Sonnenuhr Lösung: Unterschied zwischen den Versionen

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== Grundsätzliche Überlegungen ==
== Grundsätzliche Überlegungen ==
* Die Voraussetzung für unser Programm ist die Erkenntnis bzw. das Verständnis, dass die Erde sich in 24 Stunden einmal um sich selbst dreht, also um 360 Grad.
* Die Voraussetzung für unser Programm ist die Erkenntnis bzw. das Verständnis, dass sich die Erde in 24 Stunden einmal um sich selbst dreht, also um 360 Grad.
* Daraus leitet sich die Rotation von 15 Grad pro Stunde und weiter die Drehung um 1 Grad alle 4 Minuten ab.
* Daraus leitet sich die Rotation von 15 Grad pro Stunde und weiter die Drehung um 1 Grad alle 4 Minuten ab.


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:  Es soll möglichst senkrecht ausgerichtet sein.  
:  Es soll möglichst senkrecht ausgerichtet sein.  


* '''Kalibrieren des Kompass-Sensors''' Nach jedem Hochladen des Programmes auf den Micro:bit!!!
* '''Kalibrieren des Kompass-Sensors''' Nach jedem Hochladen des Programmes auf den micro:bit!!!
:  Zunächst erscheint auf dem Micro:bit folgender Text in als Laufschrift: DRAW A CIRCLE
:  Zunächst erscheint auf dem micro:mit folgender Text als Laufschrift: DRAW A CIRCLE
:  Nun durch Neigen in alle Richtungen einen Kreis auf der 5x5 LED Matrix zeichnen.
:  Nun durch Neigen in alle Richtungen einen Kreis auf der 5x5 LED Matrix zeichnen.
:  Jetzt ist der Kompass-Sensor startbereit und das Programm wird gestartet.
:  Jetzt ist der Kompass-Sensor startbereit und das Programm wird gestartet.
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; Was muss beim Starten des Programms festgelegt werden?[[Datei: Wattestaebchen.jpg|border|right|210px|Unser Startbildschirm]]
; Was muss beim Starten des Programms festgelegt werden?[[Datei: Wattestaebchen.jpg|border|right|210px|Unser Startbildschirm]]
* Wir weisen allen [[Variablen]] den Startwert 0 zu. <spoiler>Wir haben vier Variablen, die wir alle auf '''0''' setzen: RICHTUNG, STUNDE, MINUTE und SOMMERZEIT.</spoiler>
* Wir weisen allen [[Variablen]] den Startwert 0 zu. <spoiler>Wir haben vier Variablen, die wir alle auf '''0''' setzen: RICHTUNG, STUNDE, MINUTE und SOMMERZEIT.</spoiler>
* ALs Startbild wird eine stilisierte Sonnenuhr gezeigt, damit man weiß, dass das Programm läuft. Du könntest aber auch ein anderes Startbild gestalten!
* Als Startbild wird eine stilisierte Sonnenuhr gezeigt, damit man weiß, dass das Programm läuft. Du könntest aber auch ein anderes Startbild gestalten!
* Durch Drücken den Tasten A und B kann die Sommerzeit (Taste A) und Winterzeit (Taste B) eingestellt werden.
* Durch Drücken den Tasten A und B kann die Sommerzeit (Taste A) und Winterzeit (Taste B) eingestellt werden.


; Nun wollen wir die elektronische Sonnenuhr zum Einsatz bringen:
; Nun wollen wir die elektronische Sonnenuhr zum Einsatz bringen:
* Wir richten den Micro:bit durch Drehen so aus,dass der Schatten des  
* Wir richten den micro:bit durch Drehen so aus,dass der Schatten des  
: Wattestächens genau auf die mittlere LED-Reihe fällt. - Siehe Bild rechts
: Wattestächens genau auf die mittlere LED-Reihe fällt. (Siehe Bild rechts)
* Jetzt ermittelt der Micro:bit mit dem Kompasss-Sensor die Drehung (Grade).
* Jetzt ermittelt der micro:bit mit dem Kompasss-Sensor die Drehung (Grade).
* Er berechnet daraus die Uhrzeit und zeigt diese an. [[Datei: Sommer_Winter.jpg|border|right|200px|Unser Startbildschirm]]
* Er berechnet daraus die Uhrzeit und zeigt diese an. [[Datei: Sommer_Winter.jpg|border|right|200px|Unser Startbildschirm]]
* Zuerst die Stunden angezeigt dann als Trennung ein Bindestrich.
* Zuerst die Stunden angezeigt dann als Trennung ein Bindestrich.
* Sommerzeit: Bindesrich mit einem Punkt links oben  
* Sommerzeit: Bindesrich mit einem Punkt links oben  
* Winterzeit: Bindesrich mit einem Punkt rechts oben
* Winterzeit: Bindesrich mit einem Punkt rechts oben
* Dann weren die Minuten angezeigt.
* Dann werden die Minuten angezeigt.
* Nach einer Pause erfolgt die nächste Programmschleife.
* Nach einer Pause erfolgt die nächste Programmschleife.


