Inhaltszusammenfassung für Maker Factory Micro:Bit
- Seite 1 ADVENTSKALENDER FÜR MICRO:BIT ADVENTSKALENDER FÜR MICRO:BIT ER FÜR MICRO:BIT ER FÜR MICRO:BIT ADVENT CALENDAR FOR MICRO:BIT ADVENT CALENDAR FOR MICRO:BIT R FOR MICRO:BIT AR FOR MICRO:BIT 24 Experimente, die Spaß machen 24 thrilling experiments...
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Seite 2: Inhaltsverzeichnis
2019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -
Seite 3: Micro:bit-Adventskalender 2019
Schulunterricht entwickelt, lässt sich aber auch für viele andere Experimente und Spiele einsetzen . Natürlich ist der micro:bit nicht die erste programmierbare Platine . Bis vor einigen Jahren war die Pro- grammierung von Microcontrollern und Einplatinencomputern nur etwas für Ingenieure . Erst die bekann- ten Platinen Raspberry Pi und Arduino machten diese Technik für jeden verständlich . -
Seite 4: Tag
Stromversorgung wie auch zur Datenübertragung verwendet . Schließen Sie den micro:bit mit einem USB-Kabel an einem freien USB-Anschluss Ihres PCs an . Beim ers- ten Mal wird automatisch ein Treiber installiert, damit der micro:bit in Zukunft als Laufwerk im Windows Explorer erscheint . -
Seite 5: Frohe Weihnachten
Die Blöcke beim Start und dauerhaft werden in diesem Programm nicht gebraucht . Der Block Wenn Pin P0 gedrückt aus der Gruppe Eingabe arbeitet alle Blöcke inner- halb der Klammer ab, wenn der Pin 0 am micro:bit berührt wird . Das bedeutet, er ist zumindest schwach mit Masse verbunden . -
Seite 6: Programm Auf Den Micro:bit Übertragen
. Natürlich muss der MICROBIT micro:bit dazu über das USB-Kabel mit dem PC verbunden sein . Die gelbe LED beginnt, schnell zu blin- ken . Wenn die Übertragung beendet ist, leuchtet diese LED wieder gleichmäßig . Das Programm startet kurz nach Abschluss der Übertragung automatisch . Auf dem micro:bit kann sich immer nur ein Programm befinden . -
Seite 7: Tag
• Krokodilklemmenkabel Frohe Weihnachten Benötigte Teile: 1x micro:bit, 2x Krokodilklemmenkabel Klemmen Sie ein Krokodilklemmenkabel am Kontakt 0 des micro:bit und das zweite am GND- Kontakt an . Klemmen Sie an die anderen Enden Münzen, Metalllöffel oder andere leitfähige Gegenstände . Durch die beiden Sensorkontakte ist auch bei schwacher Erdung eine Reaktion des Programms sichergestellt, wenn man beide Sensoren gleichzeitig berührt . -
Seite 8: Tag
Das Programm Für viele Spiele braucht man einen Würfel, aber oft ist gerade keiner griffbereit . Das Programm zeigt, wie einfach es ist, mit dem micro:bit einen Würfel zu programmieren . microbit-03.hex Die erste ganz einfache Version des Würfelprogramms soll eine Zahl zwischen 1 und 6 anzeigen, wenn man den Sensorkontakt –... -
Seite 9: Tag
Wackelkontakt . Stecken Sie je eine Krokodilklemme jedes der beiden Kabel in ein Stück Knete und klemmen Sie die anderen Enden an den Pins 0 und GND auf dem micro:bit an . Echter Würfel mit Würfelsymbolen Benötigte Teile: 1x micro:bit, 2x Krokodilklemmenkabel, 2x Knete... -
Seite 10: Blöcke Duplizieren
Im Programm folgen sechs verschiedene wenn ... dann ...-Abfragen aus der Gruppe Logik . Die Blöcke innerhalb der Klammer dieser Abfrage werden immer dann ausgeführt, wenn die Bedingung in der Abfrage wahr ist . Alle diese Abfragen verwenden den Block ... = ... aus der Gruppe Logik, um zu prüfen, ob der Wert der Variable wuerfel einer der sechs möglichen Zahlen entspricht . -
Seite 11: Tag
Elektrode zu übergeben, sodass Sie kurzzeitig beide berühren . In diesem Moment zeigt der micro:bit ein Herz auf der LED-Matrix an . Achten Sie darauf, nur die isolierten Krokodilklem- men anzufassen und nicht die Elektroden zu berühren, um mit der Hand keine Verbindung zu schließen . -
Seite 12: Tag
Anschlusspin und der Anode der LED, oder zwischen Kathode und Masse-Pin, ein 220-Ohm-Vorwi- derstand eingebaut werden . Dieser Vorwiderstand schützt auch den Ausgang des micro:bit vor zu hohen Stromstärken . Die LEDs im Adventskalender haben den Vorwiderstand bereits eingebaut und können daher direkt an die Pins angeschlossen werden . -
