Besonderheiten
Du baust das Herzstück deines Wesen mit kleinen Motoren und steuerst seine Bewegungen über einen Joystick. Wie das Wesen am Ende aussieht, entscheidest du. Vogel, Schlange, gefiederter Drache oder etwas ganz eigenes? Lass deine Fantasie spielen!
Gut zu wissen
Du solltest löten können und bereits etwas Erfahrung mit Arduino-Programmierung haben. Wenn du nicht nähen willst, hilft dir eine alte Socke weiter! Falls du das Projekt mit dem Calliope Mini nachbauen möchtest, findest du hier eine Anleitung.
Das lernst du kennen
Wir zeigen dir, wie du kleine Motoren, sogenannte Servos mit einem Joystick steuern kannst. Damit kannst du alle möglichen Objekte bauen.
Dauer
3 bis 4 Stunden
Das Projekt dauert etwas länger und sollte von einem erfahrenen Bastler unterstützt werden. Die größte Hürde ist die Steuerung der Servos durch den Joystick. Hat man dies gemeistert, sollte man etwas extra Zeit für das fantasievolle Gestalten des Wesens einplanen. So sieht am Ende jede Kreatur anders aus!
Projektinitiator
Materialien & Werkzeug
DIESE MATERIALIEN BRAUCHST DU
- 2 Mini-Servos (z.B. HiTec HS-55) mit Servoarm
- 1 Joystick mit Kabel (z.B. Grove Daumen-Joystick)
- 1 Arduino Board
- 1 Arduino Verbindungskabel (USB)
- 1 9-Volt Block-Batterie mit Batterieclip (2,1 mm Hohlstecker)
- 1 dünne Platte (z.B. 5 x 10 cm Holzplatte)
- 1 mindestens 10 cm langer Stab, z.B. 5 mm dicker Holzstab, eckig
- 1 Tischtennisball
- 6 Pin-Stecker für Arduino
- 0,5 m Gummiband oder 2 starke Haushaltsgummis
- 1 Stück Stoff (ca. 1 m²)
- Klebeband
ZUM DEKORIEREN
Stoffe, Filz und andere Materialien
TIPPS
Benutze Mini-Servos, damit die Stromversorgung des Arduino Boards für deren Betrieb ausreicht. Einen Joystick kannst du auch aus einem defekten Gamepad ausbauen, falls du eines findest.
Hier findest du weitere Hinweise, wie und wo du interessante Materialien finden kannst.
Das Werkzeug brauchst du
1. ein Laptop oder ein anderer Computer, um das Arduino zu programmieren
2. - 6. ein Lötset bestehend aus Lötkolben, Lötzinn, Messingwolle, "Dritter Hand", Abisolierzange und Seitenschneide
7. eine Schere
8. ein Tacker
9. eine Heißklebepistole
10. eine Nähmaschine, falls vorhanden
Tipps
Wenn du keine Nähmaschine hast, kannst du auch die Heißklebepistole nutzen, um den Stoff zusammen zu kleben. Oder du benutzt eine gemusterte Socke als Fell für dein Wesen!
So einfach geht der schräge Vogel - schau's dir an!
Bereite alles vor
Bereite die Programmierung vor
Schließe das Arduino Board an deinen Computer an und prüfe ob die Verbindung funktioniert. Um die Verbindung zu testen, kannst du einen neuen (leeren) Sketch auf das Arduino Board laden.
Du bist noch nicht so vertraut mit Arduino? Hier erfährst du mehr.
Bereite die Kabel vor
Knipse zuerst die Stecker von den Servos und dem Joystick. Isoliere dann die Ummantelung aller Kabelenden ab.
Die Kabel sollten nun so aussehen wie im Bild zu sehen. Jetzt musst du alle „Plus“-Kabel und alle „Minus“-Kabel zusammenlöten.
Die Signalkabel müssen dagegen alle getrennt weiterverarbeitet werden, da der Joystick zwei verschiedene Werte (gelbes und weißes Kabel) für die beiden Achsen (Hoch/Runter und Links/Rechts) an das Arduino liefert. Die Servos erhalten vom Arduino jeweils einen Wert (orangefarbenes Kabel), der die Drehung der Motoren steuert.
Löte die PIN-Stecker an die Stromkabel
Verzwirble die zusammengehörigen Kabelenden und verzinne sie bevor du die PIN-Stecker anlötest.
