MODE 4 — PICK+PLACE

Ziel & Anwendung

Der kleine Roboter der alles nimmt und überall ablegt! Ein Drei-Servo-Arm mit Greifer hebt Objekte von Punkt A auf und legt sie präzise bei Punkt B ab — die Linearachse mit Schrittmotor fährt den Arm zwischen beiden Positionen hin und her. Mit zwei Berührungsflächen lernst du dem Roboter, wo A und B liegen (Teach-In).

• Achtstufige Pick-&-Place-Sequenz mit Linearachse und Drei-Servo-Arm, Schritt für Schritt automatisch abgearbeitet
• Teach-In per Berührungsflächen: Positionen A und B werden live eingespeichert
• Distanz-Sensor als automatischer Auslöser, sobald ein Objekt sehr nah erkannt wird

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Langer Schuhkarton als Linearachsen-Schiene (mind. 30 cm)
• Kleine Kartonbox als Arm-Schlitten der auf der Schiene gleitet
• Drei Kartonstreifen (je 6 cm) als Arm-Segmente mit Klebeband-Gelenken
• Papierklammer oder gebogener Draht als einfacher Greifer auf S3
• Holzstäbchen als Führungsschienen
• Klebeband und Heißkleber

Step-by-Step Tutorial

1. Linearachse und Arm-Schlitten aufbauen

   Nimm den langen Schuhkarton als Schiene. Bau einen kleinen Karton-Schlitten der darin gleitet. Der Mitnehmer des Schrittmotors trägt eine Karton-Zahnstange (Strohhalm mit eingeklebten Zähnen oder einfach Klebeband-Nuten), die den Schlitten vorwärts und rückwärts zieht. Der Hub-Servo sitzt am Schlitten: Horn aufschrauben, Arm-Segment drauf. Ellbogen-Servo und Greifer-Servo analog aufbauen. Schwerpunkt: Schlitten tief und breit bauen.

   Check: Arm-Schlitten gleitet frei auf der Schiene — der Antrieb kann ihn in beide Richtungen verschieben

   Tipp: Schlitten aus Kartonbox so breit wie die Schiene — Holzstäbchen als Führungsschienen links und rechts

2. Teach-In: Positionen A und B einlernen

   Im Setup-Modus bewegt der Steuerknüppel den Schlitten auf der Linearachse. Fahre zu Punkt A (wo Objekte aufgenommen werden sollen) und drücke die erste Berührungsfläche — die Position wird gespeichert. Fahre zu Punkt B (Ablageposition) und drücke die zweite Berührungsfläche. Diese Positionen bleiben bis zum Neustart gespeichert. Jetzt den Steuerknüppel-Knopf drücken, um die Automatik zu starten.

   Check: Erste Berührungsfläche drücken: aktuelle Position als A gespeichert. Zweite Berührungsfläche: als B gespeichert

   Tipp: Erst den Schlitten manuell mit dem Steuerknüppel zu Position A fahren, dann die Berührungsfläche drücken — dann zu B fahren, zweite Berührungsfläche

3. Acht-Schritt Greif-Sequenz verstehen

   Nach dem Auslöser (Objekt sehr nah erkannt oder Steuerknüppel-Knopf gedrückt) fährt der Schlitten in Schritt 1 zu Position A. Schritt 2: Der Hub-Servo senkt den Arm ab. Schritt 3: Der Greifer schließt sich um das Objekt. Schritt 4: Der Arm hebt wieder an. Schritt 5: Der Schlitten fährt zu Position B, der Ellbogen dreht den Arm mit. Schritt 6: Arm senkt sich, Greifer öffnet und lässt los. Schritt 7: Arm hebt wieder. Schritt 8: Heimfahrt, Ellbogen zurück auf Mittelstellung. Die beiden Arbeits-Indikatoren drehen, solange der Arm in Bewegung ist.

   Check: Schritt 1: Fahrt zu A. 2: Arm senkt. 3: Greifer zu. 4: Arm hebt. 5: Fahrt zu B. 6: Senken+Loslassen. 7: Heben. 8: Heimfahrt

   Tipp: Jeder Schritt wartet auf den Abschluss bevor der nächste startet — nie zwei Schritte gleichzeitig

4. Leichtgängigkeitstest aller Arm-Gelenke

   Hub-Servo manuell von ganz unten bis ganz oben bewegen: Arm hebt und senkt frei? Ellbogen-Servo manuell testen. Greifer manuell öffnen/schließen: greift er leichte Objekte? Schlitten manuell schieben: gleitet er frei auf der ganzen Schiene? Kein Haken an den Enden? Antrieb manuell drehen: bewegt er den Schlitten? Erst nach OK Strom einschalten.

