Temperatur-Kontrolle: Unterschied zwischen den Versionen
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* 1 Widerstand 10 kOhm (braun, schwarz, orange, gold) | * 1 Widerstand 10 kOhm (braun, schwarz, orange, gold) <spoiler>https://www.conrad.at/de/ratgeber/technik-einfach-erklaert/widerstands-farbcode.html#beispiel</spoiler> | ||
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* 1 wärmere und 1 kältere Messung z.B. Zimmer und Kühlschrank | * 1 wärmere und 1 kältere Messung z.B. Zimmer und Kühlschrank |
Version vom 29. Oktober 2021, 15:04 Uhr
Raumtemperatur exakt messen? Ist doch eigentlich easy!
- „Sag mal Petra, ist dir auch so heiß wie mir?“
- „Äähhhm, … nein?! Aber wir könnten die Raumtemperatur mit dem microbit checken. Was meinst du, Marcel?“
- „Naja, der hat ja so einen Sensor auf der CPU, glaube ich. Aber wie messen wir dann den Raum?“
- „Marcel, das geht einfach mit einem externen Sensor, der weit genug von der CPU entfernt ist - z.B. mit Kroko-Kabeln. Lass uns das doch gleich ausprobieren, einverstanden?“
Aufgabenstellung
- Der BBC micro:bit dient als Messgerät für die echte Raumtemperatur ohne dabei die CPU Abwärme mit zu messen.
- Sobald der micro:bit mit Strom versorgt ist und sich an die Umgebungstemperatur angepasst hat, misst er dauerhaft und zeigt den Messwert als Graph.
- Wird die Taste A gedrückt, zeigt er den Wert als Zahl.
<spoiler>
- Zur Ermittlung der Temperatur wird eine analoge Schaltung (vgl. Thermometer mit Quecksilber) aufgebaut.
- Dazu wird ein Stromkreis mit Krokoklemmen und Sensoren aufgebaut
- Der Strom vom micro:bit gelangt über Kabel und Sensoren vom Stromausgang an einen Stromeingang des micro:bit
- Es kann nun temperaturabhängig gemessen werden, wie viel davon vom ursprünglichen Strom tatsächlich in den micro:bit zurück kommt
- Dieser Wert wird als Graph auf der LED Matrix angezeigt
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Materialien
- BBC micro:bit
- 3 Krokodilklemmen (unterschiedliche Farben)
- 1 Thermistor 10 K
- 1 Widerstand 10 kOhm (braun, schwarz, orange, gold) <spoiler>https://www.conrad.at/de/ratgeber/technik-einfach-erklaert/widerstands-farbcode.html#beispiel</spoiler>
- 1 Thermometer zum Eichen der analogen Schaltung
- 1 wärmere und 1 kältere Messung z.B. Zimmer und Kühlschrank
- etwas Geduld ;-) bei plötzlichem Temperaturwechsel
Zeitaufwand
- 2 Schulstunden zum Entwickeln des Programmes und für erste Messungen
Schwierigkeitsgrad
Kompetenzen
Du lernst
- vernetztes und fachübergreifendes Denken
- das Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
- das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen
- Sensordaten zu lesen und zu interpretieren
Unterrichtsfächer
INF, BU, WE
Tipps und Hilfestellung
Ziel
Der micro:bit soll den Feuchtegrad der Erde mit einem Graph darstellen.<spoiler>
- Zu Beginn wollen wir nur die Feuchtigkeit messen
- Danach können wir auch Sensordaten und Werte am micro:bit anzeigen lassen
- Verschwende keine Energie und optimiere deinen Code
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Erforderliche Programmierblöcke
- Variable <spoiler text="Block"> </spoiler>
- Verschachtelte bedingte Anweisungen <spoiler text="Block"> </spoiler>
- dauerhaft <spoiler text="Block"> </spoiler>
- beim Start <spoiler text="Block"> </spoiler>
- schreibe analogen Pin <spoiler text="Block"> </spoiler>
- zeichne Balkendiagramm <spoiler text="Block"> </spoiler>
Eckpfeiler zur Programmierung
- Durch Ansteuern eines Pins gibt dieser einen Strom aus.
- Wir lesen die Spannung an einem weiteren Pin aus und bilden diesen Wert in einer Variable ab.
- Variablen können auf der LED Matrix grafisch dargestellt werden.
- Die Werte der Variablen können auch als Zahl auf der LED Matrix dargestellt werden. In unserem Fall nur dann, wenn der Knopf A gedrückt wird.
Schritt für Schritt zur Lösung
- Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.
Präsentation und Reflexion
- Stelle dein Ergebnis vor!
- Was kann dein Messgerät? Messen andere micro:bits gleiche Werte?
- Vergleiche die Werte unterschiedlicher Blumentöpfe.
- Hast du aussagekräftige Werte bekommen? Kannst du damit eine Skala erstellen?
- Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
- Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du sie lösen?
- Erläutere, wie dein Programm aussieht!
- Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?
Weiterentwicklung
- Audioalarm beim Überschreiten eines Schwellenwertes
- Smileys anstelle des Graphen bei der Ausgabe der Feuchtigkeit
- Feuchtigkeitswerte zu anderen micro:bits senden
- Bau eines Pflanzenwächters mit Bewässerungsautomatik <spoiler>(https://youtu.be/7eC_VjH1eP0, https://makecode.microbit.org/projects/plant-watering)</spoiler>