ø 14 cm) ausschneiden. 10 Segmente à 10 g aufzeichnen. Rote Zone ab 80 g. Drei Servo-Positionen hintereinander: S1 (live), S2 (Peak), S3 (Tara-Korrektur). Basis der Anzeige mit Gewichten beschweren — das Gerät muss ruhig stehen während touch1 gehalten wird.

   Check: Halbkreis-Skala mit Gramm-Einteilung (0–100 g) — rote Zone bei 80–100 g für Überlast-Bereich

   Tipp: Skala in 10 gleiche Segmente à 10 g teilen. Rote Zone bei >80 g klar markieren — der DC-Alarm und Buzzer lösen hier aus.

2. Kraft-Zeiger S1 und S2 montieren

   S1 und S2 mit Plastik-Horn und Zeiger (8 × 1,5 cm Papier) bestücken. S1: map(forceVal, 0, 100, 1000, 2000). S2: map(forcePeak7, 0, 100, 1000, 2000). Beide auf Gramm-Skala ausrichten: 0 g links, 100 g rechts.

   Check: S1 steigt proportional zur touch1-Haltezeit. S2 bleibt beim bisherigen Maximum.

   Tipp: Zeiger S1 muss sehr leichtgängig sein — er muss auch kleinen Kraft-Schritten (5 g) folgen. Dünnes Papier als Zeiger.

3. Tara-Korrektur S3 und haptisches Feedback einbauen

   S3 zeigt Gyro-Y-Neigung als Tara-Indikator. Kleine Kugelschreiber-Feder unter touch1-Taste kleben: gibt beim Drücken echtes Widerstandsgefühl. Überlast-Schwelle 80 g: DC-Motor Vibration (setMotorspeed(70)) und Buzzer SHORT_BLINK.

   Check: S3 reagiert auf Kippen von ProtoPeaks und zeigt Neigungskorrektur. Kugelschreiber-Feder als haptisches Element.

   Tipp: Tara-Korrektur: constrain(1500 + GyroY × 10, 1000, 2000). Gerät gerade halten → S3 zeigt 1500 (Mitte).

4. Leichtgängigkeits-Test ohne Strom

   S3 in Neutral-Mitte ausrichten: Horn so montieren dass Zeiger bei 1500 µs auf die 0-Linie zeigt. Alle drei Zeiger frei drehen: kein Klemmen? Erst dann einschalten.

   Check: Alle drei Zeiger drehen frei. S3 steht bei 1500 µs genau in der Skalen-Mitte.

   Tipp: S3 muss in Mittelposition ausgerichtet sein da er eine bipolare Anzeige (−/+) darstellt.

5. MODE 8 aktivieren — Kraft messen

   Messgeräte → MODE 8. touch1 2 Sekunden lang halten: S1 geht auf Maximum. Loslassen: S1 fällt exponentiell. S2 bleibt auf Spitzenwert. touch2: Peak löschen. Über 80 g: DC-Motor und Buzzer. S3 ProtoPeaks kippen: Tara-Korrektur-Zeiger ausschlagen.

   Check: touch1 halten: S1 steigt. Loslassen: S1 fällt langsam. S2 hält Maximum. Überlast-Alarm bei 80 g.

   Tipp: Langsam drücken und halten: Zeiger steigt gleichmäßig. Loslassen: Zeiger fällt mit Federkraft-Charakteristik (× 0,95). touch2 löscht Peak.

6. Kalibrierung und Federkraft-Charakteristik testen

   touch1 genau 1 Sekunde halten (Stoppuhr): S1 bei ~50 g? touch1 genau 2 Sekunden: S1 bei 100 g? Loslassen: Zeiger nach 3,5 Sekunden bei 50 g? Das ist die korrekte Federkraft-Charakteristik.

   Check: 2 Sekunden touch1 halten = 100 g. 1 Sekunde halten = 50 g. Halbierungszeit des Abklingens = ~14 Zyklen.

   Tipp: Abkling-Konstante 0,95 per Zyklus: nach 14 Zyklen (14 × 250 ms = 3,5 s) ist der Wert auf 50 % gefallen — gut sichtbar.

Troubleshooting

• S1 steigt sofort auf Maximum ohne Druck zu halten — touch1 ist dauerhaft aktiv (Finger liegt permanent auf dem Touch-Pad). Touch-Pad freigeben und erneut versuchen. CapSensor-Schwelle prüfen: falls zu empfindlich, Schwellwert erhöhen.
• Wert fällt nach Loslassen nicht ab — bleibt auf dem Peak stehen — forceVal *= 0.95f wird nur ausgeführt wenn !touch1. Prüfen ob touch1 wirklich losgelassen wurde. forceStart7 muss auf 0 gesetzt werden wenn !touch1.

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Echter Druckknopf mit Feder statt touch1 — echte Haptik verbessert die Messgefühl-Simulation deutlich.
• Erweiterung: Kalibrierungsmodus: Encoder-Drehung skaliert g/Sekunde (Standard: 50 g/s) für verschiedene Messanwendungen.
• Sicherheit: Kein mechanisches Gewicht auf den touch1-Sensor stellen — der Kapazitiv-Sensor ist nicht für Dauerbelastung ausgelegt.

Wichtige Code-Teile

// touch1 halten = Kraft aufbauen
if(touch1) {
    if(forceStart7 == 0) forceStart7 = millis();
    forceVal = constrain((millis() - forceStart7) / 20.0f, 0, 100); // 0–100g in 2s
} else {
    forceStart7 = 0;
    forceVal *= 0.95f; // Federkraft-Abklingen
}
if(forceVal > forcePeak7) forcePeak7 = forceVal;
if(touch2) forcePeak7 = 0;
// S1: Live-Kraftzeiger, S2: Peak, S3: Tara-Gyro
servocontroller.setServoPulse(1, map(constrain((int)forceVal, 0, 100), 0, 100, 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(2, map(constrain((int)forcePeak7, 0, 100), 0, 100, 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(3, constrain(1500 + (int)(GyroY * 10), 1000, 2000));
// Überlast
setMotorspeed(forceVal > 80 ? 70 : 0);
if(forceVal > 80) Buzzer.setMode(SHORT_BLINK); else Buzzer.setValue(0);

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