MODE 4 — MIMIC HEAD

Ziel & Anwendung

Ein animierter Roboterkopf, der jeden deiner Kopfbewegungen in Echtzeit nachahmt! Der Bewegungssensor misst Neigen, Schwenken und Drehen — drei Servos folgen sanft nach. Der Steuerknüppel bewegt die Augen, ein Tastendruck öffnet den Mund, und der Rüttel-Motor lässt den Kopf 'atmen'.

• Bewegungsdaten flüssig auf einen Roboterkopf übertragen
• Drei Kopf-Achsen (Neigen, Schwenken, Drehen) gleichzeitig steuern
• Steuerknüppel für die Augen und Tastendruck für die Mundöffnung kombinieren

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Schuhkarton als Kopf-Gehäuse
• Kartondeckel mit Ausschnitt als Mund (Klappe mit Klebeband-Scharnier)
• Zwei runde Karton-Augen (Ø ca. 4 cm)
• Strohhalme als Gelenk-Lager
• Heißkleber
• Zahnstocher als Achspins
• Stabile Karton-Halterung für den Hals-Servo

Step-by-Step Tutorial

1. Kopf-Gehäuse und Halterungs-Basis bauen

   Baue einen Schuhkarton-Kopf (ca. 15×12×10 cm). Schneide Aussparungen für Mund und Augen. Der Neigungs-Servo trägt den Kopf auf dem Hals — Horn zentral unter dem Boden des Kopfes befestigen. Der Schwenk-Servo übernimmt die Drehung, der dritte Servo die seitliche Neigung. Schraube alle Plastik-Servo-Hörner fest auf die Servos.

   Check: Kopf sitzt stabil auf der Basis ohne zu wackeln

   Tipp: Basis mindestens 15×15 cm — bei schwerem Kopf mit Steinen beschweren damit er nicht kippt

2. Mund-Mechanismus mit dem Schrittmotor

   Baue eine Mund-Klappe mit Klebeband-Scharnier. Der Schrittmotor treibt einen Arm, der die Klappe auf und zu schiebt. Mitnehmer auf die Schrittmotor-Welle schrauben, kurzen Kartonarm flächig auf den Mitnehmer kleben.

   Check: Schrittmotor öffnet und schließt die Mund-Klappe zuverlässig

   Tipp: Ein Tastendruck wechselt einfach zwischen offen und geschlossen

3. Augen mit den beiden Rundservos

   Baue zwei runde Karton-Augen, die auf je einem Rundservo-Horn sitzen. Der Steuerknüppel bewegt beide Augen gleichzeitig horizontal (gegenläufig für realistischen Blick) und vertikal (gleichgerichtet). Der DC-Motor läuft dabei leise als 'Atem-Summen'.

   Check: Steuerknüppel bewegt beide Augen gleichzeitig — links/rechts und oben/unten

   Tipp: Die beiden Augen-Servos laufen gegenläufig für einen realistischen Blick

4. Leichtgängigkeitstest aller Gelenke

   Alle Gelenke manuell testen: Kopf in Neigung, Schwenk und Drehung, Mund auf/zu, Augen links/rechts und oben/unten. Klemmt etwas: Lager aufweiten mit Graphit. Erst nach freiem Lauf Strom einschalten.

   Check: Kopf dreht sich in alle Richtungen, Mund öffnet/schließt, Augen bewegen sich frei

   Tipp: Klemmt der Mund-Mechanismus: Arm-Verbindung neu justieren, mehr Spiel lassen

5. Nachahm-Modus kalibrieren

   Neige langsam deinen eigenen Kopf — der Roboter-Kopf folgt mit einer kurzen, natürlichen Verzögerung nach. Wird die Bewegung stärker als üblich, hebt sich zusätzlich die Augenbrauen-Klappe als sichtbarer Ausdruck.

   Check: Eigene Kopfbewegung wird vom Roboter-Kopf flüssig und leicht verzögert nachgeahmt

   Tipp: Zittert der Kopf: die Filterung im Programm etwas träger einstellen (siehe Troubleshooting)

Troubleshooting

• Kopf zittert ständig obwohl er stillgehalten wird — Filterung im Programm träger einstellen für mehr Dämpfung
• Mund öffnet sich aber springt sofort zurück — Schrittmotor-Ansteuerung darf nicht von anderen Wartezeiten im Programm blockiert werden — regelmäßig aufrufen
• Augen-Bewegung ist abgehackt — Steuerknüppel-Signal zusätzlich glätten für ruhigere Bewegung

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: LEDs in den Augen-Ausschnitten für den Terminator-Look
• Pro-Tipp: Verschiedene Ausdrücke (Augenbrauen aus Draht) für verschiedene Steuerknüppel-Positionen
• Sicherheit: Mund-Mechanismus darf nicht blockieren — immer leichten Widerstand testen, keine zu steife Konstruktion

Wichtige Code-Teile

// Gyro-MIMIC: filterAnalog 0.22 für flüssige Bewegung
headX = filterAnalog(GyroX, headX, 0.22f);
headY = filterAnalog(GyroY, headY, 0.22f);
headZ = filterAnalog(GyroZ, headZ, 0.22f);

// Kopf-Servos: Tilt / Schwenk / Drehung
servocontroller.setServoPulse(1, 1500 + (int)(headX * 10.0f)); // Tilt
servocontroller.setServoPulse(2, 1500 + (int)(headY * 10.0f)); // Schwenk
servocontroller.setServoPulse(3, 1500 + (int)(headZ * 10.0f)); // Drehung

// Joystick → Augen (S4/S5 gegenläufig)
int eyeX = applyDeadzone(JoystickX, 10);
servocontroller.setServoPulse(4, 1500 + eyeX * 3);
servocontroller.setServoPulse(5, 1500 - eyeX * 3);

// JoystickButton → Mund Stepper
if (isButtonPressed(JoystickButton, lastJoyBtn)) {
    mouthOpen = !mouthOpen;
    stepper.moveTo(mouthOpen ? 200 : 0);
}
stepper.run();

// DC Motor: 'Atmen'
setMotorspeed(15);

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