MODE 4 — SCANNER

Ziel & Anwendung

Ein tastender Scan-Turm mit Ultraschall-Sensor: der Stepper dreht den Sensor in kleinen Schüben hin und her wie ein Radar-Scanner. Bei zu nahem Objekt steigt die Alarm-Stufe — S1 zeigt den Abstand, S2 die Warn-Fahne und S3 die Kritisch-Fahne, bei der höchsten Stufe surrt auch der DC-Motor.

• Stepper als tastend hin- und herdrehenden Scan-Turm für Ultraschall-Sensor aufbauen.
• Dreistufiges Alarm-Level-System (0=frei, 1=Warnung, 2=Kritisch) basierend auf Distanz implementieren.
• Drei Servo-Outputs (Distanzzeiger, Warn-Fahne, Kritisch-Fahne) für unterschiedliche Alarm-Stufen.

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Kleiner Karton-Turm ca. 8 × 8 × 12 cm als Scan-Turm-Gehäuse
• Ultraschall-Sensor-Halterung aus Karton (dreht mit Stepper)
• Gelbe Karton-Warn-Fahne ca. 5 × 3 cm für S2
• Rote Karton-Kritisch-Fahne ca. 7 × 4 cm für S3
• Klebeband und Heißkleber

Step-by-Step Tutorial

1. Scan-Turm mit rotierendem Ultraschall-Sensor aufbauen

   Karton-Turm (8 × 8 × 12 cm) als Sockel. Stepper im Inneren. Sensor-Plattform (6 × 6 cm) auf Stepper-Mitnehmer. Ultraschall-Sensor auf Plattform kleben. Kabel mit Schlaufe verlegen: 10 cm Spielraum pro Seite.

   Check: Stepper dreht Sensor-Plattform in kleinen Schritten. Sensor dreht frei ohne Kabelzug.

   Tipp: Kabelführung ist entscheidend: Kabel des Ultraschall-Sensors nicht fest spannen — genug Spielraum für die Drehbewegung lassen.

2. Stepper-Scan-Bewegung programmieren

   Solange kein Objekt in Reichweite ist, dreht sich die Plattform in kleinen Schüben immer in dieselbe Richtung weiter. Erscheint ein Hindernis, dreht sie in die Gegenrichtung — der Turm wirkt dadurch wie ein tastender Wächter statt einer starren Radarschüssel.

   Check: Ist die Bahn frei, dreht der Stepper immer weiter in eine Richtung. Erkennt der Sensor etwas, dreht er zurück.

   Tipp: Der Stepper bewegt sich immer erst, wenn die vorherige Drehung abgeschlossen ist — dadurch entsteht eine ruckartige, radarähnliche Suchbewegung statt einer glatten Rotation.

3. Alarm-Level-System einrichten

   S1 zeigt jederzeit den Live-Abstand. Objekt weiter als eine große Armlänge entfernt: keine Fahne oben, kein Motor. Objekt zwischen einer Hand- und einer Armlänge entfernt: gelbe Warn-Fahne S2 klappt hoch. Objekt näher als eine Handbreit: zusätzlich die rote Kritisch-Fahne S3, der DC-Motor surrt.

   Check: Level 0: kein Alarm (ab 35cm frei). Level 1: Warn-Fahne S2 (15–35cm). Level 2: Kritisch-Fahne S3 + DC (unter 15cm).

   Tipp: Die Schwellwerte sind bewusst eng gewählt — der Scanner soll erst bei wirklich naher Annäherung reagieren, nicht schon beim Vorbeigehen im Zimmer.

4. Leichtgängigkeits-Test ohne Strom

   Stepper von Hand drehen: Sensor-Plattform dreht mit? Kabel bleiben locker in beide Richtungen? S2 von Hand auf 1000 und 2000: Warn-Fahne frei? S3 analog. Erst dann einschalten.

   Check: Stepper dreht Sensor-Plattform frei in beide Richtungen. Kabel hängen nicht. Servo-Fahnen klappen frei.

