Kompass: Unterschied zwischen den Versionen

Aus microbit - Das Schulbuch
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Alois.bachinger (Diskussion | Beiträge)
 
(531 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Du hast dich beim Mountainbiken verirrt ... ==
== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt? ==
Eine Landkarte hast du dabei. Ein erster Schritt wäre, die Karte richtig zu halten - aber wie? Wo ist denn nun Norden? [[Datei:Fahrrad3 klein.jpg| right|border|Fahrrad mit Landkarte und Kompass.]]
[[Datei:KompassBildgeschichte1.jpg |border|800px|CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 1]][[Datei:KompassBildgeschichte2.jpg |border|800px|CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 2]][[Datei:KompassBildgeschichte3.jpg |border|800px|CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 3]]
== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung ==
[[Datei:Kompass analog.jpg|400px|right|border|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Aufgabe]]
[[Datei:Fahrrad1_klein.jpg|400px|border|right|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Kompetenzen]]
[[Datei:ergebnis.png|right|400px|Kompass Tipps und Hilfestellungen]]
[[Datei:KompassTitelbild.gif|right|400px|border|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Präsentation und Reflexion]]
[[Datei:Kompass genordet.jpg|right|400px|border|CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Weiterentwicklung]]
<ol>
<li>Baue einen [[digital|digitalen]] Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
<li>Baue einen einfachen [[analog|analogen]] Kompass!
<li>Zeigen deine beiden Kompasse dieselbe Himmelsrichtung an?
</ol>


== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Anforderungen ==
Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). Wenn du den micro:bit bewegst, veränderst du diesen Sensorwert. Die Himmelsrichtung muss daher ständig (mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen) aus dem Sensorwert neu ermittelt und dargestellt werden.
Entwickle aus deinem micro:bit einen Kompass - ein Gerät, das dir die Himmelsrichtung anzeigt. Es soll zwischen Norden, Osten, Süden und Westen unterscheiden können.


== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Mögliche Materialliste ==
Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren.
 
*optional: Wenn du dir einen analogen Kompass baust, der immer nach Norden zeigt. brauchst du eine Nadel, einen Magnet, ein Korkstück und eine Schüssel mit Wasser.


==[[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Materialien ==
:*micro:bit
:*magnetisierbarer Stift, z.B. Nagel, Stecknadel, Drahtstück, Schlüssel
:*Batterie oder Magnet
:*schwimmendes Material, z.B. Kork, Holz, Styropor, Blatt
:*Behälter mit Wasser, z.B. Trinkbecher, eine abgeschnittene Pet-Flasche
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
 
:*Zwei Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen des analogen Kompasses
* Etwa 2 Schulstunden zum Programmieren. Der Einsatz wird empfohlen beim Wandern, Radfahren, bei Exkursionen, Schulausflügen, ...
 
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
:[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
 
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
Voraussetzungen
:Das solltest du bereits können:
*Mathematik: Winkel, Ungleichungen
:*Winkelgrößen berechnen und vergleichen (Mathematik)
*Geographie: Himmelsrichtungen, Kompass
:*Himmelsrichtungen benennen und einen Kompass beschriften (Geographie)
 
:*Variable erstellen, einer Variable einen Wert zuweisen (Informatik)
Du lernst ...
:*verschiedene Formen von bedingten Anweisungen erstellen und verstehen (Informatik)
* ... modellieren und kodieren
:Du lernst
* ... einen analogen von einem digitalen Kompass zu unterscheiden (optional)
:*wie du Kompasse baust, um die Himmelsrichtungen zu bestimmen
 
:*welche Vor- und Nachteile analoge und digitale Kompasse haben
:*was du brauchst, um dich in unbekanntem Gelände zu orientieren
:*wie du die Ausgabe auf dem Display in Abhängigkeit von einem aktuellen Sensorwert gestaltest
:*wie du bedingte Anweisungen verschachtelst
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
INF, GW
:Geographie und Wirtschaftskunde, Informatik, Physik
 
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellung ==
:Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.
Was soll am Ende herauskommen?
===Erforderliche Programmierblöcke===
*Eine Anzeige mit der Information, in welche Himmelsrichtung der Micro:bit ungefähre zeigt.[[Datei:ergebnis.png| right|border|Kompass zeigt Himmelsrichtung Norden an.]]
<ol>
 
