Sonnenuhr

Elektronische Sonnenuhr – wie soll das funktionieren ...

Morgenritual

Zwei begeisterte IT-Freaks experimentieren gerade wieder einmal mit ihren Micro:Bits und denken über neue Anwendungen nach.

„Wie spät ist es eigentlich schon, ich soll heute um 18 Uhr daheim sein.“ fragt Lukas seinen Freund David.

„Warte, ich muss erst mein Handy suchen – es ist schon 10 Minuten vor 6 Uhr“ meint David.

Da hat Lukas eine Idee: „HEY – könnte man nicht auch den Micro:Bit als Uhr verwenden?“

„Vielleicht gar als Sonnenuhr!“ lacht darauf David.

„Ja, warum nicht, vielleicht können wir die Sensoren des Micro:Bits dazu nutzen! Das ist unser nächster Job!!! Denk du auch bis morgen darüber nach, wie wir das machen, ich hab schon eine Idee! - Tschau, bis morgen.“

Aufgabenstellung

Zu allererst muss man einmal wissen, wie eine Sonnenuhr funktioniert. Wie kann mit dem Micro:Bit die Zeit angezeigt werden? Welche Sensoren können dazu genutzt werden: <spoiler>Notwendige Schritte:

• Am Micro:Bit muss ein Stift montiert werden, der einen Schatten wirft.
• Der Micro:Bit muss so gedreht werden, dass der Schatten des Stiftes immer genau auf die mittlere LED-Reihe fällt.
• Der Kompass-Sensor ermittelt, um wieviel Grad der Micro:Bit gedreht ist.
• Aus dem Wert der Drehung kann die Zeit berechnet werden.

</spoiler>

Materialien

• Micro:bit
• Ein oder zwei Zahnbürsten
• Nervigen Bruder (oder Schwester, alternativ auch Mama, Papa, ...)
• Material zum wasserdichten Verpacken des Computers <spoiler>Am einfachsten ist ein kleiner, verschließbarer Plastikbeutel der keine Löcher aufweist</spoiler>
• Material zum Befestigen des Micro:bit an den Zahnbürsten <spoiler>Um ein schnelles Wechseln zwischen verschiedenen Zahnbürsten zu ermöglichen kann man auch einfach alles gemeinsam in der Hand halten. Sonst könnte man auch ein Klebeband nehmen ...</spoiler>

Zeitaufwand

• Etwa eine Schulstunde für den Aufwand des Verpackens und Befestigens
• Zwei Schulstunden zum Entwickeln des Programms

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du lernst ...

• ... vernetztes und fachübergreifendes Denken
• ... Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
• ... arbeiten mit verschiedenen Materialien und Werkzeugen
• ... Berechnungen direkter und indirekter Proportionen (optional)

Unterrichtsfächer

INF, M, WE, GUE

Tipps und Hilfestellung

• Am Anfang am besten nur zählen, wie oft eine Bewegung erkannt worden ist und den Zahlenwert anzeigen - ohne zweiten Zähler. Das baut auf dem Projekt Schrittzähler auf. Löse das eventuell zuerst!
• Wenn das funktioniert, kann es mit einer Start-/Stopp-Logik mit der Taste A ausgebaut werden. Beachte: Einmal A gedrückt, soll das zählen starten, ein zweites Mal drücken stoppt es wieder. Man sollte sich also merken, ob man gerade zählt oder nicht und bei einem Tastendruck zwischen zählen und nicht zählen umschalten. Dein Zähler von vorher, darf natürlich nur dann wirklich mitzählen, wenn gestartet worden ist!
• Dann diesen Teil duplizieren und für Taste B abändern. Prüfe genau, wann für Jakob und wann für Lea gestartet werden darf!
• Mache die Auswertung erst am Ende. Versuche als Vorarbeit zB einfach nach jedem Zählen die Werte für Lea und Jakob am Bildschirm auszugeben. Wenn das funktioniert, schreibe einen Code für "Wenn A+B gedrückt" und überlege dir genau, wann ein Ergebnis zählt, wann wer gewonnen hat und ob es vielleicht auch ein unentschieden geben kann!

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

Reflexion

1. Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
2. Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
3. Welche Schwierigkeiten hast du gehabt? Wie konntest du sie lösen?
4. Erläutere, wie du Programm aussieht!
5. Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
6. Was schätzt du, wie oft bei einmal Zähneputzen die Bürste bewegt wird? Schätze es zuvor und vergleiche deine Schätzung mit deinen Messergebnissen!
7. Vergleiche es mit deinen Mitschülerinnen und Mitschülern! Wie viele "Schrubbungen" sollten es mindestens sein, um der eigenen Gesundheit etwas Gutes zu tun?

Optionen und Erweiterung

• Expert_innen können auch noch die Zeit ermitteln, wie lange A und B jeweils geputzt haben und dann berechnen, wieviele „Bürstungen pro Minute“ A und B jeweils gemacht haben.