   Check: Alle drei Servo-Gelenke frei — Schlitten gleitet auf der Schiene ohne zu klemmen

   Tipp: Gelenke aus Klebeband haben mehr Reibung als nötig — Kugelschreiber durch Gelenklöcher drehen um sie zu glätten

5. Vollautomatik-Test mit echtem Objekt

   Strom einschalten. Teach-In: erste Berührungsfläche bei Position A, zweite bei Position B. Streichholzschachtel bei A ablegen. Der Distanz-Sensor erkennt sie, sobald sie sehr nah ist: Sequenz startet automatisch. Roboter fährt, greift, transportiert, legt ab. Die Arbeits-Indikatoren drehen während der Arbeit, ein leiser Signalton begleitet den aktiven Arm. Nach dem Ablegen: Rückkehr zur Ausgangsposition. Wiederholung für nächstes Objekt!

   Check: Streichholzschachtel bei A: Roboter fährt hin, greift, transportiert, legt bei B ab

   Tipp: Erstes Objekt klein und leicht wählen (Streichholzschachtel) — Greifer muss das Gewicht sicher halten

Troubleshooting

• Greifer lässt Objekt während Transport fallen — Greifer-Schließweg etwas verringern — zu feste Schließung kann bei leichten Objekten kontraproduktiv sein; Greifer-Form anpassen
• Schlitten überschießt Position A oder B — Prüfen, ob die Teach-In-Positionen korrekt gespeichert wurden; Fahrgeschwindigkeit im Setup reduzieren
• Arm senkt sich nicht tief genug (Objekt nicht erreichbar) — Absenk-Position des Hub-Servos weiter nach unten anpassen für tiefere Absenkung

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Drei Positionen speichern (A, B, C) für komplexere Sortier-Aufgaben — touch1=A, touch2=B, EncoderButton=C
• Pro-Tipp: Stückzähler — nach 5 Transfers Buzzer HEARTBEAT als Chargen-Ende-Signal

Wichtige Code-Teile

// Teach-In: Positionen live einlernen
if(touch1) posA = stepper.currentPosition();
if(touch2) posB = stepper.currentPosition();

bool trigger = (distanceCM > 0 && distanceCM < 15) || isButtonPressed(JoystickButton, lastJoyBtn);
if(trigger && pStep == 0) { pStep = 1; pT = millis(); }

switch(pStep) {
    case 1: stepper.moveTo(posA);
            if(stepper.distanceToGo()==0) { pStep=2; pT=millis(); } break;
    case 2: if(!ismoving[1]) servocontroller.startMove(1, 1100, 400);
            if(millis()-pT > 500) { pStep=3; pT=millis(); } break;
    case 3: if(!ismoving[3]) servocontroller.startMove(3, 2000, 200); // Greifen
            if(millis()-pT > 300) { pStep=4; pT=millis(); } break;
    case 4: if(!ismoving[1]) servocontroller.startMove(1, 1900, 400); // Heben
            if(millis()-pT > 500) { pStep=5; pT=millis(); } break;
    case 5: stepper.moveTo(posB);
            if(!ismoving[2]) servocontroller.startMove(2, 1700, 800);
            if(stepper.distanceToGo()==0) { pStep=6; pT=millis(); } break;
    case 6: if(!ismoving[1]) servocontroller.startMove(1, 1100, 400);
            if(millis()-pT > 500) {
                if(!ismoving[3]) servocontroller.startMove(3, 1000, 200);
                pStep=7; pT=millis();
            } break;
    case 7: if(!ismoving[1]) servocontroller.startMove(1, 1500, 400);
            if(!ismoving[2]) servocontroller.startMove(2, 1500, 600);
            if(millis()-pT > 500) pStep=0; break;
}
servocontroller.setServoPulse(4, pStep>0 ? 1700 : 1500);
servocontroller.setServoPulse(5, pStep>0 ? 1300 : 1500);
stepper.run();

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