<li>[[Schleifen|dauerhaft]] <spoiler text="Block">
 
<pre id="01">
Compass - Coding
basic.forever(function () {
*Für einen Kompass musst du die Ausrichtung auslesen. <spoiler text="Befehl">[[Datei:Kompassausrichtung.png|border|Ausrichtung auslesen]]</spoiler>
})
*Um die aktuelle Richtung zu merken ist es hilfreiche eine Variable zu verwenden. Verwende für die Variable einen sinnvollen Namen.<spoiler text="Variable">[[Datei:Richtung.png|border|Variable Richtung]]</spoiler>
</pre>
*Der Vorgang soll dauerhaft wiederholt werden.<spoiler text="Befehl">[[Datei:Dauerhaft.png|border|dauerhaft wiederholen]]</spoiler>
</spoiler>
*Je nachdem in welche Richtung der Kompass zeigt, soll auf dem Micro:bit ein Zeichen für die Himmelsrichtung ausgegeben werden.<spoiler text="Befehl">[[Datei:Zeichenanzeige.png|border|Zeichen ausgeben]]</spoiler>
<li>[[Variablen|Setzen einer Variable]] <spoiler text="Block">
Weitere Tipps zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Kompass Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].
<pre id="01">
 
  let Platzhalter = 0
== Reflexion ==
</pre>
*Stelle deinen Kompass vor!
</spoiler>
*Wie funktioniert das Kompassmodul deines micro:bit?
<li>Verschachtelte  [[Bedingte_Anweisungen|bedingte Anweisungen]] <spoiler text="Block">
*Was hast du beim Erstellen des Kompass über Himmelsrichtungen gelernt?
<pre id="01">
*Hast du schon einmal einen Kompass verwendet? Welchen? Was brauchst du zusätzlich zur Karte und zum Kompass, um dich orientieren zu können?
basic.forever(function () {
*Vergleiche deinen Kompass mit einem richtigen Kompass? Worin unterscheiden sich die beiden Geräte?
    if (true) {
*Kann man deinen Kompass für Geocaching verwenden?
   
 
    } else {
== Optionen und Erweiterungen ==
        if (true) {
*Baue einen analogen Kompass mit einer Nadel, einem Magneten, einem Korkstück und einer Schüssel Wasser. Zeigt dein analoger Kompass dieselbe Himmelsrichtung an wie dein  digitaler Micro:bit Kompass?
       
*Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem Micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
        } else {
*Ein Kompass zeigt normalerweise keine Buchstaben oder Zeichen an, sondern die Kompassnadel zeigt nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
       
*Kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen lassen?
        }
*Ein digitaler Kompass muss manchmal kalibriert werden. Finde heraus, was das bedeutet und wie das mit deinem micro:bit funktioniert.
    }
})
</pre>
</spoiler>
<li>Sensor für die Ausrichtung des micro:bit <spoiler text="Block">
<pre id="01">
basic.forever(function () {
  Platzhalter = input.compassHeading()
})
</pre>
</spoiler>
<li>Kalibrieren des Sensors <spoiler text="Block">
<pre id="01">
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    input.calibrateCompass()
})
</pre>
</spoiler>
</ol>


===Eckpfeiler zur Programmierung===
:<ol>
:<li>Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). </li>
:<li>Damit du mit dem Sensorwert arbeiten kannst, erstellst du eine Variable und weist ihr den Sensorwert zu. Verwende für diese Variable einen sinnvollen Namen!</li>
:<li>Mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen kann aus dem Sensorwert die aktuelle Himmelsrichtung bestimmt werden. </li>
:<li>Die 4 Haupthimmelsrichtungen kannst du mit den Abkürzungen N, S, W, O darstellen.</li>
:<li>Da du den micro:bit bewegst, veränderst du ständig seine Ausrichtung. Die Himmelsrichtung muss daher immer wieder neu ermittelt und dargestellt werden.</li>
:<li>Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren. Finde heraus, was &bdquo;Kompass kalibrieren" bedeutet! Kalibriere deinen micro:bit!
</ol>
===[[Kompass Lösung|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
:Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der [[Kompass Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].


== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
<ol>
<li> Stelle dein Ergebnis vor! Was können deine Kompasse? Zeigen sie dieselbe Himmelsrichtung an? Welche Vor- und Nachteile hat jeder? Welchen Kompass bevorzugst du? Kennst du noch einen weiteren Kompass? Wenn ja, welchen?
<li> Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
<li> Welche Schwierigkeiten sind aufgetreten? Wie konntest du diese beheben?
<li> Erläutere, wie du den micro:bit programmiert hast! Welche Blöcke hast du verwendet?
<li> Kennst du weitere Möglichkeiten, die Himmelsrichtungen zu bestimmen?
</ol>
== [[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
:Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?
<ol>
<li>Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
<li>Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
<li>Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
<li>Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [http://www.microbit.co.uk/app]
<li>Wie kannst du deinen micro:bit zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu? [http://www.geocaching.at]
</ol>
:Dabei lernst du
:*wie du dich in unbekanntem Gelände orientierst
:*Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit darzustellen
:*was Geocaching ist und wie du mitmachen kannst


Nicht vergessen im Glossar:
<htmlet>makecode_embed</htmlet>
Kompass: ein Gerät zur Bestimmung der Himmelsrichtung, üblicherweise Norden.

