Was ist ein TCG Scanner?
Ein TCG Scanner ist ein Gerät, das speziell für Sammelkartenspiele (Trading Card Games, kurz TCG) wie Magic: The Gathering, Pokémon und Yu-Gi-Oh! entwickelt wurde. Er vereinzelt automatisch einen Stapel Karten und erfasst jede einzelne mithilfe einer Kamera oder einer App. In Kombination mit der Manabox-App digitalisiert und kategorisiert der Scanner die Karten, sodass Sammler und Spieler ihre Kollektion schnell und effizient verwalten können. Dies spart Zeit, erleichtert den Überblick und macht das Organisieren großer Sammlungen deutlich komfortabler.
Auf die Idee, so einen Scanner zu bauen, bin ich durch einen netten Herrn aus Amerika gekommen, der mir tatkräftige Unterstützung und wertvolle Tipps gegeben hat. Für private Magic– oder Pokémon-Spieler, die seit Jahrzehnten Karten sammeln, gibt es bisher keine günstige DIY-Lösung, um ihre Sammlung effizient zu scannen. Genau deshalb habe ich mir Gedanken gemacht – und eine Lösung entwickelt.
Der Scanner verfügt über einige spannende Features, die ich hier nach und nach vorstellen möchte.
Download der Dateien
Wenn dich mein TCG Scanner interessiert, kannst du alles, was zum Bau benötigt wird, hier herunterladen. Das Paket enthält:
Alle .stl-Dateien für den 3D-Druck
Schaltplan für die Elektronik
Fräsprogramm (falls du eine Platine fertigen möchtest, optional)
Arduino-Code in Deutsch und Englisch
Stückliste mit allen Teilen, die du kaufen musst
Zusammenbauzeichnung mit allen Positionen
YouTube-Video für den Zusammenbau
Website mit wichtigen Informationen
Support: Bei Fragen während des Baus stehe ich dir gerne zur Verfügung!
Etsy: Hier herunterladen!
Cults3D: Hier herunterladen!
Printables: Hier herunterladen!
Viel Spaß beim Bauen und Scannen! Wenn du Fragen hast oder Unterstützung benötigst, melde dich einfach!
Der 3D Druck
Für den Bau des Scanners wird ein 3D-Drucker mit einer Druckfläche von 220×220 mm benötigt. Ich habe den Scanner aus PLA gedruckt und empfehle ein Infill von 20%, 2 Perimeter und 3 Boden- bzw. Deckschichten. Ein besonders wichtiger Punkt ist die Farbe des Filaments. Es sollte unbedingt weißes Filament verwendet werden, da die Smartphone-App so die Karten leichter von den mechanischen Bauteilen unterscheiden kann. Besonders im Bereich, in dem gescannt wird, ist es entscheidend, ausschließlich weißes Filament zu verwenden, um eine präzise Erkennung zu gewährleisten.
Ich habe den Scanner mit meinen beiden BambuLab-Druckern gedruckt. Besonders der X1C beeindruckt mich immer wieder – er druckt nicht nur mit höchster Geschwindigkeit, sondern auch mit einer Präzision, die mich immer wieder aufs Neue erstaunt.
BambuLab X1C: Hier gehts zu BambuLab
BambuLab A1: und hier auch
Vereinzelung des Kartenstoßes
Dies ist einer der Kernpunkte, um einen funktionierenden Kartenscanner zu bauen. Der Vereinzelungsprozess eines Kartenstoßes muss zu 100% zuverlässig sein – es darf immer nur eine Karte herausgezogen werden. Um dies zu erreichen, habe ich das gleiche Prinzip angewendet wie bei meinem „Friction Feeder„, den ich vor einiger Zeit konstruiert habe. Dieser Mechanismus funktioniert bei dünnen Blättern sehr gut und bei Sammelkarten zu 100%, sobald er richtig eingestellt wurde. Während meiner Tests hatte ich niemals das Problem, dass mehrere Karten gleichzeitig gezogen wurden. Dieser präzise Prozess sorgt dafür, dass jede Karte einzeln erfasst und digitalisiert werden kann.
Einstellung der Rückhalterolle
Am besten lässt sich die Einstellung der Rückhalterolle in meinem Video auf YouTube erklären. Grundsätzlich kann die Rückhalterolle mittels einer Schraube sehr fein in der Höhe justiert werden.
Der Prozess funktioniert folgendermaßen:
Karte einlegen: Leg die erste Karte in die Maschine und schiebe sie unter die Rückhalterolle.
