Fang das Ei: Unterschied zwischen den Versionen

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== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Fang das Ei ==
== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Neulich, vor der Konsole ... ==
[[Datei:03_fangdasei_eikorb.PNG |right|400px|border| Ei und Korb (LEDs)]]
[[Datei:fang_das_ei_03.png|right|400px|border| Ei und Korb (LEDs)]]
Wie funktioniert ein Beschleunigungssensor? Kann man damit den micro:bit steuern und das vielleicht sogar in einem Spiel?
:„Oh nein Ben, jetzt ist es passiert.“
Der micro:bit hilft uns diese Fragen spielerisch zu beantworten. Du kannst mit dem micro:bit und dem eingebauten Beschleunigungssensor Bewegungen steuern wie z.B. links/ rechts kippen. Damit können wir die Spielsteuerung in einem kleinen Game übernehmen.
::„Was ist passiert, Elias?
== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Anforderungen ==
:„Na ja, der Game Controller ist nun ganz kaputt. Und ohne den haben wir absolut keine Chance, gegen die anderen zu gewinnen.“
Im Game lässt der micro:bit von oben ein Ei (= 1 Pixel LED) herabfallen, das natürlich nicht immer von der selben Position kommen soll. Auf der unteren Zeile befindet sich der Korb (= 1 Pixel LED) den du mit links/ rechts kippen steuern kannst, sodass jedes Ei sicher im Korb landet. <spoiler text="Hinweis">[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|300px|border|Neigungssensor - Kippen]]</spoiler>  
::„Dann besorgen wir uns eben einen neuen, Elias. Und in der Zwischenzeit gamen wir mit dem micro:bit.
Fällt ein Ei daneben, kannst es erneut von vorne versuchen. Probiere es doch selbst.
:„Genau Ben, wir nehmen den micro:bit als Controller und probieren den Beschleunigungssensor oder wie das Ding heißt. Komm mit, ich hab‘ da schon ein paar Ideen ...
 
== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung ==
Im Game lässt der micro:bit von oben ein Ei (= 1 Pixel LED) herabfallen, das natürlich nicht immer von der selben Position kommen soll. Auf der unteren Zeile befindet sich der Korb (= 1 Pixel LED), den du mit „links/rechts kippen“ steuern kannst, sodass jedes Ei sicher im Korb landet. <spoiler text="Hinweis">[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|300px|border|Neigungssensor - Kippen]]</spoiler>  
Fällt ein Ei daneben, kannst du es erneut von vorne versuchen. Probier es doch selbst!
== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Materialien ==
 
* BBC micro:bit (enthält Platine, Kabel, Batterie)
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==


Etwa 2 Unterrichtseinheiten zum Programmieren und 2 Unterrichtseinheiten zum anschließendem Experimentieren.
* ca. 2 Schulstunden zur Programmierung
* ca. 2 Schulstunden zum anschließenden Experimentieren


== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
[[Datei:Icon_puzzle.png|20px|Icon]]
:[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]]
[[Datei:Icon_puzzle.png|20px|Icon]]
[[Datei:Icon_puzzle.png|20px|Icon]]


== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
Du lernst
Du lernst
*einzelne LEDs (Pixel) der Anzeige ansteuern: zeichnen / (aus)schalten
*einzelne LEDs (Pixel) der Anzeige anzusteuern: zu zeichnen/auszuschalten.
*eine Achse (X) des Beschleunigungssensors auslesen
*eine Achse (x) des Beschleunigungssensors auzulesen.
*Umrechnung der Beschleunigungswerte
*die Umrechnung der Beschleunigungswerte.
*mathematische Funktion Min / Max zur Begrenzung von Werten verwenden
*die mathematische Funktion Min/Max zur Begrenzung von Werten zu verwenden.
*ereignisgesteuerte Programmierung <spoiler text="Hinweis">z.B. "wenn ... dann"</spoiler>
*die ereignisgesteuerte Programmierung. <spoiler text="Hinweis">z.B. „wenn ... dann“</spoiler>
*Anzeige im Display zur besseren Lesbarkeit pausieren
*die Anzeige im Display zur besseren Lesbarkeit zu pausieren.


== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
INF
Informatik, Physik
 
Beschleunigungssensor in der Digitalen Grundbildung. #digiGB


== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==


=== Elemente der Programmierung ===
=== Erforderliche Programmierblöcke ===
[[Ereignissteuerung]], [[Anzeige]], [[LED]]
[[Ereignissteuerung]], [[Anzeige]], [[LED]], [[Bedingte_Anweisungen#Wenn-Dann|Bedingungen]], [[Beschleunigung]], [[Variablen]], [[Zufallsgenerator|Zufall]]


=== Eckpfeiler zur Umsetzung ===
=== Eckpfeiler zur Programmierung ===


* Die Henne lässt ihre soeben gelegtes Ei (Bildschirm oberste Zeile) einfach nach unten plumpsen. <spoiler text="Hinweis"><b>Ei von oben: </b>[[Datei:03_fangdasei01.PNG|300px]]</spoiler>
* Die Henne lässt ihr soeben gelegtes Ei (Bildschirm oberste Zeile) einfach nach unten plumpsen. <spoiler text="Hinweis"><b>Ei von oben: </b>[[Datei:03_fangdasei01.PNG|300px]]</spoiler>
* Daher sollst du mit einem Korb (Bildschirm unterste Zeile) das Ei auffangen. <spoiler text="Hinweis"><b>Korb - unterste Zeile: </b>[[Datei:03_fangdasei02.png|300px]]</spoiler>
* Daher sollst du mit einem Korb (Bildschirm unterste Zeile) das Ei auffangen. <spoiler text="Hinweis"><b>Korb - unterste Zeile: </b>[[Datei:03_fangdasei02.png|300px]]</spoiler>
* Beim Hinunterplumpsen soll als Animation der Schwerkraft das Ei immer eine Zeile weiter nach unten geschoben werden, etwa so. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Ei: immer eine Zeile weiter... </b>[[Datei:03_fangdasei03.png]]</spoiler>
* Beim Hinunterplumpsen soll als Animation der Schwerkraft das Ei immer eine Zeile weiter nach unten geschoben werden, etwa so. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Ei: immer eine Zeile weiter... </b>[[Datei:03_fangdasei03.png]]</spoiler>
* Das Ei soll auch nicht immer von der Mitte aus starten, das wäre zu einfach. Außerdem legt ja auch nicht immer dieselbe Henne das nächste Ei. Verändere also nach jedem Durchlauf die Startposition des nächsten Eis in der obersten Zeile. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Ei: veränderte Startposition</b>[[Datei:03_fangdasei04.png|300px]]</spoiler>
* Das Ei soll auch nicht immer von der Mitte aus starten, das wäre zu einfach. Außerdem legt ja auch nicht immer dieselbe Henne das nächste Ei. Verändere also nach jedem Durchlauf die Startposition des nächsten Eis in der obersten Zeile. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Ei: veränderte Startposition</b>[[Datei:03_fangdasei04.png|300px]]</spoiler>
* Die Steuerung des Korbs soll über den Beschleunigungssensor (X-Achse) den Korb in der untersten Zeile links/ rechts verschieben. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Korb kippen: links/ rechts verschieben </b>[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|300px]]</spoiler>
* Die Steuerung des Korbs soll über den Beschleunigungssensor (x-Achse) den Korb in der untersten Zeile links/rechts verschieben. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Korb kippen: links/rechts verschieben </b>[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|300px]]</spoiler>
* Zu Beginn kann das Geschicklichkeitsspiel also so aussehen. <spoiler text="Hinweis"><b>mögliche Startpositionen... </b>[[Datei:03_fangdasei_eikorb.PNG|300px]]</spoiler>
* Zu Beginn kann das Geschicklichkeitsspiel also so aussehen. <spoiler text="Hinweis"><b>mögliche Startpositionen... </b>[[Datei:03_fangdasei_eikorb.PNG|300px]]</spoiler>
=== Schritt für Schritt zur Lösung ===
 
Weitere Informationen, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung zum Beispiel findest du auf der [[Fang_das_Ei_Loesung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]]
=== [[Fang_das_Ei_Loesung|Schritt für Schritt zur Lösung]] ===
Weitere Informationen, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Fang_das_Ei_Loesung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].


== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
===Allgemein===
 
* Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?  
* Stelle dein Ergebnis vor! Was ist dir besonders gut gelungen?
* Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?  
* Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?  
* Welche Schwierigkeiten hast du gehabt? Wie konntest du diese lösen?
* Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du diese lösen?
* Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast! (Fachkompetenz stärken)
* Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast!
* Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
* Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?


