MODE 7 — GENEVA

Ziel & Anwendung

Das Malteserkreuz ist das genialste Getriebe der Mechanik: ein kontinuierlich drehender Antrieb erzeugt ruckweise Schritte! Eine Umdrehung des Antriebsrads = ein Schritt des Ausgangsrads. Der Schritt-Zeiger zeigt den aktuellen Index, der Antriebs-Zeiger die Antriebsdrehung. Der Dreh-Regler regelt die Schritt-Geschwindigkeit. So funktionieren Filmkameras!

• Die kontinuierliche Drehbewegung des Antriebs-Zeigers erzeugt ruckweise Schalt-Schritte am Schritt-Zeiger
• Vier Schalt-Positionen — der Schritt-Zeiger springt bei jeder vollen Umdrehung zum nächsten Index
• Der Schrittmotor dreht bei jedem Schalt-Schritt ein kurzes Stück als mechanische Quittierung

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Zwei Karton-Scheiben (12 cm und 8 cm Durchmesser) aus doppellagiger Pappe
• Kleiner Karton-Zapfen (1 cm) auf der größeren Scheibe als Antriebspin
• Vier Schlitze (je 3 cm tief) in der kleineren Scheibe als Malteserkreuz-Schlitze
• Holzstäbchen als Drehachsen für beide Scheiben
• Heißkleber, Zirkel zum Anzeichnen

Step-by-Step Tutorial

1. Antriebsscheibe mit Zapfen aufbauen

   Baue eine Antriebsscheibe (12 cm Durchmesser) aus doppellagiger Pappe. Plastik-Servo-Horn auf den Antriebs-Servo aufschrauben, Scheibe mittig draufkleben. Kleinen Karton-Zapfen (1×1 cm) genau am Rand der Scheibe befestigen — er zeigt senkrecht nach vorne. Dieser Zapfen ist der Treiber des Malteserkreuzes. Der Antriebs-Servo dreht die Scheibe kontinuierlich.

   Check: Antriebsscheibe dreht vollständig auf ihrem Servo — Zapfen sitzt fest und exzentrisch am Rand

   Tipp: Zapfen-Position: genau am Rand der Scheibe, nicht mittig — er muss in die Schlitze des Malteserkreuzes eingreifen

2. Malteserkreuz mit vier Schlitzen bauen

   Baue die kleinere Scheibe (8 cm) als Malteserkreuz: vier Schlitze gleichmäßig verteilt, je 3 cm tief und etwas breiter als der Zapfen. Das Horn des Schritt-Zeigers in der Mitte des Malteserkreuzes befestigen. Antriebsscheibe und Malteserkreuz nebeneinander auf dem Gestell montieren: Zapfen soll beim Drehen in die Schlitze eingreifen. Abstand so einrichten dass der Zapfen sauber ein- und ausgreift.

   Check: Zapfen greift beim Drehen in einen Schlitz — Kreuz macht einen Viertelschritt und stoppt dann wieder

   Tipp: Schlitz-Tiefe und -Breite genau an den Zapfen anpassen — zu enger Schlitz blockiert, zu weiter Schlitz überspringt

3. Schritt-Index und Geschwindigkeit per Encoder

   Der Dreh-Regler stellt die Antriebsgeschwindigkeit ein. Der Antriebs-Zeiger dreht immer in dieselbe Richtung. Wenn der Zapfen in einen Schlitz des Malteserkreuzes greift: der Schritt-Zeiger springt auf die nächste der vier Positionen. Der Schrittmotor dreht ein kurzes Stück als mechanische Quittierung bei jedem Schritt. Der Signalton gibt einen kurzen Ton. Der vierte Zeiger zeigt den Index mit einem halben Umlauf Versatz an.