Rückhalterolle justieren: Schraube die Rückhalterolle so lange hinunter, bis du einen sehr leichten Widerstand an der Karte spürst.
Zweite Karte hinzufügen: Lege nun eine zweite Karte auf die erste Karte. Diese Karte sollte nun einen deutlichen Widerstand zur Rückhalterolle aufweisen.
Wenn dies der Fall ist, ist der Vereinzelungsmechanismus perfekt eingestellt und funktioniert zuverlässig.
Elektronische Komponenten
Um dem Scanner Leben einzuhauchen, werden einige elektronische Komponenten benötigt. Diese sorgen dafür, dass der Scanner reibungslos funktioniert und die Karten ohne fehler gescannt und verarbeitet werden können.
Stromversorgung
Damit der Scanner funktioniert, muss er natürlich mit Strom versorgt werden. Dies geschieht mit einem 12V Netzteil. Ich habe in den Scanner eine 5,5 mm x 2,1 mm DC Einbaubuchse verbaut, über die das Netzteil angeschlossen wird. Am einfachsten ist es, ein günstiges 12V 1A Netzteil zu verwenden, das für den Betrieb des Systems ausreicht.
Alternativ kann man auch Schaltnetzteile oder eine regelbare Spannungsquelle, wie ein Labornetzteil, nutzen, wenn man mehr Flexibilität bei der Spannungsversorgung haben möchte.
Arduino und Adapter Board
Der Arduino ist das zentrale Bauteil, das alle Komponenten des Scanners steuert. Auf ihm läuft der Code, der die gesamte Logik des Systems übernimmt und dafür sorgt, dass der Scanner einwandfrei funktioniert. Für dieses Projekt wird ein Arduino Nano benötigt. Dieser wird auf ein Adapter-Board aufgesteckt, das es ermöglicht, alle Kabel über Schraubklemmen zu befestigen. Diese Lösung macht den Verkabelungsaufwand erheblich einfacher, da man keine Kabel direkt am Arduino anlöten muss, was gerade für DIY-Projekte sehr praktisch ist.
Der Arduino wird so montiert, dass er gut zugänglich bleibt und sich problemlos mit einem USB-Kabel mit einem Computer verbinden lässt. Dies ermöglicht eine einfache Programmierung und Fehlersuche, ohne dass der Scanner geöffnet werden muss.
Motor und Motortreiber
Da der Arduino grundsätzlich mit 5V läuft, benötigt man einen Motortreiber, der den Motor mit 12V versorgt und genügend Strom liefert. Für diese Aufgabe habe ich die L298N H-Brücke verwendet. Diese Platine ist besonders praktisch, weil sie nicht nur den Motor steuert, sondern auch eine 5V-Spannungsquelle für den Arduino bereitstellt.
Die L298N-Platine kann direkt mit 12V versorgt werden, und sie liefert gleichzeitig eine stabile 5V-Spannung, die für den Arduino benötigt wird. Das bedeutet, dass man mit dieser Platine sowohl die Motorsteuerung als auch die Stromversorgung für den Arduino auf einmal lösen kann.
Um die Motorsteuerung und die Stromversorgung zu verbinden, müssen lediglich drei Kabel ( ENA, IN1, IN2 ) mit dem Arduino verbunden werden. Damit ist die Motorsteuerung vollständig eingerichtet, und der Arduino erhält die nötige Spannung, um den Scanner zu steuern. Diese Lösung macht die Verkabelung unkompliziert und spart Platz, da keine separaten Spannungsquellen für Arduino und Motoren benötigt werden.
Mikrofon
Die ManaBox-App gibt nach dem Scanvorgang einen Ton von sich, der als Trigger für den Vereinzelungsprozess dient. Dieser Ton wird von einem Mikrofonmodul erfasst, das den Start des Prozesses zur Förderung der nächsten Karte auslöst. Das Mikrofon muss im Bereich des Lautsprechers des Smartphones montiert werden, damit es den Ton zuverlässig erkennen kann.
Das Mikrofon hat drei Anschlüsse:
5V (Stromversorgung)
GND (Masse)
Digitaler Ausgang D0 (Signalübertragung)
Zusätzlich verfügt das Mikrofon über ein Potentiometer, mit dem du den Lautstärkenwert einstellen kannst, bei dem der digitale Pin D0 auf HIGH schaltet. Sobald der Ton erkannt wird, sendet das Mikrofon ein Signal an den Arduino, und der Scanner fördert die nächste Karte.