===Projektspezifisch===
<b>Versuche die Antworten durch Internet-Recherche und Diskussion mit anderen herauszufinden.</b>
Versuche die Antworten durch Internet-Recherche und Diskussion mit anderen herauszufinden.
*Warum beginnt der micro:bit mit 0 zu zählen? Siehe Positionsangaben Koordinatensystem. <spoiler text="Koordinaten">[[Datei:03 fangdasei05.png|border|Koordinaten micro:bit]]</spoiler>
*Warum beginnt der micro:bit mit 0 zu zählen? Siehe Positionsangaben Koordinatensystem. <spoiler text="Koordinaten">[[Datei:03 fangdasei05.png|border|Koordinaten micro:bit]]</spoiler>
*Ist die Funktion "Random" (wähle ein Zahl zwischen 0 und 4) wirklich zufällig? <spoiler text="Random">[[Datei:03_block_04a.PNG|border]]</spoiler>
*Ist die Funktion „Random“ (wähle ein Zahl zwischen 0 und 4) wirklich zufällig? <spoiler text="Random">[[Datei:03_block_04a.PNG|border]]</spoiler>
*Wie lautet der Minimal- und Maximalwert den die Beschleunigungsmessung hergibt? Warum?
*Wie lautet der Minimal- und Maximalwert, den die Beschleunigungsmessung hergibt? Warum?
*Warum muss die Anzeige für 300 ms pausiert werden?
*Warum muss die Anzeige für 300 ms pausiert werden?


== Optionen und Erweiterungen ==
== [[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
 
*Variationen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Verwende die Tasten A + B (li/re) anstatt/zusätzlich der/zur Steuerung mit dem Beschleunigungssensor.
*Komplexere Anwendungen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Kollisionswächter: Überprüfe ob Korb und Ei dieselbe x-Achsenposition haben, wenn sie in der untersten Zeile aufeinander treffen. <br/>Erweitere das Game um einen Zähler (Anzahl Leben) und ziehe jeweils ein Leben ab, wenn das Ei daneben plumpst.
*Adaptionen, Neuentwicklungen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Sieh dir die Blöcke „Spiel“ unter „Fortgeschritten“ näher an. <br/>Du kannst ein Sprite (Spielobjekt) mit Kollisionserkennung verwenden und Spielstände (Leben) verwalten. Experimentiere hier ausgiebig mit den „neuen“ Möglichkeiten, das Game zu verbessern.


*Variationen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Verwende die Tasten A + B (li / re) anstatt / zusätzlich zur Steuerung mit dem Beschleunigungssensor.
<htmlet>makecode_embed</htmlet>
*Komplexere Anwendungen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Kollisionswächter: Überprüfe ob Korb und Ei dieselbe X-Achsenposition haben, wenn sie in der untersten Zeile aufeinander treffen? <br/>Erweitere das Game um einen Zähler (Anzahl Leben) und ziehe jeweils ein Leben ab sofern das Ei daneben plumpst.
*Adaptionen, Neuentwicklungen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Sieh dir die Blöcke Spiel unter Fortgeschritten näher an. <br/>Du kannst ein Sprite mit Kollisionserkennung verwenden und Spielstände (Leben) verwalten. Experimentiere hier ausgiebig mit den "neuen" Möglichkeiten das Game zu verbessern.

Aktuelle Version vom 17. Mai 2022, 07:56 Uhr

Icon Neulich, vor der Konsole ...

Ei und Korb (LEDs)
Ei und Korb (LEDs)
„Oh nein Ben, jetzt ist es passiert.“
„Was ist passiert, Elias?“
„Na ja, der Game Controller ist nun ganz kaputt. Und ohne den haben wir absolut keine Chance, gegen die anderen zu gewinnen.“
„Dann besorgen wir uns eben einen neuen, Elias. Und in der Zwischenzeit gamen wir mit dem micro:bit.“
„Genau Ben, wir nehmen den micro:bit als Controller und probieren den Beschleunigungssensor oder wie das Ding heißt. Komm mit, ich hab‘ da schon ein paar Ideen ...“

Icon Aufgabenstellung

Im Game lässt der micro:bit von oben ein Ei (= 1 Pixel LED) herabfallen, das natürlich nicht immer von der selben Position kommen soll. Auf der unteren Zeile befindet sich der Korb (= 1 Pixel LED), den du mit „links/rechts kippen“ steuern kannst, sodass jedes Ei sicher im Korb landet. <spoiler text="Hinweis">Neigungssensor - Kippen</spoiler> Fällt ein Ei daneben, kannst du es erneut von vorne versuchen. Probier es doch selbst!