Seite 13: Tag
LED mit Tastern ein- und ausschalten Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 2x Krokodilklemmenkabel, 1x LED rot, 2x Drahtbrücke blank Drücken Sie auf den Taster A links auf dem micro:bit, wird die LED eingeschaltet, drücken Sie auf den Taster B rechts, wird sie wieder ausgeschaltet . Das Programm Das Programm lässt die LED gleichmäßig blinken . -
Seite 14: Tag
Heute im Adventskalender • Krokodilklemmenkabel LED blinkt auf Berührung Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 3x Krokodilklemmenkabel, 1x LED rot, 2x Drahtbrücke blank, 1x Schaltdraht, 2x Knete Der Knetesensor für den Massekontakt ist mit einem längeren Stück Schaltdraht an der Masseleiste des Steckbretts angeschlossen . Bei diesem Draht brauchen Sie an beiden Enden nur je etwa 1 cm der Isolierung zu entfernen . -
Seite 15: Tag
Heute im Adventskalender 9 . Tag • LED grün mit Vorwiderstand LEDs mit einer Taste abwechselnd umschalten Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 3x Krokodilklemmenkabel, 1x LED rot, 1x LED grün, 3x Drahtbrücke blank Das Programm Das Programm schaltet beim Druck auf die Taste A eine der beiden microbit-09.hex... -
Seite 16: Tag
Heute im Adventskalender • Krokodilklemmenkabel Mobiles Erdungsmessgerät Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 4x Krokodilklemmenkabel, 1x LED rot, 1x LED grün, 3x Drahtbrücke blank, 1x Schaltdraht, 2x Knete Die Verbindung zur Erde ist nicht immer gleich gut . Wie hoch der Widerstand zwi- schen der Hand, die den Sensorkontakt berührt, und der Erde ist, hängt von vielen Dingen ab, vor allem, was für Schuhe man trägt und auf welchem Fußboden man... -
Seite 17: Tag
1x LED rot, 1x LED gelb, 1x LED grün, 4x Drahtbrücke blank Drei LEDs stellen eine einfache Ampelschaltung mit Fuß- gängerampel auf der LED-Matrix des micro:bit dar . Wäh- rend der Rotphase der Verkehrsampel ändert sich das Fußgängersymbol auf der LED-Matrix . Da der micro:bit nur drei Anschlusspins hat, stellt die Schaltung keine Rot/Grün-... -
Seite 18: Tag
• Taster Taster Zusätzlich zu den auf dem micro:bit fest verbauten Tastern können an den Pins P0, P1 und P2 externe Taster angeschlossen werden . Der Taster heute im Adventskalen- der wird direkt auf das Steckbrett gesteckt . Der Taster hat vier Anschlusspins, wobei je zwei gegenüberliegende (großer Abstand) miteinander verbunden sind . -
Seite 19: Tag
Werte zwischen 0 Ohm und 15 kOhm annehmen kann, indem man den Knopf dreht . Analoge Pegelanzeige auf der LED-Matrix Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 3x Krokodilklemmenkabel, 1x Potenti- ometer, 3x Drahtbrücke blank Die drei Pins P0, P1 und P2 können anstatt digitaler Eingangswerte auch analoge Werte lesen . -
Seite 20: Tag
Bei offenem Taster hat der Eingang, an dem der Taster angeschlossen ist, theoretisch keinen eindeutig definierten Zustand . Wenn ein Programm diesen Pin abfragt, kann es zu zufälligen Ergebnissen kommen, was bei digitalen Eingangssignalen durch eine auf dem micro:bit eingebaute Elektronik ausgeglichen wird . -
Seite 21: Das Programm
Das Programm Das Programm zeigt den analogen Eingangswert am Pin P0 als Balkengrafik auf der microbit-14.hex LED-Matrix an . Das Programm entspricht dem Programm von gestern . Drücken sie auf den Taster, wechselt der angezeigte Wert von 0 auf Vollausschlag, was etwa 1023 ent- spricht . -
Seite 22: Tag
15 . Tag 15 . Tag Heute im Adventskalender • Krokodilklemmenkabel Wechselblinklicht mit einstellbarer Geschwindigkeit Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 5x Krokodilklemmenkabel, 1x Potentio- meter, 1x LED rot, 1x LED gelb, 6x Drahtbrücke blank Das Programm Das Programm lässt zwei LEDs abwechselnd blinken . Die Blinkge- microbit-14.hex schwindigkeit lässt sich mit dem Potentiometer einstellen . -
Seite 23: Tag
+3 V und 0 V ergeben sich mehrere mögliche Kombinationen . Die LEDs sind diesmal nicht an der Masseleitung des micro:bit angeschlossen, sondern immer zwischen zwei der Pins P0, P1 und P2 . Die in der Abbildung oberen LEDs haben ihre Kathoden auf der linken Seite, die unte- ren LEDs auf der rechten Seite . -