Um das Mikrofon richtig einzustellen, solltest du dich in einem ruhigen Raum befinden. Drehe das Potentiometer so lange, bis das kleine LED-Licht auf dem Mikrofon aufleuchtet. Dann drehst du es wieder ein Stück zurück. Das Mikrofon ist nun korrekt eingestellt und reagiert auf den richtigen Lautstärkewert, um den Kartenfördermechanismus zu starten.
Start-Stop Sensor
Die Karte wird also mittels Mikrofon-Trigger gestartet, aber nachdem genau eine Karte gefördert wurde, muss der Motor wieder stoppen. Dafür kommt ein Lichtempfindlicher Widerstand (LDR) zum Einsatz, auch Light Dependent Resistor genannt. Ein LDR verändert seinen Widerstand je nach Lichtstärke und kann dadurch eine unterschiedliche Spannung ausgeben. Dieser Effekt lässt sich perfekt nutzen, um eine Logik zu bauen, die den Schlitz zwischen zwei Karten erkennt und den Motor sofort stoppt.
Der LDR muss über einen Spannungsteiler am Arduino angeschlossen werden (siehe Schaltplan). Ein Spannungsteiler ist eine einfache Schaltung, bei der nur ein zusätzlicher 10k Ohm Widerstand benötigt wird, um die Spannung des LDR zu messen.
Beim Starten des Scanners wird der LDR auf die aktuelle Lichtstärke kalibriert. Außerdem wird nach jeder Karte, die gefördert wurde, eine weitere Kalibrationsroutine durchgeführt, um den Sensor präzise zu justieren. Dies stellt sicher, dass der LDR auf die Unterschiede im Licht zwischen den Karten und dem Schlitz dazwischen reagieren kann.
Die Kombination aus LDR und dem Arduino-Code sorgt für eine sehr zuverlässige Steuerung des Motors, sodass dieser exakt stoppt, nachdem jede Karte gefördert wurde.
LED Ringlicht und Diffusor
Um die Karten optimal zu beleuchten, wurde ein Neopixel LDR Ring eingebaut. Neopixel LEDs sind spezielle LEDs, die sich über den Arduino vollständig in Helligkeit und Farbe steuern lassen. Das ermöglicht eine präzise Anpassung der Beleuchtung, um die besten Scannbedingungen zu schaffen. Da die Scan-App gute Lichtverhältnisse benötigt, um die Karten korrekt zu erkennen, ist eine angemessene Beleuchtung entscheidend.
Ein Problem bei Magic: The Gathering-Karten ist, dass sie oft spiegeln, was das Scannen erschwert. Nach vielen Tests und Anpassungen stellte sich heraus, dass rotes Licht die besten Ergebnisse liefert. Allerdings führte das rote Licht auch immer noch zu einer leichten Spiegelung auf den Karten. Um dem entgegenzuwirken, wurde folgende Logik in den Code integriert:
Nach dem Fördern einer neuen Karte wird die Zeit gemessen, die seitdem vergangen ist. Falls nach einigen Sekunden keine Karte gescannt wurde, werden die LEDs langsam heruntergedimmt. Diese Anpassung hilft dabei, der App das Scannen zu erleichtern, indem die Spiegelung reduziert wird. Bei schwer scannbaren Karten werden so die Lichtverhältnisse angepasst, was die Scannquote erheblich steigert.
Diese dynamische Beleuchtung hat es ermöglicht, die Erkennungsrate der Karten in schwierigen Szenarien signifikant zu verbessern, was das Scannen insgesamt zuverlässiger macht.
Zusätzlich zur LED-Beleuchtung des Scanners ist es wichtig, dass der Raum gut ausgeleuchtet ist. Eine gleichmäßige und helle Umgebung sorgt für eine bessere Erkennung der Karten durch die Manabox-App.
Besonders in der Kartenauffangbox sollten keine Schatten entstehen, da diese die Erkennungsrate der App beeinträchtigen können. Schattenwürfe können dazu führen, dass der Scanvorgang länger dauert oder die Karte nicht direkt erfasst wird.
Um optimale Scan-Ergebnisse zu erzielen, sollte der Scanner daher an einem hellen Ort aufgestellt werden, idealerweise mit zusätzlicher indirekter Beleuchtung.