   Tipp: Besonders auf Kabel achten: Sensor auf Plattform hat Kabel die sich beim Drehen aufwickeln können. Kabel-Schlaufe nach unten aus Turm herausführen.

5. MODE 4 aktivieren — Scanner im Betrieb

   Safe-Einbruch → MODE 4. Scanner tastet sich automatisch hin und her. S1 zeigt Live-Abstand. Hand langsam nähern: ab einer Armlänge S2-Fahne hoch (gelb). Ab einer Handbreit: S3 hoch (rot) + DC-Motor surrt kurz auf. Hand zurückziehen: Alarm sinkt wieder.

   Check: Sensor tastet sich hin und her. S1 zeigt Abstand. Hand vor Scanner: Level steigt. DC surrt bei höchster Stufe.

   Tipp: Hand auf 10 cm vor Scanner halten: höchste Stufe → S2+S3 oben, DC surrt kurz auf. Hand auf 25 cm: mittlere Stufe → nur S2 oben. Hand weg: alles zurück.

6. Scan-Turm als Eingangs-Wächter aufstellen

   Turm auf Regal oder Tisch neben Tür aufstellen. Sensor zeigt auf Türöffnung. Tritt jemand nah heran, springt zuerst die gelbe, dann die rote Fahne an. Display zeigt Live-Abstand für die Positionierung.

   Check: Scanner auf Türöffnung oder Durchgang ausgerichtet. Erkennt Personen, die nahe vorbeigehen.

   Tipp: Auf Türhöhe ausrichten: Scanner auf ca. 80 cm Höhe. Die engen Schwellwerte eignen sich eher für einen Durchgang als für einen ganzen Raum.

Troubleshooting

• Stepper dreht nicht — bleibt an einer Position stehen — stepper.run() muss jede Loop-Iteration aufgerufen werden. stepper.moveTo() setzt nur das Ziel — ohne run() kein Schritt. Alternativ: stepper.runToPosition() blockiert aber bis Ziel erreicht.
• Alarm-Level flackert — wechselt ständig zwischen 0 und 1 — Ultraschall-Sensor hat ±3 cm Rauschen. Bei Grenzwert 35 cm wechselt die Anzeige leicht zwischen 33 und 37 cm. Sensor auf ruhige, glatte Fläche ausrichten reduziert das Rauschen spürbar.

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Scan-Geschwindigkeit per Encoder einstellen — langsam für präzise Messung, schnell für schnelle Reaktion.
• Erweiterung: Scan-Bewegung pro Schritt vergrößern für breiteren Überwachungsbereich (Kabel-Länge anpassen).
• Sicherheit: Stepper nicht dauerhaft gegen Anschlag fahren — Endpunkt-Begrenzung sicherstellen.

Wichtige Code-Teile

// Stepper: tastende Suchbewegung
if(stepper.distanceToGo() == 0) stepper.move(alertLevel == 0 ? 30 : -30);
stepper.run();
// Alarm-Level nach Distanz
if(distanceCM > 0 && distanceCM < 15)      alertLevel = 2;
else if(distanceCM > 0 && distanceCM < 35) alertLevel = 1;
else                                        alertLevel = 0;
// Servo-Ausgaben
servocontroller.setServoPulse(1, mapDistanceCMshort);  // S1: Live-Abstand
servocontroller.setServoPulse(2, alertLevel > 0 ? 2000 : 1000);  // S2: Warnung
servocontroller.setServoPulse(3, alertLevel == 2 ? 2000 : 1000);  // S3: Kritisch
setMotorspeed(alertLevel == 2 ? 60 : 0);
// Buzzer: kurzer Ton nur beim EINTRITT in Level 2, sonst Dauerton nur bei Level 1
if(alertLevel == 2 && lastAlertLevel != 2) criticalTonUntil = millis() + 200;
if(millis() < criticalTonUntil)      Buzzer.setMode(SHORT_BLINK);
else if(alertLevel == 1)             Buzzer.setValue(80);
else                                  Buzzer.setValue(0);

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