Zeitnehmung

Fahrzeit

Tobias läuft eine Strecke. Anna und Maria stoppen beide seine Zeit mit einer Stoppuhr. Am Ende zeigen beide Stoppuhren eine andere Zeit an. Tobias will aber seine Zeit ganz genau wissen. Alle drei überlegen, wie man die Zeit exakter messen könnte. Auch bei Skirennen, Olympialäufen, Autorennen oder anderen Sportwettkämpfen wird die Zeit auf Zehntelsekunden präzise gemessen. Beim Übertreten der Start- und Ziellinie löst die Stoppuhr automatisch aus und gibt am Ende die Zeitdauer an. Maria hat eine Idee, wie mithilfe des micro:bits eine exakte Zeitmessung erfolgen kann.

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  Tobias läuft seine Strecke.
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  Die Zeitmessungen sind unterschiedlich.
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  Maria erklärt ihre Idee.

Aufgabenstellung

Baue eine Rennstrecke für Spielzeugautos. Diese besitzt zwei Sensoren für die Zeitmessung. Die Sensoren erkennen, wenn ein Spielzeugauto die Start- oder Ziellinie passiert. Der micro:bit, misst die Zeitdauer, die das Auto vom Sensor am Start bis zum Sensor am Ziel benötigt. Schließe dazu die beiden Sensoren am micro:bit an.

Materialien

• Karton
• Aluminiumfolie
• doppelseitiges Klebeband
• 4 Krokodilklemmen
• micro:bit, USB-Kabel, Batterie
• Computer

Zeitaufwand

2 Stunden

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du solltest bereits:

• mit Karton, Schere und Klebeband sachgemäß umgehen können.
• einfache Stromkreise verstehen.

Du lernst:

• bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge zu verstehen und anzuwenden.
• mit den micro:bit Pins Signale aufzunehmen.
• die aktuelle Zeit mit dem micro:bit abzufragen.
• Variablen mit Werten zu belegen.
• mit Variablen zu rechnen.

Unterrichtsfächer

• Informatik
• Physik

Tipps und Hilfestellungen

Der micro:bit soll die Zeitdauer des Fahrzeuges auf der Rennstrecke anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

1. Um eine Zeit zu bestimmen, greift der micro:bit auf seine innere Uhr zu.
   

   

   
   

2. Der micro:bit speichert die Zeit beim Überfahren der beiden Sensoren.
   

   

   
   

3. Über die Anschlusspins schickt der Sensor ein Signal an den micro:bit.
   

   

   
   

4. Ziehe die Startzeit von der Zielzeit ab und runde das Ergebnis auf eine gut lesbare Größe.
   

   

   
   

   

   
   

5. Der micro:bit zeigt ein Symbol, wenn er den ersten Sensor passiert hat.
   

   

   
   

Eckpfeiler zur Programmierung

• Beim Passieren des Sensors am Start, beginnt das Programm zu laufen.
• Beim Überfahren der Ziellinie wird der zweite Sensor ausgelöst, dadurch berechnet das Programm die gefahrene Zeit.
• Auf der LED-Marix wird die Fahrtdauer in Millisekunden angezeigt.

Schritt für Schritt zur Lösung

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

Präsentation und Reflexion

1. Stelle dein Ergebnis vor! Beschreibe den Aufbau deiner Rennstrecke. Wie schnell fährt dein Spielzeugauto?
2. Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
3. Welche Schwierigkeiten sind aufgetreten? Wie konntest du diese beheben?
4. Erläutere, wie du den micro:bit programmiert hast! Welche Blöcke hast du verwendet?
5. Kennst du weitere Möglichkeiten, die Zeitmessung eines Spielzeugautos auf einer Strecke umzusetzen? (zum Beispiel: Lichtschranken, Stoppuhr ...) Welche Vor- und Nachteile haben diese im Vergleich zur Rennstrecke?

Weiterentwicklung

Zusätzliche Möglichkeiten um Messsensoren einzusetzen wären:

1. Der micro:bit erkennt zwei Autos die nacheinander fahren, und zeigt an, welches der beiden Fahrzeuge schneller war.
2. Verwende zwei Lichtschranken als Sensoren, um dich selbst und andere beim Laufen zu stoppen.
3. Du kannst die Zeitnehmung auch mit einem Smartphone programmieren.
4. Überlege dir, mit welchem Material der Kontakt beim Sensor besser hergestellt werden könnte.
5. Wie könnte man die Strecke umbauen, um ein Wettrennen zu veranstalten?

Dabei lernst du:

• wie man mit dem micro:bit Variablen vergleicht.
• wie man den micro:bit mit anderen Sensoren verbindet.