Piezo Buzzer
Ein Piezo Buzzer ist ein Tongenerator, der direkt von einem Arduino-Pin gesteuert werden kann. Mit diesem Bauteil lassen sich verschiedene nützliche Funktionen umsetzen. Ein Beispiel dafür ist, dass der Piezo Buzzer ein akustisches Warnsignal abgibt, wenn der Scanner in den Fehlermodus wechselt, weil eine Karte nicht gescannt werden konnte. In diesem Fall blinkt auch der LED-Ring, um visuell auf das Problem hinzuweisen. Diese Kombination aus Licht- und Tonsignal hilft dem Benutzer, schnell zu erkennen, wenn etwas nicht stimmt.
Zusätzlich wird der Piezo Buzzer genutzt, um Start-up-Sequenzen zu erzeugen, die beim Einschalten des Scanners abgespielt werden.
Display
Um die Anzahl der gescannten Karten anzuzeigen und mit der App zu vergleichen, wurde ein 4-Zeichen 7-Segment-Display verbaut. Das Besondere an diesem Display ist, dass es nur vier Anschlüsse benötigt, was die Verkabelung sehr einfach macht.
Die Ansteuerung des Displays ist denkbar unkompliziert. Es benötigt lediglich folgende Verbindungen:
5V (Stromversorgung)
GND (Masse)
DIO (Datenanschluss)
CLK (Clockanschluss)
Mit nur diesen vier Verbindungen kann das Display vollständig betrieben werden. Es zeigt die Anzahl der gescannten Karten an und ermöglicht so eine schnelle visuelle Rückmeldung über den Fortschritt des Scannens. Dank der einfachen Verkabelung und der geringen Anzahl an benötigten Anschlüssen ist das Display eine äußerst praktische und platzsparende Lösung für den Scanner.
Bedientaster
Für die Steuerung des Scanners werden zwei Taster benötigt:
Rechter Taster (Reset-Taster): Dieser Taster setzt die Anzahl der gescannten Karten auf 0. Er dient also als Reset-Taster, um die Zählung der gescannten Karten zu löschen und den Zähler zurückzusetzen, falls du die Scans neu beginnen möchtest.
Linker Taster (Start/Stop-Taster): Der linke Taster dient dazu, den Scannvorgang zu starten und zu stoppen. Wenn sich der Scanner im Scannmodus befindet, stoppt das Drücken dieses Tasters den Scannvorgang und wechselt in den Pausenmodus. Dieser Modus ist besonders nützlich, wenn du zwischendurch manuell eingreifen musst, etwa um eine Karte neu zu positionieren oder Einstellungen anzupassen, ohne den gesamten Scanner neu zu starten.
Diese beiden Taster bieten eine einfache und praktische Möglichkeit, den Scanner zu steuern, und ermöglichen eine gewisse Flexibilität, um den Scannprozess bei Bedarf zu unterbrechen oder zurückzusetzen.
Schaltplan und PCB
Im Bild siehst du, wie alle Komponenten miteinander verbunden und verkabelt werden müssen. Wenn du den Aufbau strukturiert und Schritt für Schritt durchgehst, sollte dies keine große Herausforderung darstellen. Du hast zwei Möglichkeiten, die Verkabelung umzusetzen:
Fliegende Verkabelung: Du kannst alle Komponenten direkt miteinander verbinden, ohne eine Platine zu verwenden. Diese Methode ist einfach und schnell umsetzbar.
PCB (Leiterplatte): Wenn du die Möglichkeit hast, eine Platinen-Herstellung zu nutzen, kannst du dir eine PCB (Printed Circuit Board) fräsen. Dies reduziert den Kabelsalat und sorgt für eine ordentliche, dauerhafte und stabilere Verbindung zwischen den Bauteilen. Es macht die Montage ein wenig einfacher und professioneller, ist aber nicht unbedingt notwendig. Der Scanner funktioniert auch sehr gut ohne eine Platine, wenn du die Verkabelung ordentlich hinbekommst.
Die Verwendung einer Platine ist also optional, bietet jedoch einige Vorteile in Bezug auf Organisation und Langlebigkeit. Beide Methoden sind praktikabel und hängen von deinen persönlichen Vorlieben und den verfügbaren Ressourcen ab.
Arduino Code:
Damit alle Komponenten des TCG Scanners reibungslos funktionieren, ist es notwendig, einen Code auf den Arduino Nano zu flashen. Der Code sorgt dafür, dass die verschiedenen Bauteile wie der Motor, Mikrofon, LDR, LED-Ring und Taster gemäß den festgelegten Funktionen arbeiten.
