MODE 10 — Der Werkzeug-Arm

Ziel & Anwendung

Der Joystick dreht das ganze Werkzeug-Handgelenk und kippt gleichzeitig das Werkzeug selbst. Schließt der Greifer per Touch-Pad, springt ein kleines Bit-Paar an — wie ein echter Akkuschrauber, der erst beim Zupacken zu drehen beginnt.

• Ein Dreh-Handgelenk und ein Kipp-Gelenk zusammen erreichen fast jeden Winkel.
• Ein Näherungssensor hebt und senkt die Schulter automatisch, ganz ohne Zutun.
• Schließt der Greifer, springt ein kleines Werkzeug-Bit-Paar an — wie ein echter Akkuschrauber.

Anschluss & Funktion

Motoren am Board

Materialliste

• Kartonbox als Sockel (beschwert)
• Kartonstreifen ca. 10 × 3 cm als Schulter-Arm
• Runde Kartonscheibe als Handgelenk-Dreh-Scheibe
• Kleine Kartonplattform als Werkzeugkopf
• 2 kleine Kartonstreifen als Greifer-Finger
• 2 kleine Kartonkreise (Ø ca. 4 cm) als Werkzeug-Bits
• Kleine Kartonlasche als Status-Fähnchen
• Holzstäbchen als Gelenk-Achse, Strohhalme als Gleitlager
• Klebeband und Heißkleber

Step-by-Step Tutorial

1. Sockel und Schulter-Arm bauen

   Fülle den Sockel mit schwerem Material. Schraube das Servo-Horn auf den Schulter-Servo und klebe den Arm-Kartonstreifen flächig darauf.

   Check: Schulter-Arm hebt und senkt sich sauber, wenn du den Servo von Hand drehst

   Tipp: Sockel beschweren — der Arm trägt gleich den kompletten Werkzeugkopf.

2. Handgelenk-Dreh-Scheibe montieren

   Stecke den Mitnehmer auf die Schrittmotor-Achse und montiere den Motor am Ende des Schulter-Arms. Klebe eine kleine runde Kartonscheibe auf den Mitnehmer — auf ihr sitzt gleich der komplette Werkzeugkopf.

   Check: Scheibe dreht sich gleichmäßig am Arm-Ende, wenn du den Schrittmotor von Hand testest

3. Werkzeug-Kipper montieren

   Schraube das Servo-Horn auf den Kipper-Servo und montiere ihn mittig auf der Dreh-Scheibe. Baue eine kleine Kartonplattform als Werkzeugkopf und klebe sie auf das Horn.

   Check: Werkzeugkopf lässt sich am Kipper-Servo sauber neigen

4. Greifer bauen

   Schraube ein Servo-Horn auf den Greifer-Servo und klebe zwei kurze Kartonstreifen als Finger an gegenüberliegende Seiten des Horns. Montiere ihn auf der Werkzeugkopf-Plattform.

   Check: Greifer öffnet und schließt sauber am Werkzeugkopf

5. Werkzeug-Bit-Paar montieren

   Klebe je eine kleine Kartonscheibe auf die Hörner der beiden verbleibenden 360°-Servos und montiere sie direkt neben dem Greifer — wie zwei kleine Schrauber-Bits.

   Check: Beide Bits drehen gegenläufig, wenn du sie testweise von Hand antreibst

6. Status-Fähnchen bauen

   Klebe eine kleine Kartonlasche auf das letzte Servo-Horn und montiere den Servo gut sichtbar am Werkzeugkopf.

   Check: Fähnchen klappt sichtbar um, wenn der Servo die Position wechselt

7. Leichtgängigkeits-Test ohne Strom

   Bewege jedes Teil einmal komplett durch. Klemmt oder schleift etwas, nachbessern. Erst wenn alles frei läuft, ProtoPeaks einschalten.

   Check: Schulter, Handgelenk-Scheibe, Kipper, Greifer und beide Bits bewegen sich alle frei von Hand

8. Mode 10 starten — Schulter, Handgelenk und Werkzeug testen

   Wähle im Menü Robotik den zehnten Modus. Halte deine Hand vor den Näherungssensor: die Schulter hebt oder senkt sich automatisch, je nach Abstand. Bewege den Joystick zur Seite: das Handgelenk dreht den ganzen Werkzeugkopf. Joystick nach vorne/hinten: das Werkzeug kippt. Berühre das Touch-Pad: der Greifer schließt, das Status-Fähnchen zeigt es an, das Bit-Paar beginnt zu drehen und ein kurzer Impuls bestätigt den Griff.

   Check: Hand vor den Sensor halten: Schulter hebt/senkt automatisch. Joystick dreht Handgelenk und kippt Werkzeug. Touch-Pad: Greifer schließt, Bits springen an.

   Tipp: Die Bits drehen nur, solange der Greifer wirklich geschlossen ist — offen bleiben sie stehen, ganz wie bei einem echten Werkzeug.

Troubleshooting

• Schulter reagiert nicht auf die Hand vorm Sensor — Sensor braucht freie Sicht — Kabel oder Kartonteile dürfen ihn nicht verdecken.
• Bits drehen dauerhaft, auch bei offenem Greifer — Touch-Pad reagiert zu empfindlich oder bleibt hängen. Touch-Fläche sauber halten, Kontakt am Board prüfen.
• Handgelenk-Scheibe dreht ruckartig — Mitnehmer sitzt locker auf der Motorachse. Fester aufstecken, bei Bedarf mit einem Tropfen Heißkleber sichern.

Modifikationen & Sicherheit

• Pro-Tipp: Werkzeugkopf möglichst leicht bauen — er sitzt ganz am Ende von Arm und Handgelenk, jedes Gramm zählt dort doppelt.
• Erweiterung: Verschiedene Werkzeug-Attrappen (Schrauber, Zange, Pinsel) austauschbar am Greifer befestigen.
• Sicherheit: Finger nie in die Nähe der Werkzeug-Bits halten, während der Greifer geschlossen ist — sie drehen sich, sobald zugepackt wird.

Wichtige Code-Teile

// Stepper: Handgelenk-Dreher per Joystick X
int wristSpd = applyDeadzone(map(JoystickX, 0, 4095, -3, 3), 0, 1);
if(wristSpd != 0) stepper.move(wristSpd * 15);
// S1: Werkzeug-Kipper per Joystick Y
servocontroller.setServoPulse(1, mapJoystickY);
// S2: Greifer per Touch-Pad
uint16_t gripper = RemoteCapTouch ? 2000 : 1000;
servocontroller.setServoPulse(2, gripper);
// S3: Schulter automatisch per IR-Sensor
servocontroller.setServoPulse(3, map(constrain((int)IRSensor, 0, 4095), 0, 4095, 1000, 2000));
// S4/S5: Werkzeug-Bits drehen nur bei geschlossenem Greifer
bool gripperClosed = (gripper == 2000);
servocontroller.setServoPulse(4, gripperClosed ? 1800 : 1500);
servocontroller.setServoPulse(5, gripperClosed ? 1200 : 1500);

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