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Könnten bei Bedarf auch noch hier als Zwischenteil eingebaut werden.
Könnten bei Bedarf auch noch hier als Zwischenteil eingebaut werden.


== Komplettlösungen ==
== Befehle und Aufbau des Programmes ==
; Beim Starten des Programms, was müssen wir alles festlegen?
; Beim Starten des Programms, was müssen wir alles festlegen?
: Eine mögliche Lösung für den Start? <spoiler text="Lösung">[[Datei:Sonnenuhr - SU_Start.png|border|350px|Was passieren könnte, wenn das Programm startet]]</spoiler>
: Eine mögliche Lösung für den Start? <spoiler text="Lösung">
<pre id="pre01">
let Richtung = 0
let Stunde = 0
let Minute = 0
let Sommerzeit = 0
basic.showLeds(`
    . . # . .
    . . # . .
    . . # . .
    # . # . #
    . # # # .
    `)
basic.pause(100)
 
 
</pre>
</spoiler>
; Umschaltung Sommerzeit - Winterzeit:
; Umschaltung Sommerzeit - Winterzeit:
: Taste A:Sommerzeit (Variable Sommerzeit = 1) Taste B: Winterzeit (Variable Sommerzeit = 0) <spoiler text="Lösung">[[Datei:Sonnenuhr - SU_Sommer_Winter.jpg|border|500px|Umschaltung Sommerzeit - Winterzeit]]</spoiler>
: Taste A:Sommerzeit (Variable Sommerzeit = 1) Taste B: Winterzeit (Variable Sommerzeit = 0) <spoiler text="Lösung">
; Wenn die Taste B gedrückt wird, sollte etwas ähnliches geschehen wie beim Drücken von A, nur mit vertauschten Rollen!
<pre id="pre01">
: Das sieht zB so aus: <spoiler text="Lösung">[[Datei:Morgenritual - B gedrückt.png|border|500px|Was passieren könnte, wenn B gedrückt wird]]</spoiler>
let Sommerzeit = 0
; Wenn nun ein Schrubben (Schütteln) erkannt wird ...
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
: ... teilen wir das wie folgt richtig zu: <spoiler text="Lösung">[[Datei:Morgenritual - Wenn geschüttelt.png|border|500px|Was passieren könnte, wenn das Programm startet]]</spoiler>
    Sommerzeit = 1
; Wenn die Tasten A und B gleichzeitig gedrückt werden, soll ja angezeigt werden, wer gewonnen hat. Was müssen wir dazu (der Reihe nach) wissen?
    basic.showString("SZ")
: Der Programmteil könnte zB so aussehen: <spoiler text="Lösung">[[Datei:Morgenritual - AB gedrückt.png|border|800px|Was passieren könnte, wenn die Tasten A und B gleichzeitig gedrückt werden]]</spoiler>
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    Sommerzeit = 0
    basic.showString("WZ")
})
 
