MODE 8 — PRAEZISION

Ziel & Anwendung

Millimeter-genaue Positionierung auf einem Förderband — so arbeiten CNC-Maschinen und 3D-Drucker! Der Dreh-Regler bewegt die Plattform grob, der Steuerknüppel mittel-fein, eine gehaltene Berührungsfläche zusammen mit dem Regler macht winzige Schritte. Ein Servo zeigt die Position in Millimetern, ein zweiter die Nachkommastelle. Der Steuerknüppel-Knopf setzt alles auf Null zurück.

• Drei Präzisions-Modi: grob per Dreh-Regler, mittel per Steuerknüppel, fein per gehaltener Berührungsfläche
• Ein Servo zeigt die Position in Millimetern, ein zweiter die Nachkommastelle als Zeiger
• Ein Servo leuchtet als Fein-Modus-Indikator, zwei weitere zeigen die Bewegungs-Richtung

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Langer Schuhkarton als Linearachsen-Schiene (mind. 30 cm)
• Kleiner Karton-Schlitten als positionierbares Werkstück-Träger
• Papier-Millimeterskala (selbst gedruckt oder gezeichnet) an der Seite
• Faden oder dünner Draht als Stepper-Verbindung zum Schlitten
• Holzstäbchen als Führungsschienen
• Klebeband

Step-by-Step Tutorial

1. Präzisions-Schlitten auf Linearachse aufbauen

   Baue eine Linearachse aus einem langen Schuhkarton. Zwei Holzstäbchen als parallele Führungsschienen einkleben. Karton-Schlitten passgenau zwischen die Schienen bauen — er soll gleiten aber nicht wackeln. Der Mitnehmer des Schrittmotors wickelt einen Faden auf, der den Schlitten zieht. Millimeterskala auf der Schienen-Seite aufkleben. Startposition = links = 0 Millimeter.

   Check: Schlitten gleitet frei und ohne Spiel auf den Führungsschienen — kein Wackeln seitlich

   Tipp: Schlitten so eng wie möglich ohne zu klemmen — Spiel verursacht Positionsfehler

2. Drei Bedien-Modi und Positions-Anzeige verstehen

   Im Normal-Modus bewegt ein Dreh-Regler-Klick den Schlitten um ein kleines, spürbares Stück. Der Steuerknüppel erlaubt zusätzlich eine kontinuierliche, grobe Fahrt. Im Fein-Modus (Berührungsfläche halten) bewegt ein Regler-Klick den Schlitten nur noch um einen winzigen Bruchteil davon — für die Feinjustierung. Der Steuerknüppel-Knopf setzt die Zielposition auf Null zurück. Ein Servo zeigt die Position in Millimetern als Zeiger, ein zweiter zeigt die Nachkommastelle.

   Check: Normalmodus: Dreh-Regler bewegt in größeren Schritten. Berührungsfläche gehalten: Regler bewegt in winzigen Schritten. Steuerknüppel: kontinuierliche Fahrt

   Tipp: Die Umrechnung von Motor-Schritten in Millimeter steckt fest im Code — bei einem anderen Aufbau dort anpassen

3. Positions-Anzeige mit zwei Servos kalibrieren

   Der erste Servo zeigt die Position in Millimetern als Zeiger über den gesamten Fahrbereich. Der zweite Servo zeigt ausschließlich die Nachkommastelle, also die Zehntelmillimeter zwischen zwei ganzen Millimeterwerten. Der dritte Servo zeigt an, ob gerade der Fein-Modus aktiv ist. Die beiden Richtungs-Servos drehen je nachdem, ob der Schlitten gerade vorwärts oder rückwärts fährt.

   Check: Positions-Servo zeigt bei 0 Millimeter auf die Mitte, bei 50 Millimeter ganz nach rechts. Der zweite Servo dreht sich für Zehntelmillimeter

   Tipp: Die Positions-Anzeige deckt einen Bereich von rund -100 bis +100 Millimeter ab — Schlitten-Weg auf diesen Bereich auslegen

4. Leichtgängigkeitstest auf der vollen Länge

   Antrieb manuell ein Stück vorwärts drehen: Schlitten bewegt sich gleichmäßig? Keine Ruckler? Ebenso viel zurück: Faden hängt nicht durch? Schlitten-Spiel testen: seitlich wackeln — wenn er wackelt, Führungsschienen enger setzen. Erst nach OK Strom einschalten und alle drei Modi testen.