Wenn du den Arduino noch nie programmiert hast, lass dich nicht abschrecken! Der Vorgang ist einfach und schnell durchzuführen:
Arduino anschließen: Schließe den Arduino Nano mit einem passenden USB-Kabel an deinen PC oder Laptop an.
Arduino IDE herunterladen: Lade dir die Arduino IDE von der offiziellen Website herunter, falls du sie noch nicht installiert hast.
Board auswählen: Öffne die Arduino IDE. Gehe dann unter dem Reiter „Werkzeug“ und wähle unter „Board“ den Arduino Nano aus.
Port auswählen: Unter dem Punkt „Port“ musst du den USB-Port auswählen, an dem dein Arduino angeschlossen ist. Dieser wird meistens automatisch angezeigt, sodass du nur den richtigen Port auswählen musst.
Code hochladen: Nun bist du bereit, den Code zu flashen. Klicke auf den Upload-Button (Pfeil nach rechts in der IDE), um den Code auf den Arduino zu übertragen.
Scanner starten: Sobald der Upload abgeschlossen ist, startet der Scanner automatisch und sollte korrekt funktionieren!
Es ist wirklich ein einfacher Vorgang, der dir helfen wird, deinen TCG Scanner schnell zum Leben zu erwecken. Wenn du diesen Schritt erfolgreich gemeistert hast, ist dein Scanner bereit für die Nutzung!
Startup-Sequenzen
Wenn du deinem Scanner eine individuelle Note verleihen möchtest, kannst du aus 5 unterschiedlichen Startup-Sequenzen wählen, die ich bereits vorprogrammiert habe. Jede dieser Sequenzen sorgt dafür, dass der Scanner beim Starten ein einzigartiges akustisches oder visuelles Signal von sich gibt. Dies macht die Nutzung des Scanners noch personalisierter und spaßiger.
In der Zeile im Bild kannst du einfach eine Zahl von 1 bis 5 eintragen, um die gewünschte Startup-Sequenz auszuwählen. Jede Zahl entspricht einer anderen Sequenz, und du kannst jederzeit wechseln, um herauszufinden, welche dir am besten gefällt.
So funktioniert es:
Öffne den Code in der Arduino IDE.
Suche die Zeile, in der du die Startup-Sequenz festlegst.
Ändere die Zahl auf 1 bis 5, je nachdem, welche Sequenz du möchtest.
Lade den Code erneut auf deinen Arduino hoch.
Nach dem Hochladen wird der Scanner bei jedem Start die von dir gewählte Sequenz abspielen und deinen Scanner zu etwas ganz Besonderem machen!
Smartphone App: Manabox
Ich habe den TCG Scanner mit der Manabox-App auf einem iPhone 15 Pro Max getestet. Die Entwickler von Manabox haben eine speziell für Magic: The Gathering entwickelte App geschaffen, die das Scannen, Kategorisieren und Verwalten von Karten erleichtert.
Der Scannvorgang läuft flüssig und ohne Verzögerung. Bei guten Lichtverhältnissen erkennt die App die Karten schnell und zuverlässig. Dadurch können Sammler und Spieler ihre Magic-Sammlung effizient organisieren und verwalten.
Manabox ist bereits eine der besten Lösungen für Magic: The Gathering-Spieler, und wir dürfen gespannt sein, welche neuen Features das Entwicklerteam in Zukunft noch hinzufügen wird.
Fertig gebaut?
Herzlichen Glückwunsch! Wenn du deinen TCG Scanner erfolgreich zusammengebaut hast und alles funktioniert, dann ist es endlich Zeit, mit dem Scannen zu beginnen!
Jetzt kannst du deine Magic: The Gathering, Pokémon oder Yu-Gi-Oh! Karten schnell und effizient digitalisieren und katalogisieren. Einfach die Karten durch den Scanner laufen lassen, die Manabox-App synchronisieren, und schon wird jede Karte in der richtigen Kategorie gespeichert.
Ich hoffe, der Aufbau hat Spaß gemacht und dein Scanner läuft nun perfekt. Viel Erfolg beim Scannen deiner Sammlung und beim Verwalten deiner Karten! Falls du noch Anpassungen oder Verbesserungen vornehmen möchtest, kannst du jederzeit den Code oder das Design des Scanners anpassen.
Viel Spaß beim Scannen und Organisieren deiner Karten!