Aktuelle Version vom 7. Dezember 2021, 21:36 Uhr

Icon Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt?

CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 1CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 2CC_BY: Elisabeth Winklehner, Bildgeschichte Kompass Bild 3

Icon Aufgabenstellung

CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Aufgabe
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Aufgabe
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Kompetenzen
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Kompetenzen
Kompass Tipps und Hilfestellungen
Kompass Tipps und Hilfestellungen
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Präsentation und Reflexion
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Präsentation und Reflexion
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Weiterentwicklung
CC-BY-Elisabeth Winklehner, Kompass Weiterentwicklung
  1. Baue einen digitalen Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
  2. Baue einen einfachen analogen Kompass!
  3. Zeigen deine beiden Kompasse dieselbe Himmelsrichtung an?

Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). Wenn du den micro:bit bewegst, veränderst du diesen Sensorwert. Die Himmelsrichtung muss daher ständig (mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen) aus dem Sensorwert neu ermittelt und dargestellt werden.

Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren.

Icon Materialien

  • micro:bit
  • magnetisierbarer Stift, z.B. Nagel, Stecknadel, Drahtstück, Schlüssel
  • Batterie oder Magnet
  • schwimmendes Material, z.B. Kork, Holz, Styropor, Blatt
  • Behälter mit Wasser, z.B. Trinkbecher, eine abgeschnittene Pet-Flasche

Icon Zeitaufwand

  • Zwei Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen des analogen Kompasses

Icon Schwierigkeitsgrad

borderlessborderlessborderless

Icon Kompetenzen

Das solltest du bereits können:
  • Winkelgrößen berechnen und vergleichen (Mathematik)
  • Himmelsrichtungen benennen und einen Kompass beschriften (Geographie)
  • Variable erstellen, einer Variable einen Wert zuweisen (Informatik)
  • verschiedene Formen von bedingten Anweisungen erstellen und verstehen (Informatik)
Du lernst
  • wie du Kompasse baust, um die Himmelsrichtungen zu bestimmen
  • welche Vor- und Nachteile analoge und digitale Kompasse haben
  • was du brauchst, um dich in unbekanntem Gelände zu orientieren
  • wie du die Ausgabe auf dem Display in Abhängigkeit von einem aktuellen Sensorwert gestaltest
  • wie du bedingte Anweisungen verschachtelst

Icon Unterrichtsfächer

Geographie und Wirtschaftskunde, Informatik, Physik

Icon Tipps und Hilfestellungen

Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

  1. dauerhaft <spoiler text="Block">
    basic.forever(function () {
    })
    

    </spoiler>

  2. Setzen einer Variable <spoiler text="Block">
       let Platzhalter = 0
    

    </spoiler>

  3. Verschachtelte bedingte Anweisungen <spoiler text="Block">
    basic.forever(function () {
        if (true) {
        	
        } else {
            if (true) {
            	
            } else {
            	
            }
        }
    })
    

    </spoiler>

  4. Sensor für die Ausrichtung des micro:bit <spoiler text="Block">
    basic.forever(function () {
       Platzhalter = input.compassHeading()
    })
    

    </spoiler>

  5. Kalibrieren des Sensors <spoiler text="Block">
    input.onButtonPressed(Button.A, function () {
        input.calibrateCompass()
    })
    

    </spoiler>

Eckpfeiler zur Programmierung

  1. Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°).
  2. Damit du mit dem Sensorwert arbeiten kannst, erstellst du eine Variable und weist ihr den Sensorwert zu. Verwende für diese Variable einen sinnvollen Namen!
  3. Mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen kann aus dem Sensorwert die aktuelle Himmelsrichtung bestimmt werden.
  4. Die 4 Haupthimmelsrichtungen kannst du mit den Abkürzungen N, S, W, O darstellen.
  5. Da du den micro:bit bewegst, veränderst du ständig seine Ausrichtung. Die Himmelsrichtung muss daher immer wieder neu ermittelt und dargestellt werden.
  6. Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren. Finde heraus, was „Kompass kalibrieren" bedeutet! Kalibriere deinen micro:bit!
  7. Schritt für Schritt zur Lösung

    Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.

    Icon Präsentation und Reflexion

    1. Stelle dein Ergebnis vor! Was können deine Kompasse? Zeigen sie dieselbe Himmelsrichtung an? Welche Vor- und Nachteile hat jeder? Welchen Kompass bevorzugst du? Kennst du noch einen weiteren Kompass? Wenn ja, welchen?
    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 Himmelsrichtungen zu bestimmen?

    Icon Weiterentwicklung

    Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?
    1. Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
    2. Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
    3. Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
    4. Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [1]
    5. Wie kannst du deinen micro:bit zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu? [2]
    Dabei lernst du
    • wie du dich in unbekanntem Gelände orientierst
    • Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit darzustellen
    • was Geocaching ist und wie du mitmachen kannst