MODE 6 — LOGIC

Ziel & Anwendung

AND, OR, XOR, NAND — Logik-Gatter aus dem Schulbuch, jetzt als echtes Modell! Der Bewegungssensor und eine Berührungsfläche sind die zwei Eingänge. Der Dreh-Regler wählt das Logik-Gatter. Die Ergebnis-Anzeige zeigt: Ausgabe AN oder AUS. Perfekt um digitale Schaltlogik zu erklären — mit echten Sensoren statt Schalter-Symbolen.

• Vier Logik-Gatter per Dreh-Regler wählbar: AND, OR, XOR, NAND — Knopfdruck zum Durchschalten
• Eingang A = Bewegungssensor, Eingang B = Berührungsfläche
• Die Ergebnis-Anzeige zeigt das Logik-Ergebnis als Schalter — zwei weitere Anzeigen zeigen Eingang A und B live an

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Karton-Tafel (25×15 cm) als Logik-Display
• Vier beschriftete Papier-Kärtchen (AND / OR / XOR / NAND) zum Hinlegen
• Kleines Loch in der Tafel für den PIR-Sensor
• Klebeband

Step-by-Step Tutorial

1. Logik-Tafel und Eingänge aufbauen

   Baue eine Karton-Tafel als Lern-Display. Der Bewegungssensor zeigt durch ein kleines Loch nach vorne: er ist Eingang A. Eine Berührungsfläche ist Eingang B — ein Berührungs-Feld auf der Tafel beschriften. Plastik-Servo-Horn auf den Eingang-A-Servo aufschrauben, Zeiger drauf: zeigt Eingang A. Horn auf den Eingang-B-Servo: zeigt Eingang B. Vier Kärtchen auf der Tafel: das aktive Gatter wird mit einem Pfeil markiert.

   Check: Bewegungssensor erkennt Bewegung (Eingang A aktiv). Berührungsfläche reagiert auf Berührung (Eingang B aktiv). Beide unabhängig voneinander

   Tipp: Bewegungssensor braucht 10 bis 30 Sekunden Aufwärmzeit nach dem Einschalten — dann reagiert er zuverlässig

2. Gatter-Auswahl per Dreh-Regler

   Der Dreh-Regler-Knopf wählt das aktive Logik-Gatter. Jeder Druck schaltet weiter: AND, OR, XOR, NAND, dann wieder von vorne. Die beiden Gatter-Anzeige-Rotoren zeigen das aktive Gatter als Position: ganz links = AND, ganz rechts = NAND. So sieht man auf einen Blick welches Gatter aktiv ist.

   Check: Knopfdruck wechselt zwischen AND → OR → XOR → NAND → AND — aktuelles Gatter klar sichtbar

   Tipp: Aktives Gatter auf der Kärtchen-Tafel mit einem Finger zeigen während der Demo — so ist die Erklärung klar

3. Logik-Ergebnis auf der Ergebnis-Anzeige darstellen

   Plastik-Servo-Horn auf den Ergebnis-Servo aufschrauben, rotes/grünes Fähnchen drauf (rot=AUS, grün=AN). Die Anzeige zeigt das Logik-Ergebnis: AND = beide müssen aktiv sein. OR = einer reicht. XOR = genau einer (nicht beide). NAND = das Gegenteil von AND. Jede Gatter-Wahrheitstabelle in Echtzeit erleben — kein Schulbuch nötig.

   Check: AND: Ergebnis-Anzeige zeigt AN nur wenn BEIDE Eingänge aktiv. OR: schon wenn einer aktiv ist. XOR: nur wenn genau einer aktiv

   Tipp: Zum Erklären: Bewegungssensor abdecken und nur die Berührungsfläche aktiv lassen — so ist XOR am einfachsten zu zeigen

4. Leichtgängigkeitstest und Aufwärmzeit des Sensors

   Bevor Strom eingeschaltet wird: alle drei Anzeige-Servos manuell bewegen — alle drei leichtgängig? Nach dem Einschalten: 30 Sekunden warten bis der Bewegungssensor stabilisiert ist. Dann Hand davor halten: Eingang-A-Anzeige springt auf AN. Berührungsfläche antippen: Eingang-B-Anzeige springt auf AN. Erst dann Gatter testen.

   Check: Nach dem Einschalten 30 Sekunden warten: Bewegungssensor kalibriert sich. Danach Hand davor halten — Eingang-A-Anzeige springt klar auf AN

   Tipp: Der Bewegungssensor muss warm werden — in dieser Zeit alle Servos manuell auf Leichtgängigkeit prüfen

5. Alle vier Gatter erklären und vorführen

   Strom einschalten, 30 Sekunden warten. AND: nur wenn Hand vor dem Sensor UND Berührungsfläche gleichzeitig aktiv sind, zeigt die Ergebnis-Anzeige grün. OR: schon eine der beiden Eingaben reicht für grün. XOR: Hand und Berührung gleichzeitig ergibt rot (beide aktiv ist bei XOR falsch). NAND: Hand und Berührung gleichzeitig ergibt ebenfalls rot. Jede Kombination live zeigen. Digitale Logik zum Anfassen — nie wieder vergessen!

   Check: Für jedes Gatter alle vier Eingangs-Kombinationen vorgeführt — die Ergebnis-Anzeige stimmt jedes Mal

   Tipp: Reihenfolge: erst AND (einfachste Logik), dann OR, dann XOR (interessanteste), dann NAND (invertiert)

Troubleshooting

• S3 zeigt immer AUS obwohl Eingänge aktiv sind — gateMode prüfen: bei AND müssen BEIDE Eingänge gleichzeitig aktiv sein — PIR und Touch gleichzeitig testen
• PIR löst ständig aus ohne Bewegung — PIR braucht ruhige Umgebung zur Kalibrierung — nach dem Einschalten 30 Sekunden nicht bewegen und warten
• Encoder-Button wechselt Gatter zu schnell — isButtonPressed-Funktion prüft Flankenwechsel — Button nur kurz drücken, nicht halten

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Zweiten PIR als dritten Eingang (C) für 3-Input-Gatter und 8 Zustände
• Pro-Tipp: Stepper dreht bei jedem Gatter-Wechsel einen Schritt — sichtbare Quittierung beim Umschalten

Wichtige Code-Teile

// Eingänge
bool inA = PIRHigh;
bool inB = touch1 || touch2;

// Gatter-Auswahl per Encoder-Button
if(isButtonPressed(EncoderButton, lastEncBtn))
    gateMode = (gateMode + 1) % 4;

// Logik-Berechnung
bool output;
switch(gateMode) {
    case 0: output = inA && inB;  break; // AND
    case 1: output = inA || inB;  break; // OR
    case 2: output = inA ^  inB;  break; // XOR
    case 3: output = !(inA && inB); break; // NAND
}

// S1/S2: Eingang-Anzeigen
servocontroller.setServoPulse(1, inA ? 2000 : 1000);
servocontroller.setServoPulse(2, inB ? 2000 : 1000);
// S3: Ergebnis-Ausgang
if(!ismoving[3]) servocontroller.startMove(3, output ? 2000 : 1000, 200);

// S4/S5: aktives Gatter anzeigen
servocontroller.setServoPulse(4, map(gateMode, 0, 3, 1100, 1900));
servocontroller.setServoPulse(5, map(gateMode, 0, 3, 1900, 1100));

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