Signalkabel vorbereiten
Verfahre mit den Signalkabeln genauso.
So ist‘s perfekt.
Die PINs der Kabel, die wir nebeneinander in das Arduino stecken wollen, haben wir nicht voneinander getrennt. So fallen die PINs nicht so leicht aus den Steckplätzen des Arduino Boards.
Achtung
Achte darauf, dass deine Lötstellen nicht durch zu viel Lötzinn zwei PIN-Stecker miteinander verbinden!
Baue die Steuerung
Programmiere die Steuerung der Servos
Die Pin-Stecker steckst du wie folgt in das Board ein:
- Rote Kabel in den 5v Pin
- Schwarze Kabel in den GND Pin
- Die beiden Signalkabel des Joysticks (weiß und gelb) in zwei Analog IN Pins (hier A0 und A1)
- Die beiden Signalkabel der Servos (orange) in Digital Pins (hier 5 und 6)
Füge nun den Code für die Steuerung der Servos in das Arduino-Fenster ein.
Kopiere dafür folgenden Code und ersetze eventuell vorhandenen Code im Arduino-Fenster.
Lade dann mit dem "Hochladen" Button (links oben) den Code auf das Arduino Board. Warte bis im türkisen Balken unter dem Codefenster die Nachricht "Hochladen abgeschlossen" erscheint.
#include <Servo.h> // Stellt die Funktionalitäten der Servosteuerung zur Verfügung
Servo servoX; // Erstellt ein virtuelles Servoobjekt für Servo 1
Servo servoY; // Erstellt ein virtuelles Servoobjekt für Servo 2
int x; // Eine Variable um die Joystickbewegung rechts/links zu speichern
int y; // Eine Variable um die Joystickbewegung hoch/runter zu speichern
void setup() {
servoX.attach(5); // Weist dem Servoobjekt 1 den Pin 5 zu
servoY.attach(6); // Weist dem Servoobjekt 2 den Pin 6 zu
}
void loop() {
x = analogRead(A0); // Liest den Wert der rechts/links Bewegung des Joysticks aus (Wert von 0 bis 1023)
y = analogRead(A1); // Liest den Wert der hoch/runter Bewegung des Joysticks aus (Wert von 0 bis 1023)
x = map(x, 250, 760, 0, 180); // Wandelt den aktuellen rechts/links Wert in Grad um (Wert von 0 bis 180)
y = map(y, 250, 760, 0, 180); // Wandelt den aktuellen hoch/runter Wert in Grad um (Wert von 0 bis 180)
servoX.write(x); // Übergibt dem Servo 1 die neue Position (Drehung in Grad)
servoY.write(y); // Übergibt dem Servo 2 die neue Position (Drehung in Grad)
delay(15); // Gibt den Servos Zeit sich zu drehen bevor neue Werte berechnet werden
}
- Markiere den kompletten Code und kopiere ihn. (Rechtsklick auf die Markierung und "kopieren" oder "copy" auswählen.)
- Gehe nun in dein Arduino-Fenster und lösche den dort vorhandenen Code.
- Klicke dann mit der rechten Maustaste in die weiße Fläche.
- Wähle "einfügen".
- Achte darauf, die "}"-Klammer am Ende des Codes mit zu kopieren.
- Vergiss nicht, den Code mit dem "Hochladen"-Button auf das Arduino zu laden, um die Programmierung testen zu können.
Teste die Mechanik
Achte auf die Servoarme: Sie sollten wie bei uns in der Ausgangsstellung quer zum Servogehäuse stehen und sich von dieser Ausgangsposition gleich weit rechtsherum und linksherum drehen können. Wenn bei dir die Ausgangsstellung anders ist, schraube den Servoarm mit einem kleinen Schraubenzieher ab und schraube ihn in der Position quer zum Gehäuse wieder an.
Teste die Steuerung
Wenn deine Servos nicht funktionieren überprüfe zuerst, ob der Code auf das Arduino geladen wurde. Das erkennst du an dem Balken unter dem Codefenster. Der Balken kann folgende drei Zustände haben:
- Hochladen abgeschlossen (türkiser Balken). Bedeutet: Der Code ist auf dem Arduino Board. Wenn die Servos trotzdem nicht funktionieren sind sie wahrscheinlich falsch angeschlossen. Überprüfe, ob die Kabel, bzw. die Pin-Stecker wirklich in den richtigen Pins stecken.