Seite 24: Tag
17 . Tag 17 . Tag Heute im Adventskalender • Knete blau Reaktionsspiel Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 4x Krokodilklemmenkabel, 4x Knete Das Programm Das Programm ist ein Spiel, in dem zwei Spieler möglichst schnell reagieren microbit-17.hex müssen . Wer zuerst seinen Sensorkontakt berührt, wenn das Herz aufleuchtet, bekommt einen Punkt . - Seite 25 Nachdem die Symbole geblinkt haben, beginnt der Zeitpunkt, an dem man durch Berühren des eigenen Sensorkontaktes Punkte machen kann . Dazu wird die Variable Spiel auf wahr gesetzt und das Herz-Sym- bol angezeigt . Nach einer Wartezeit von einer Sekunde wird die Variable Spiel wieder auf falsch gesetzt . Hat während dieser Zeit keiner der beiden Spieler seinen Sensorkontakt berührt, gibt es in dieser Runde keinen Punkt und die nächste Runde startet .
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Seite 28: Tag
Computerspiele überhaupt erst möglich, da die damalige Hardware nicht schnell genug war, ein bewegtes Komplettbild in Echtzeit zu animieren . Im Makecode-Editor auf dem micro:bit ist ein Sprite eine einzelne LED, die über verschiedene Blöcke scheinbar auf der LED-Matrix bewegt werden kann . Auf diese Weise lassen sich Ani- mationen einfacher steuern als über die Blöcke aus der Gruppe LED, wo man bei... -
Seite 29: So Funktioniert Das Programm
So funktioniert das Programm In jedem Durchlauf der Endlosschleife werden zuerst zwei zufällige Koordinaten x und y generiert und dort das Sprite Ziel erzeugt, das der Spieler einfangen muss . Dazu wird ein Block erzeuge Sprite an Position x ... y ... aus der Gruppe Spiel verwendet . Diese Gruppe ist erst nach einem Klick auf Fortge- schritten in der Liste der Blockgruppen zu finden . -
Seite 30: Tag
Münze oder einem anderen Metallstück, damit sie auf dem Boden liegen bleibt und nicht nach oben treibt, sodass der Massekontakt auch bei ganz wenig Wasser im Glas hergestellt wird . Benötigte Teile: 1x micro:bit, 4x Krokodilklemmenkabel, 4x Drahtelektroden Das Programm Das Programm prüft nacheinander immer wieder die drei Pins... -
Seite 31: So Funktioniert Das Programm
So funktioniert das Programm In der dauerhaft-Schleife wird am Anfang jedes Durchlaufs die Variable Wasser auf 0 gesetzt, um sie dann über die unterschiedlich tief in das Glas reichenden Elektroden neu zu setzen . Nacheinander werden die drei Elektroden an den Pins P0, P1 und P2 abgefragt . Ist die Elektrode am Pin P0 im Wasser, ist sie mit Masse verbunden . -
Seite 32: Tag
Masse verbunden, nicht der kurze . Schaltschema für einen Fototransistor Auf dem micro:bit ist ein solcher Helligkeitssensor eingebaut, der allerdings nicht besonders feinfühlig reagiert . Heute ist im Adventskalender ein Fototransistor, mit dem sich ein Helligkeitssensor bauen lässt, der dazu noch den Vorteil hat, dass er weiter weg vom micro:bit aufgestellt werden kann, um Helligkeitswerte zu übermit-... -
Seite 33: So Funktioniert Das Erste Programm
So funktioniert das erste Programm Der eingebaute Helligkeitssensor liefert je nach Helligkeit einen analogen Wert, der umso höher ist, je mehr Licht darauf fällt . Liegt dieser Wert unter 100, soll die LED am Pin P0 leuchten . Ist das Umgebungs- licht heller, wird sie ausgeschaltet . -
Seite 34: Tag
21 . Tag 21 . Tag Heute im Adventskalender • 15-kOhm-Potentiometer Lauflicht auf der LED-Matrix Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 5x Krokodilklemmenkabel, 3x Potentiometer, 9x Drahtbrü- cke (5 davon blank) Das Programm Das Programm erzeugt je nach Einstellung der Potentiometer verschiedene Lauflichtef- microbit-21.hex fekte auf der LED-Matrix . - Seite 35 Der Wert des dritten Potentiome- ters gibt die Geschwindigkeit des Lauflichts an . Dieser Wert wird durch 4 geteilt . Damit ergeben sich zwischen den einzelnen Schaltvorgängen Wartezeiten zwi- schen 0 und 255 Millisekunden . Dieser Wert wird in der Variablen z gespeichert .