   Check: Dreh-Regler dreht: der Antriebs-Zeiger dreht schneller oder langsamer. Bei jeder vollen Umdrehung: der Schritt-Zeiger springt einen Schritt weiter

   Tipp: Langsame Geschwindigkeit beim ersten Test — so sieht man wie Zapfen und Schlitz zusammenwirken

4. Leichtgängigkeitstest des Malteserkreuz-Mechanismus

   Bevor Strom eingeschaltet wird: Antriebsscheibe langsam von Hand drehen. Zapfen greift in ersten Schlitz — dreht das Kreuz genau einen Viertelschritt? Dann blockiert? Nächster Schlitz beim Weiterdrehen? Gelenke frei? Zapfen zu groß oder zu klein? Anpassen bis der Mechanismus sauber schaltet. Erst nach OK Strom einschalten.

   Check: Antriebsscheibe manuell drehen: Zapfen greift in Schlitz, Kreuz dreht einen Viertelschritt, dann Stopp

   Tipp: Zwischen den Schlitzen muss die Kreuzscheibe blockiert sein — die geschlossene Seite der Antriebsscheibe hält sie fest

5. Filmkamera-Demo: ruckweise Schaltung zeigen

   Strom einschalten. Der Antriebs-Zeiger dreht gleichmäßig. Der Schritt-Zeiger springt ruckweise. Dreh-Regler auf Minimum: langsam, Schritte gut sichtbar. Dreh-Regler auf Maximum: schnelle Folge von Schritten. Kleines Objekt auf Malteserkreuz legen: wird es schrittweise weitergedreht? So transportieren Filmkameras ihren Film: ruckweise ein Bild weiter, dann Belichtung, dann nächstes Bild!

   Check: Der Antriebs-Zeiger dreht kontinuierlich — der Schritt-Zeiger springt ruckartig von Schritt zu Schritt, mit Pause dazwischen

   Tipp: Demo-Vergleich: Antriebs-Zeiger zeigen (dreht immer) und gleichzeitig den Schritt-Zeiger (springt). Der Kontrast ist der Wow-Moment

Troubleshooting

• Malteserkreuz dreht sich weiter statt zu stoppen — Zapfen greift nicht tief genug — Scheiben-Abstand verringern oder Zapfen verlängern
• Zapfen blockiert beim Eingreifen statt sauber zu gleiten — Schlitz-Breite zu eng — auf 1.5× Zapfen-Breite erweitern und Karton-Kanten glätten
• Der Schritt-Zeiger springt bei jeder halben Umdrehung statt bei einer vollen — Umdrehungs-Schwelle im Code prüfen — oder Zapfen sitzt nicht am Rand sondern in der Mitte

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Sechs Schlitze statt vier — sechs Schritt-Positionen für feinere Auflösung
• Pro-Tipp: Kleines Objekt auf jedem Schritt-Index platzieren — Malteserkreuz als Revolver-Magazin Modell

Wichtige Code-Teile

// Antriebsgeschwindigkeit per Encoder
driveSpd = constrain(driveSpd + (float)EncoderPos * 0.01f, 0.01f, 0.2f); EncoderPos = 0;
driveAng += driveSpd;

// Schalt-Index: bei jeder vollen Umdrehung ein Schritt
if(driveAng >= 2.0f * 3.14159f) {
    driveAng -= 2.0f * 3.14159f;
    genevaIdx = (genevaIdx + 1) % 4;
    stepper.move(200); // mechanische Quittierung
    Buzzer.setValue(150);
}

// S1: Schritt-Index-Position
if(!ismoving[1]) servocontroller.startMove(1, map(genevaIdx, 0, 3, 1100, 1900), 100);
// S2: kontinuierliche Antriebsdrehung
servocontroller.setServoPulse(2, 1500 + (int)(sin(driveAng) * 450));
// S3: Index mit Offset
servocontroller.setServoPulse(3, map((genevaIdx + 2) % 4, 0, 3, 1100, 1900));

// S4/S5 und DC als Antrieb
servocontroller.setServoPulse(4, 1500 + (int)(driveSpd * 600));
servocontroller.setServoPulse(5, 1500 - (int)(driveSpd * 600));
setMotorspeed((int)(driveSpd * 600));
stepper.run();

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