</pre>
</spoiler>
; Kompass-Sensor auslesen und den Wert der Variablen RICHTUNG zuweisen, daraus Zeit berechnen.
: Die Stunden erhält man, indem man die Grade durch 15 dividiert (Die Erde dreht sich pro Stunde um 15 Grad weiter).
: Den Rest der Division multipliziert man mit 4 und erhält so die Minuten (alle 4 Minuten dreht sich die Erde um 1 Grad). <spoiler text="Lösung">[[Datei:SU_Zeit_berechnen.jpg|border|600px|Kompass-Sensor auslesen und Zeit berechnen]]</spoiler>
; Korrektur der Zeit, da micro&#58;bit um 180 Grad gedreht verwendet wird.
: Wenn Sonne im Süden steht, fällt der Schatten nach Norden, dann wird 0 Grad angezeigt
: Es ist aber dann 12 Uhr, daher Korrektur um 12 Stunden. <spoiler text="Lösung">[[Datei:SUZeitkorrektur.jpg|border|300px|Korrektur der Zit um 12 Stunden]]</spoiler>
; Anzeige der Zeit in Stunden und Minuten
: Danach kurze Pause. <spoiler text="Lösung">[[Datei:SU Zeitanzeige.jpg|border|300px|Anzeige der Uhrzeit in Stunden und Minuten]]</spoiler>
; Gesamtes Programm <spoiler text="Lösung">
<pre id="pre01">
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    Sommerzeit = 1
    basic.showString("SZ")
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    Sommerzeit = 0
    basic.showString("WZ")
})
let Sommerzeit = 0
let Richtung = 0
let Stunde = 0
let Minute = 0
Sommerzeit = 0
basic.showLeds(`
    . . # . .
    . . # . .
    . . # . .
    # . # . #
    . # # # .
    `)
basic.pause(100)
basic.forever(function () {   
    Richtung = input.compassHeading()           
    Stunde = Math.idiv(Richtung, 15)             
    Minute = Richtung % 15 * 4                   
    if (Stunde < 12) {
        Stunde += 12
    } else {
        Stunde += -12
    }                       
    if (Sommerzeit == 1) {
        Stunde += 1
    }
    basic.showNumber(Stunde)
    basic.pause(200)                                   
    if (Sommerzeit == 1) {                                       
        basic.showLeds(`
            # . . . .
            . . . . .
            . # # # .
            . . . . .
            . . . . .
            `)
    } else {                                       
        basic.showLeds(`
            . . . . #
            . . . . .
            . # # # .
            . . . . .
            . . . . .
            `)
    }
    basic.pause(100)
    // Anzeige Minuten
    basic.showNumber(Minute)
    // 2 Sekunden Pause
    basic.pause(2000)
})
 
 
 
 
 
</pre>
</spoiler>
 
 
 
<htmlet>makecode_embed</htmlet>

Aktuelle Version vom 12. Dezember 2021, 10:30 Uhr

Grundsätzliche Überlegungen

  • Die Voraussetzung für unser Programm ist die Erkenntnis bzw. das Verständnis, dass sich die Erde in 24 Stunden einmal um sich selbst dreht, also um 360 Grad.
  • Daraus leitet sich die Rotation von 15 Grad pro Stunde und weiter die Drehung um 1 Grad alle 4 Minuten ab.

Vor dem Programmstart

  • Fixierung und senkrechte Ausrichtung des Wattestäbchens
    Micro:Bit mit Wattestäbchen
    Micro:Bit mit Wattestäbchen
Das Wattestäbchen soll möglichst fest im Loch an PIN 2 stecken.
Es soll möglichst senkrecht ausgerichtet sein.
  • Kalibrieren des Kompass-Sensors Nach jedem Hochladen des Programmes auf den micro:bit!!!
Zunächst erscheint auf dem micro:mit folgender Text als Laufschrift: DRAW A CIRCLE
Nun durch Neigen in alle Richtungen einen Kreis auf der 5x5 LED Matrix zeichnen.
Jetzt ist der Kompass-Sensor startbereit und das Programm wird gestartet.