   Check: Schlitten fährt von ganz links bis zur maximalen Position ohne zu klemmen — Faden bleibt gespannt

   Tipp: Faden-Spannung konstant halten: eine kleine Rückzugsfeder am Schlitten verhindert Durchhängen

5. Präzisions-Demo: Objekt exakt positionieren

   Strom einschalten. Schlitten steht bei 0 Millimeter. Steuerknüppel nach rechts: Schlitten fährt grob. Bei der gewünschten Position: Dreh-Regler für Fein-Justierung nutzen. Berührungsfläche halten: ultra-fein mit dem Regler nachjustieren. Ein Signalton bestätigt die gehaltene Position. Der zweite Servo zeigt die Nachkommastelle. Steuerknüppel-Knopf: zurück auf Null. Streichholzschachtel auf den Schlitten: wird sie präzise positioniert? Wie genau geht dein System?

   Check: Schlitten fährt auf eine mittlere Position — die Positions-Anzeige zeigt Mitte, die Nachkommastelle zeigt Null. Feinjustierung verschiebt sie minimal

   Tipp: Ein Signalton meldet, wenn die Zielposition erreicht und gehalten wird

Troubleshooting

• Position driftet nach mehreren Fahrten — Faden rutscht auf dem Mitnehmer — mit Heißkleber fixieren; oder Schlitten klemmt leicht und der Antrieb verliert Schritte
• Fein-Modus reagiert nicht auf den Dreh-Regler — Die Berührungsfläche muss beim Drehen gehalten werden — prüfen, ob sie korrekt erkannt wird
• Die Nachkommastellen-Anzeige dreht sich nicht — Bei ganzen Millimeterwerten steht dieser Servo in Ruhestellung — erst bei Zwischenpositionen dreht er sich, das ist normal

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Zwei gespeicherte Positionen (touch1=speichern, touch2=anfahren) für Pendel-Betrieb zwischen zwei Punkten
• Pro-Tipp: Encoder-Beschleunigung — schnell drehen = mehr Schritte/Klick für schnelle Grob-Fahrt

Wichtige Code-Teile

// Drei Präzisions-Modi
if(touch1) {
    // Fein-Modus: 1 Schritt pro Encoder-Klick
    if(abs(EncoderPos)>0) { targetPos += (int)EncoderPos; EncoderPos = 0; }
} else {
    // Normal: 5 Schritte pro Klick
    if(abs(EncoderPos)>0) { targetPos += (int)EncoderPos * 5; EncoderPos = 0; }
    // JoystickX: grobe Fahrt
    int joyAdj = applyDeadzone(map(JoystickX, 0, 4095, -3, 3), 0, 1);
    if(joyAdj != 0) targetPos += joyAdj * 10;
}
if(JoystickButton) targetPos = 0;
stepper.moveTo(targetPos);
float posMm = stepper.currentPosition() / 20.0f; // 20 Schritte = 1mm

// S1: mm-Anzeige, S2: Zehntel-mm, S3: Fein-Modus
servocontroller.setServoPulse(1, map(constrain((int)posMm,-100,100),-100,100,1000,2000));
servocontroller.setServoPulse(2, map(abs((int)(posMm*10))%10, 0, 9, 1000, 2000));
servocontroller.setServoPulse(3, touch1 ? 2000 : 1000);

bool isMov = (stepper.distanceToGo() != 0);
servocontroller.setServoPulse(4, isMov ? 1700 : 1500);
servocontroller.setServoPulse(5, isMov ? 1300 : 1500);
if(stepper.distanceToGo()==0 && targetPos!=0) Buzzer.setValue(100);
else                                            Buzzer.setValue(0);
stepper.run();

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