- Probleme beim Hochladen auf die Platine. Bedeutet: Der Upload funktioniert nicht, weil die Verbindung zum Arduino Board nicht korrekt vorhanden ist. Wie man das Arduino richtig an den Computer anschließt, findest du hier. Tipp: Manchmal hilft es das USB-Kabel aus- und wieder einzustecken
- unverständliche Begriffe, Fehlermeldungen. Wenn mehr oder weniger unverständliche Begriffe im roten Balken stehen, ist der Code fehlerhaft. Überprüfe, ob dein Code genau dem Code aus der Anleitung entspricht oder kopiere ihn neu und ersetze den bestehenden Code. Oft vergisst man die „}“ am Ende des Codes.
Die Mechanik deines Wesens bauen
Baue die Halterung
Wenn du noch keine passende Halterung hast, säge dir mit einer Laub- oder Holzsäge eine kleine Platte (ca. 5x10 cm) zurecht. Als Halterung bauen wir uns gleich zwei Gummibänder…
Das Gewebegummiband wird zusammengetackert und an die Halterung geklebt.
Fertig ist die Halterung für dein Wesen.
Klebe die Mechanik an
Klebe das Arduino Board an das eine Ende der Halterung.
Klebe den ersten Servo auf die andere Seite der Platte. Achte darauf, dass die Batterie (9-V-Blockbatterie) noch dazwischen passt.
Klebe nun den zweiten Servo auf die Drehachse des ersten Servo. Damit der Kleber nicht in den Servo läuft, haben wir die Konstruktion Kopf über angeklebt.
Steche mit einem Schraubenzieher, oder Kugelschreiber ein Loch in den Tischtennisball und klebe den Holzstab hinein. Der Stab sollte etwa 10 cm lang sein, beziehungsweise so lang, wie der Hals deines Tierchens werden soll.
Klebe den Stab auf den Dreharm des zweiten Servos.
Jetzt sollte die gesamte Mechanik so aussehen wie hier auf diesem Bild.
Baue die Batterie ein und teste die Mechanik
Platziere die Batterie in der Mitte. Achte darauf, dass die Batterie nicht die Drehung der beiden Servos blockiert.
Gestalte den Körper des Wesens
Jetzt nähst du den Körper
Drehe ein Stück Stoff von innen nach aussen. Das Muster, das du außen haben möchtest, sollte nun innen sein. Dann zeichne die gewünschte Körperform deines Wesens auf. Bleibe dabei möglichst einfach. Wichtig ist, dass du am Bauch eine Öffnung planst damit du die Elektronik unterbringen kannst. Und am Hals brauchst du eine Öffnung für den Kopf.
Dann steckst du den Stoff entlang der eingezeichneten Linie mit Stecknadeln zusammen. Jetzt wird genäht…
So nähst du den Körper zusammen
Achte darauf, am Bauch eine Öffnung für die Elektronik und Mechanik vorzusehen.
An den Enden musst du die Fäden vernähen (kurz vor- und zurücknähen) damit die Naht nicht aufgehen kann.
Tipp: Wenn du nicht nähen willst, benutze die Heißklebepistole um den Stoff zu kleben.
Schneide nun ausserhalb der Naht den überflüssigen Stoff ab und drehe dann das Innere nach außen.
So oder so ähnlich sollte es nun aussehen - je nachdem, welche Form und welchen Stoff du für dein Wesen gewählt hast.
Jetzt kleidest du die Figur an
Versuche nun vorsichtig die Mechanik in das Fell deines Wesens zu stecken.
Fertig angezogen sieht es doch schon irgendwie tierisch gut aus. Aber da geht natürlich noch einiges…
Gestalte dein Wesen wie es dir gefällt!
Hier siehst du, wie wir unseren schrägen Vogel vollendet haben. Der Kopf erhält ein Stück vom Fell. Das kleben wir mit Heißkleber an.
Ein kleines Stück Filz wird zu einem Schnabel geformt und angeklebt
Finde etwas rundes um zwei Augen zu machen. Suche dir für die Augen zwei rundliche Gegenstände, zum Beispiel Knöpfe. Für den Rücken haben wir mit einer Zick-Zack Schere und einem Stück schwarzen Filz einen Kamm geschnitten und angeklebt.
Fertig!
So sieht unser schräger Vogel-Drache aus. Wie sieht dein Wesen aus?
Lasse dich inspirieren!