Icon Materialien

  • BBC micro:bit (enthält Platine, Kabel, Batterie)

Icon Zeitaufwand

  • ca. 2 Schulstunden zur Programmierung
  • ca. 2 Schulstunden zum anschließenden Experimentieren

Icon Schwierigkeitsgrad

borderlessborderlessborderless

Icon Kompetenzen

Du lernst

  • einzelne LEDs (Pixel) der Anzeige anzusteuern: zu zeichnen/auszuschalten.
  • eine Achse (x) des Beschleunigungssensors auzulesen.
  • die Umrechnung der Beschleunigungswerte.
  • die mathematische Funktion Min/Max zur Begrenzung von Werten zu verwenden.
  • die ereignisgesteuerte Programmierung. <spoiler text="Hinweis">z.B. „wenn ... dann“</spoiler>
  • die Anzeige im Display zur besseren Lesbarkeit zu pausieren.

Icon Unterrichtsfächer

Informatik, Physik

Icon Tipps und Hilfestellungen

Erforderliche Programmierblöcke

Ereignissteuerung, Anzeige, LED, Bedingungen, Beschleunigung, Variablen, Zufall

Eckpfeiler zur Programmierung

  • Die Henne lässt ihr soeben gelegtes Ei (Bildschirm oberste Zeile) einfach nach unten plumpsen. <spoiler text="Hinweis">Ei von oben: </spoiler>
  • Daher sollst du mit einem Korb (Bildschirm unterste Zeile) das Ei auffangen. <spoiler text="Hinweis">Korb - unterste Zeile: </spoiler>
  • Beim Hinunterplumpsen soll als Animation der Schwerkraft das Ei immer eine Zeile weiter nach unten geschoben werden, etwa so. <spoiler text="Hinweis">Animation Ei: immer eine Zeile weiter... </spoiler>
  • Das Ei soll auch nicht immer von der Mitte aus starten, das wäre zu einfach. Außerdem legt ja auch nicht immer dieselbe Henne das nächste Ei. Verändere also nach jedem Durchlauf die Startposition des nächsten Eis in der obersten Zeile. <spoiler text="Hinweis">Animation Ei: veränderte Startposition</spoiler>
  • Die Steuerung des Korbs soll über den Beschleunigungssensor (x-Achse) den Korb in der untersten Zeile links/rechts verschieben. <spoiler text="Hinweis">Animation Korb kippen: links/rechts verschieben </spoiler>
  • Zu Beginn kann das Geschicklichkeitsspiel also so aussehen. <spoiler text="Hinweis">mögliche Startpositionen... </spoiler>

Schritt für Schritt zur Lösung

Weitere Informationen, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.

Icon Präsentation und Reflexion

  • Stelle dein Ergebnis vor! Was ist dir besonders gut gelungen?
  • Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
  • Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du diese lösen?
  • Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast!
  • Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?

Versuche die Antworten durch Internet-Recherche und Diskussion mit anderen herauszufinden.

  • Warum beginnt der micro:bit mit 0 zu zählen? Siehe Positionsangaben Koordinatensystem. <spoiler text="Koordinaten">Koordinaten micro:bit</spoiler>
  • Ist die Funktion „Random“ (wähle ein Zahl zwischen 0 und 4) wirklich zufällig? <spoiler text="Random"></spoiler>
  • Wie lautet der Minimal- und Maximalwert, den die Beschleunigungsmessung hergibt? Warum?
  • Warum muss die Anzeige für 300 ms pausiert werden?

Icon Weiterentwicklung

  • Variationen Verwende die Tasten A + B (li/re) anstatt/zusätzlich der/zur Steuerung mit dem Beschleunigungssensor.
  • Komplexere Anwendungen Kollisionswächter: Überprüfe ob Korb und Ei dieselbe x-Achsenposition haben, wenn sie in der untersten Zeile aufeinander treffen.
    Erweitere das Game um einen Zähler (Anzahl Leben) und ziehe jeweils ein Leben ab, wenn das Ei daneben plumpst.
  • Adaptionen, Neuentwicklungen Sieh dir die Blöcke „Spiel“ unter „Fortgeschritten“ näher an.
    Du kannst ein Sprite (Spielobjekt) mit Kollisionserkennung verwenden und Spielstände (Leben) verwalten. Experimentiere hier ausgiebig mit den „neuen“ Möglichkeiten, das Game zu verbessern.