MODE 9 — BAKE

Ziel & Anwendung

Eine akustische Bake sendet Töne aus und misst wie lange das Echo braucht — genau wie ein Fledermaus-Sonar! Der Distanzsensor schickt Pulse, und der Buzzer-Ton spiegelt die Entfernung wider: nah = hoher Ton, weit = tiefer Ton. So können sich Menschen ohne Sehvermögen akustisch im Raum orientieren.

• Der Dreh-Regler stellt das Ping-Intervall ein — wie oft die Bake sendet
• Der Ton entspricht der gemessenen Distanz: nah klingt hoch, weit klingt tief
• Ein Schwenk-Arm dreht den Sensor für einen breiteren Mess-Bereich — eine Anzeige zeigt die aktuelle Distanz

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Kleiner Karton-Schwenk-Arm (4 cm) auf dem Stepper-Mitnehmer zum Drehen des Sensors
• Kleiner Zeiger (6 cm) auf S1 als Distanz-Anzeige
• Wochentags-artige Skala auf Karton: nah bis weit
• Klebeband, Heißkleber

Step-by-Step Tutorial

1. Sensor-Schwenk aufbauen

   Plastik-Mitnehmer auf den Schrittmotor schrauben. Kleinen Sensor-Arm (4 cm) draufkleben. Distanzsensor am Ende des Arms befestigen — zeigt nach vorne. Der Arm schwenkt den Sensor langsam von links nach rechts. So scannt die Bake einen breiten Bereich, ohne dass das ganze Gerät bewegt werden muss.

   Check: Der Schwenk-Arm dreht den Sensor langsam hin und her — verschiedene Richtungen werden abgetastet

   Tipp: Sensor-Schwenkbereich begrenzen, damit er immer ungefähr nach vorne zeigt

2. Ping-Intervall einstellen

   Der Dreh-Regler stellt ein, wie oft die Bake pingt. Nach jedem Intervall: Distanz messen, Ton ausgeben, Sensor ein Stück weiterschwenken. Die Distanz-Anzeige zeigt die gemessene Entfernung. Die Durchschnitts-Anzeige glättet mehrere Messungen für eine stabilere Anzeige.

   Check: Dreh-Regler in eine Richtung: seltene Pings. Andere Richtung: häufige Pings. Der Rhythmus ist deutlich hörbar

   Tipp: Kürzeres Intervall gibt mehr Updates, aber auch mehr Töne — für mobilen Einsatz ein mittleres Intervall empfohlen

3. Ton-Feedback kennenlernen

   Nach jeder Messung ertönt ein Ton, der der Distanz entspricht. Nah = hoher Ton = Achtung! Weit = tiefer Ton = freie Bahn. Zwischen den Pings bleibt es still. So entsteht ein rhythmisches Sonar-Muster aus Ton und Pause.

   Check: Hand vor den Sensor halten: hoher Ton. Hand wegnehmen: tiefer Ton. Klarer Unterschied hörbar

   Tipp: Augen schließen und auf den Ton hören: kann man erkennen, ob ein Hindernis nah oder weit ist?

4. Leichtgängigkeitstest des Sensor-Arms

   Vor dem Einschalten: Schwenk-Arm manuell bewegen. Dreht er frei? Kabel klemmen nicht? Sensor sitzt fest am Arm? Kein Kabel-Zug bei Arm-Bewegung? Distanz-Zeiger dreht frei auf seiner Skala? Erst nach OK Strom einschalten.

   Check: Der Schwenk-Arm dreht sich gleichmäßig — kein Klemmen, Sensor zeigt immer ungefähr nach vorne

   Tipp: Sensor-Kabel locker verlegen, damit der Antrieb ungehindert schwenken kann

5. Orientierungs-Test im Raum

   Strom einschalten. Gerät in der Hand halten. Auf eine Wand zugehen: der Ton wird höher. Raum-Mitte: tieferer Ton. Stuhl: kurzes hohes Piepen, dann wieder tiefer. So kann man sich akustisch im Raum orientieren — ähnlich wie ein Fledermaus-Sonar, nur für Personen, die keine optischen Orientierungshilfen nutzen können.

   Check: Gerät in verschiedene Richtungen halten: Ton ändert sich je nach Hindernisabstand

   Tipp: Augen schließen und mit dem Gerät langsam durch den Raum gehen: Ton-Veränderung zeigt Hindernisse an

Troubleshooting

• Kein Ton, auch wenn eine Hand vor dem Sensor ist — Sensor-Ausrichtung prüfen — zeigt er wirklich nach vorne? Kabelverbindung zum Sensor kontrollieren
• Ton-Unterschied zu gering für Orientierung — Ton-Bereich im Code vergrößern für einen größeren Frequenz-Hub
• Der Schwenk-Arm dreht immer nur in eine Richtung — Rückkehr zur Mittelposition im Code prüfen — sie muss nach Erreichen des Endanschlags ausgelöst werden

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Zwei Baken gleichzeitig links und rechts — Stereo-Orientierung zeigt in welche Richtung ein Hindernis ist
• Sicherheit: Dies ist ein Lern-Prototyp — nicht als einzige Orientierungshilfe für sehbehinderte Personen verwenden!

Wichtige Code-Teile

// Ping-Intervall per Encoder
pingInterval = constrain(pingInterval + (int)EncoderPos * 100, 200, 3000);
EncoderPos = 0;

// Ping senden und Echo auswerten
if(millis() - lastPingT >= pingInterval) {
    lastPingT = millis();
    float dist = DistanceCM;
    // Echo-Ton ausgeben
    if(dist > 0 && dist < 200) {
        int echoTone = map(constrain((int)dist, 0, 200), 0, 200, 200, 30);
        Buzzer.setValue(echoTone);
        echoActive = true; echoT = millis();
        // Durchschnitt
        avgEcho = (avgEcho * 4 + dist) / 5.0f;
    }
    // Stepper: Sensor weiterdrehen
    stepper.move(20);
    if(abs(stepper.currentPosition()) > 100) stepper.moveTo(0);
}

// Buzzer nach kurzer Zeit wieder aus
if(echoActive && millis()-echoT > 150) {
    Buzzer.setValue(0); echoActive = false;
}

// S1: Distanz-Anzeige
servocontroller.setServoPulse(1, map(constrain((int)avgEcho, 0, 200), 0, 200, 2000, 1000));
// S2: Durchschnittsdistanz
servocontroller.setServoPulse(2, map(constrain((int)avgEcho, 0, 200), 0, 200, 2000, 1000));

stepper.run();

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