Verwendung der elektronischen Sonnenuhr

Was muss beim Starten des Programms festgelegt werden?
Unser Startbildschirm
Unser Startbildschirm
  • Wir weisen allen Variablen den Startwert 0 zu. <spoiler>Wir haben vier Variablen, die wir alle auf 0 setzen: RICHTUNG, STUNDE, MINUTE und SOMMERZEIT.</spoiler>
  • Als Startbild wird eine stilisierte Sonnenuhr gezeigt, damit man weiß, dass das Programm läuft. Du könntest aber auch ein anderes Startbild gestalten!
  • Durch Drücken den Tasten A und B kann die Sommerzeit (Taste A) und Winterzeit (Taste B) eingestellt werden.
Nun wollen wir die elektronische Sonnenuhr zum Einsatz bringen
  • Wir richten den micro:bit durch Drehen so aus,dass der Schatten des
Wattestächens genau auf die mittlere LED-Reihe fällt. (Siehe Bild rechts)
  • Jetzt ermittelt der micro:bit mit dem Kompasss-Sensor die Drehung (Grade).
  • Er berechnet daraus die Uhrzeit und zeigt diese an.
    Unser Startbildschirm
    Unser Startbildschirm
  • Zuerst die Stunden angezeigt dann als Trennung ein Bindestrich.
  • Sommerzeit: Bindesrich mit einem Punkt links oben
  • Winterzeit: Bindesrich mit einem Punkt rechts oben
  • Dann werden die Minuten angezeigt.
  • Nach einer Pause erfolgt die nächste Programmschleife.

Flussdiagramme

Könnten bei Bedarf auch noch hier als Zwischenteil eingebaut werden.

Befehle und Aufbau des Programmes

Beim Starten des Programms, was müssen wir alles festlegen?
Eine mögliche Lösung für den Start? <spoiler text="Lösung">
let Richtung = 0
let Stunde = 0
let Minute = 0
let Sommerzeit = 0
basic.showLeds(`
    . . # . .
    . . # . .
    . . # . .
    # . # . #
    . # # # .
    `)
basic.pause(100)


</spoiler>

Umschaltung Sommerzeit - Winterzeit
Taste A:Sommerzeit (Variable Sommerzeit = 1) Taste B: Winterzeit (Variable Sommerzeit = 0) <spoiler text="Lösung">
let Sommerzeit = 0
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    Sommerzeit = 1
    basic.showString("SZ")
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    Sommerzeit = 0
    basic.showString("WZ")
})

</spoiler>

Kompass-Sensor auslesen und den Wert der Variablen RICHTUNG zuweisen, daraus Zeit berechnen.
Die Stunden erhält man, indem man die Grade durch 15 dividiert (Die Erde dreht sich pro Stunde um 15 Grad weiter).
Den Rest der Division multipliziert man mit 4 und erhält so die Minuten (alle 4 Minuten dreht sich die Erde um 1 Grad). <spoiler text="Lösung">Kompass-Sensor auslesen und Zeit berechnen</spoiler>
Korrektur der Zeit, da micro:bit um 180 Grad gedreht verwendet wird.
Wenn Sonne im Süden steht, fällt der Schatten nach Norden, dann wird 0 Grad angezeigt
Es ist aber dann 12 Uhr, daher Korrektur um 12 Stunden. <spoiler text="Lösung">Korrektur der Zit um 12 Stunden</spoiler>
Anzeige der Zeit in Stunden und Minuten
Danach kurze Pause. <spoiler text="Lösung">Anzeige der Uhrzeit in Stunden und Minuten</spoiler>
Gesamtes Programm <spoiler text="Lösung">
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    Sommerzeit = 1
    basic.showString("SZ")
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    Sommerzeit = 0
    basic.showString("WZ")
})
let Sommerzeit = 0
let Richtung = 0
let Stunde = 0
let Minute = 0
Sommerzeit = 0
basic.showLeds(`
    . . # . .
    . . # . .
    . . # . .
    # . # . #
    . # # # .
    `)
basic.pause(100)
basic.forever(function () {    
    Richtung = input.compassHeading()            
    Stunde = Math.idiv(Richtung, 15)               
    Minute = Richtung % 15 * 4                    
    if (Stunde < 12) {
        Stunde += 12
    } else {
        Stunde += -12
    }                        
    if (Sommerzeit == 1) {
        Stunde += 1
    }
    basic.showNumber(Stunde)
    basic.pause(200)                                    
    if (Sommerzeit == 1) {                                        
        basic.showLeds(`
            # . . . .
            . . . . .
            . # # # .
            . . . . .
            . . . . .
            `)
    } else {                                        
        basic.showLeds(`
            . . . . #
            . . . . .
            . # # # .
            . . . . .
            . . . . .
            `)
    }
    basic.pause(100)
    // Anzeige Minuten
    basic.showNumber(Minute)
    // 2 Sekunden Pause
    basic.pause(2000)
})





</spoiler>