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Seite 36: Tag
22 . Tag 22 . Tag Heute im Adventskalender • LED orange mit Vorwiderstand Zahlen raten Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 5x Krokodilklemmenkabel, 1x Potentio- meter, 1x LED blau, 1x LED orange, 6x Drahtbrücke blank Das Programm Das Programm ist ein einfaches Ratespiel . Dabei soll eine zufällig microbit-22.hex... - Seite 37 • Zahl speichert die Zahl, die der Spieler einstellt und rät • Zähler speichert die Anzahl der Rateversuche Beim Start des Programms wird eine geheime Zahl zwischen 0 und 25 zufällig ausgewählt und in der Variable Geheim gespeichert . Der Zähler wird auf 0 und die Variable Ende auf falsch gesetzt . Solange die Variable Ende noch nicht wahr ist, wird der Wert des Potentiometers abgefragt, um einen Tipp einzustellen .
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Seite 38: Tag
Das Programm Das Programm ist eine einfache Variante des Computerspieleklassi- microbit-23.hex kers Space Invaders auf der LED-Matrix des micro:bit . Die Spielregeln: • Von oben fallen an zufälligen Positionen zwei LEDs breite feindliche Schiffe herun- ter . • Das Schiff des Spielers ist eine LED groß und bewegt sich in der unteren Zeile der LED-Matrix . - Seite 39 Das eigentliche Spiel läuft in einer Endlosschleife . Nachdem der x-Wert für den Start des Invaders festge- legt wurde, startet eine Schleife, die den Invader in insgesamt fünf Schritten bis in die unterste Zeile der LED-Matrix bringen soll . Die Variable Invader bezeichnet die Position des Invaders in x-Richtung . Da das Invaderschiff zwei LEDs breit ist, kann die Position seiner linken LED nur auf den ersten vier LEDs einer Zeile sein .
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Seite 41: Tag
Programm nötig ist . Solche LEDs werden für optische Signale verwendet, wo es darum geht, besondere Aufmerksamkeit zu erregen . Weihnachtsquiz Benötigte Teile: 1x micro:bit, 1x Steckbrett, 4x Krokodilklemmenkabel, 1x LED rot, 1x LED grün, 1x Blink- LED, 4x Drahtbrücke blank Das Programm Das Programm ist ein Quizspiel mit zehn weihnachtlichen Fragen, die auf der LED-Mat- microbit-24.hex... - Seite 43 • test list – Die Texte der Fragen • Tipp – Logikwert, wenn der Spieler eine Antwort abgegeben hat • Zahl – Anzahl der Fragen Beim Start werden eine Textliste mit den zehn Fragen sowie eine weitere Liste mit zehn Logikwerten für die Antworten in der gleichen Reihenfolge angelegt . Der Block Array-Länge ... aus der Gruppe Arrays ermittelt die Länge der Liste mit den Antworten und speichert sie in der Variablen Zahl, die als Schleifen- zähler verwendet wird .
- Seite 44 Nicht alle Pins lassen sich frei programmieren . Einige sind für die Stromversorgung und andere Zwecke fest eingerichtet . Einige Pins sind direkt mit Anschlüssen des Mikrocontrollers verbunden, ein Kurzschluss kann den micro:bit komplett zerstören . Verbindet man über einen Schalter oder eine LED zwei Pins miteinander, muss immer ein Schutzwiderstand dazwischengeschaltet werden .