MODE 8 — DELTA

Ziel & Anwendung

Drei Servos, drei Arme — und trotzdem bewegen sie alle denselben einen Punkt! Das ist Delta-Kinematik: drei Arme im 120°-Abstand steuern gemeinsam die Position einer Plattform im Raum. Der Joystick bewegt die Plattform seitlich, die Berührungsfläche hebt und senkt sie. Genau so funktionieren schnelle Industrie-Roboter!

• Drei Delta-Arme im 120°-Abstand steuern gemeinsam die Plattform-Position
• Der Joystick bewegt die Plattform horizontal — die Berührungsfläche hebt und senkt sie vertikal
• Der Joystick-Knopf steuert den Greifer — der Schrittmotor dreht die Basis

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Dreieckige Karton-Basis (20 cm Seitenlänge) mit drei Servo-Montage-Punkten im 120°-Abstand
• Drei Karton-Arme (je 10 cm) auf den Servos
• Dreieckige Karton-Plattform (8 cm Seitenlänge) als bewegliche Endplattform
• Sechs dünne Holzstäbchen (8 cm) als Parallelstangen zwischen Armen und Plattform
• Heißkleber, Stecknadeln, Klebeband

Step-by-Step Tutorial

1. Dreieck-Basis mit drei Servos aufbauen

   Zeichne ein gleichseitiges Dreieck (20 cm Seitenlänge) auf die Karton-Basis. An jeder Ecke ein Servo montieren: Plastik-Horn auf die drei Delta-Arm-Servos aufschrauben, Arm (10 cm) flächig draufkleben. Alle drei Arme zeigen nach innen zur Basis-Mitte. Basis-Dreieck schwer machen: Steine oder Gewichte draufkleben damit es beim Bewegen nicht kippt.

   Check: Drei Servos exakt auf 120°-Positionen der Basis-Dreieck-Ecken — alle gleich weit von der Mitte

   Tipp: Dreieck-Basis mit Zirkel anzeichnen: Mittelpunkt fixieren, drei Punkte im 120°-Abstand markieren — dann Servos montieren

2. Parallelstangen und Endplattform montieren

   Kleine dreieckige Endplattform (8 cm) bauen. Sechs Holzstäbchen (8 cm) paarweise je Arm als Parallelführung: je zwei Stäbchen pro Servo-Arm zur Plattform. Gelenke mit Stecknadeln. Durch die Parallelführung bleibt die Endplattform immer waagrecht, egal wie die Arme stehen — das ist das Geheimnis der Delta-Kinematik.

   Check: Alle sechs Stangen verbinden Arme mit Endplattform — Plattform bleibt immer waagrecht wenn Arme sich bewegen

   Tipp: Sechs Stangen paarweise (je zwei pro Arm) erzeugen den Parallel-Effekt: Plattform kippt nicht

3. JoystickX/Y steuert Plattform-Position

   Alle drei Arme berechnen ihre Position gemeinsam aus dem Ziel-Punkt der Plattform. Der Joystick stellt die seitliche Position ein, die Berührungsfläche die Höhe. Jeder der drei Arme bekommt dabei einen leicht anderen Wert, je nach seiner Position im 120°-Abstand. So folgen alle drei Delta-Arme synchron dem Joystick.

   Check: Joystick nach rechts: alle drei Arme bewegen sich und verschieben die Plattform nach rechts

   Tipp: Alle drei Servos bekommen leicht verschiedene Werte — das erzeugt die seitliche Bewegung ohne Kippen

4. Leichtgängigkeitstest der Parallelführung

   Bevor Strom eingeschaltet wird: Endplattform manuell in verschiedene Richtungen schieben. Folgen alle sechs Stangen gleichmäßig? Klemmt eine Stange? Kippt die Plattform bei seitlicher Bewegung? Alle 12 Gelenke einzeln prüfen. Basis-Dreieck steht stabil? Erst nach OK Strom einschalten.

   Check: Endplattform manuell nach links/rechts schieben: alle sechs Stangen folgen gleichmäßig, Plattform bleibt waagrecht

   Tipp: Gelenke an den Stäbchen-Enden müssen sehr leicht sein — Stecknadeln nur locker einstecken

5. Delta-Roboter in Bewegung: Plattform lenken

   Strom einschalten. Joystick nach rechts: Plattform wandert nach rechts. Joystick vor/zurück: Plattform bewegt sich entsprechend. Berührungsfläche gehalten: Plattform sinkt. Joystick-Knopf: Greifer schließt. So heben echte Delta-Roboter in der Lebensmittel-Industrie kleine Objekte mit mehreren Hundert Griffen pro Minute. Die Karton-Version macht dasselbe — nur etwas langsamer!

   Check: Joystick: Plattform verschiebt sich in alle Richtungen. Berührungsfläche gehalten: Plattform steigt und sinkt

   Tipp: Demo: Plattform auf ein kleines Objekt (Streichholzschachtel) absenken und es mit dem Greifer greifen

Troubleshooting

• Endplattform kippt bei seitlicher Bewegung — Parallelstäbchen-Paare prüfen: beide Stäbchen je Arm gleich lang? Gelenke alle frei drehend?
• Einer der Servos dreht in die falsche Richtung — Arm-Winkel-Berechnung für diesen Servo prüfen: Vorzeichen umkehren wenn Arm anders montiert ist
• Plattform lässt sich nicht weit genug verschieben — Den erlaubten Bewegungsbereich vergrößern: größerer Bereich erlaubt mehr Auslenkung — aber Mechanismus muss das physisch mitmachen

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Stepper dreht die gesamte Basis — Delta-Roboter rotiert und erreicht einen größeren Arbeitsbereich
• Pro-Tipp: Drucksensor auf der Endplattform — Greifkraft messbar und begrenzbar

Wichtige Code-Teile

// Ziel-Position aus Joystick
float deltaX = map(JoystickX, 0, 4095, -200, 200);
float deltaY = map(JoystickY, 0, 4095, -200, 200);
float deltaZ = touch1 ? -150 : 0;

// Drei Arm-Winkel im 120°-Abstand
for(int n = 0; n < 3; n++) {
    float ang = n * 2.0944f; // 120° in Radiant
    float arm = deltaX * cos(ang) + deltaY * sin(ang) + (200 + deltaZ);
    arm = constrain(arm, 0, 400);
    servocontroller.setServoPulse(n + 1, 1500 + (int)(arm * 3));
}

// Greifer: Joystick-Button
if(JoystickButton) {
    servocontroller.setServoPulse(4, 1700);
    servocontroller.setServoPulse(5, 1300);
} else {
    servocontroller.setServoPulse(4, 1500);
    servocontroller.setServoPulse(5, 1500);
}

// Stepper: Basis-Rotation
if(abs(EncoderPos) > 0) { stepper.move((int)EncoderPos * 20); EncoderPos = 0; }
stepper.run();

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