Sonnenuhr Lösung

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

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

• 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

• 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"></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"></spoiler>

Anzeige der Zeit in Stunden und Minuten

Danach kurze Pause. <spoiler text="Lösung"></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>