Hardware

Vorstellung des Micro:bit V2

• Der neue Micro:bit hat einige wichtige Verbesserung zu Version 1.0

Einige Daten:

• Schnellerer Prozessor
• RAM x 8: statt 16 kB nun 128 kB
• Flashspeicher x 2: statt 256 kB und 512 kB
• Max. Stromaufnahme: statt 90 mA nun 200 mA

• Sleep-Zustand des Prozessors: Stromsparmodus
• Soundsensor (Mikrofon): Reagiert auf Lautstärke (Pegeländerung)
• Touchsensor auf dem Logo (Kupfer)
• Lautsprecher: Piezoelement
• Kerbungen an den Pins (besserer Halt der Kroko-Klemmen)
• Hardware- und Softwarekompatibel zu 1.0:
• Siehe auch: https://microbit.org/new-microbit/
• Technische Grundlagen: https://micromag.cc/microbit-v2-announcement/

• Editor hat nun erweiterte Befehlssatz für 2.0:
• Neue Soundeffekte
• Neue Melodien
• ...

Aufgabenstellung

• Suche in der Makecode-Software Funktionen, die die Kennzeichung V2 haben
• Aufruf https://makecode.microbit.org/

Erweiterung Materialien zu Micro:bit

Erweiterungsboards

Board ohne Stromversorgung

• Damit werden die Pins des Micro:bit auf Stifte herausgeführt - speziell für Breadboard-Arbeit

Board für die Vorsorung mit 5 Volt:

• Damit gelingt eine Ansteuerung von vielen Erweiterungssensoren und Aktoren

Motordriverboard zur Ansteuerung von Getriebemotoren

• Motoren, ausgenommen Servormotoren, benötigen ein Motordriverboard

Motoren

Servomoren:

• Bei Servomotoren gibt es vorrangig 2 Typen, die für Micro:bit im niedrigen Preisbereich in Frage kommen.

Hier ist genau darauf zu achten, ob man einen Rotationsmotor oder eine Winkel-Motor benötigt

• Die dargestellten Motoren sind auch mit 3 Volt betreibbar, wenn auch mit langsamer Geschwindkigkeit. Besser ist die Stromversorgung mit mind. 4,5 Volt, dann habe diese Motoren auch eine schnelle Ansprechgeschwindigkeit und Performance.

a) Servo-Winkelmotor: Drehwinkel 0 - 180 Grad

b) Servo-Rotationsmotor: 0 - 180 gibt die Geschwindigkeit der Drehung an

Getriebemotoren

• Getriebemotoren benötigen ein Motorboard und auch mind. 5 Volt für den Betrieb, dafür verleihen sie den Modellen eine große Kraft bzw. Geschwindigkeit.

Bemerkung zu Motoren: Micro:bit wird mit 3 Volt betrieben. Das reicht für sehr viele Anwendungen völlig aus. Wir jedoch zusätzliche Hardware, wie Motoren verwendet, dann empfielt sich immer einen Stromversorgung mit 5 bis 6 Volt (USB-Ausgang, 3 bis 4 1,5 Volt-Batterien doer optimalerweise eine Powerbank vom Handy). Wenn dan auch noch Sensorrten betrieben werden, wird man ein zusätzliches Board nutzen.

Ultraschallsensoren

• Der Ultraschallsensor sollte unbedingt auch mit 3,3 Volt betreibbar sein - wie dieser.

Lichtgestaltung

Breadboard

Zeitaufwand

• 1 Unterrichtseinheit

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du solltest bereits

• einen Prozentanteil schätzen können
• eine Wertetabelle anlegen und auswerten können

Beim Programmieren lernst bzw. übst du

• Variablen zu verwenden
• Operatoren zu verwenden
• den Zufallsgenerator zu nutzen
• Bedingungen zu verwenden

Bei dieser Aufgabe lernst du auch

• ein NEUES Programm zu lesen und es zu interpretieren

Unterrichtsfächer

• Mathematik
• Informatik
• Deutsch

Tipps und Hilfestellungen

Erforderliche Programmierblöcke

Ziel

• Der Zufallsgenerator sollte 2 Zustände darstellen: wahr oder falsch
• Diese Zustände entsprechen den 2 Möglichkeiten beim Münzwurf
• Es sollte jeweils die Anzahl der Treffer für "wahr" und für "falsch" gezählt werden.

Vereinbarung

• "Wahr bedeutet Kopf" und "Falsch bedeutet Zahl"

...

Blöcke

• Anstelle des Münzwurfs sollte der Zufallsgenerator "wahr" oder "falsch" liefern
• Der Zufallsgenerator sollte durch Schütteln des micro:bit aufgerufen werden
• Je nach Bedingung "wahr" oder "falsch" sollten verschiedene Aktionen stattfinden

input.onGesture(Gesture.Shake, function () {
if (true) {

} else {

}
})

• Bestimmte Tastenereignisse für Taste A, B und A+B - müssen Daten anzeigen <spoiler text="Block">

input.onButtonPressed(Button.A, function () {	
})
input.onButtonPressed(Button.AB, function () {
	
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
	
})

</spoiler>

• Daten müssen angezeigt werden <spoiler text="Block">

basic.showNumber(0)

</spoiler>

• Bei Programmstart durchzuführen <spoiler text="Block">

basic.showNumber(0)

</spoiler>

• Variablen müssen angelegt und initialisiert werden <spoiler text="Block">

let anzahl_kopf = 0 let anzahl_zahl = 0

</spoiler>

• Variablen müssen hochgezählt werden <spoiler text="Block">

anzahl_zahl += 1 anzahl_kopf += 1

</spoiler>

• Variablen müssen addiert werden <spoiler text="Block">

let varx = anzahl_zahl + 1

</spoiler>

Eckpfeiler zur Umsetzung

• Programmiere den micro:bit-Zufallsgenerator so, dass durch Schütteln ein Wert "wahr" oder "falsch" ermittelt wird (= Kopf oder Zahl)
• Wenn Taster "A" gedrückt wird, soll die Anzahl Kopfwürfe gezeigt werden
• Wenn Taster "B" gedrückt wird, soll die Anzahl Zahlwürfe gezeigt werden
• Wenn Taster "A+B" gedrückt werden, soll die Summe der Würfe dargestellt werden
• Zufallswerte erhält man aus dem Menü Mathematik "Wähle zufälligen Wahr- und Falsch-Wert"
• Wird Wahr ermittelt, so soll der Buchstabe "K" für Kopf erscheinen, andernfalls "Z" für Zahl.
• Hier benötigt man die logische Verzweigung "Wenn ... dann ... sonst"
• Das System sollte über zwei Variablen protokollieren, wie oft Kopf und wie oft Zahl geworfen wurde

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

Allgemein

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

Projektspezifisch

• Welche Regeln wurden für Kopf und Zahl festgelegt? Welche andere Regeln für "Kopf oder Zahl" gäbe es noch?
• Welche Diskussionspunkte ergaben sich während des Spiels?
• Wo wird im Alltag der Wirtschaft mit Zufallsgenerator gearbeitet?
• Wo braucht man bei einem Computerspiel den Zufallsgenerator.
• Wo war bei diesem Beispiel der Vorteil des Computers zu sehen, wo war er eher ein Nachteil?
• Bei welcher Erweiterungsstufe war es am schwierigsten, einen Programmcode zu erstellen.

Weiterentwicklung

• Schleife: Du kannst mit einer Schleife nicht nur jeweils einen Wurf produzieren, sondern gleich 100 oder gar 1000 Würfe
• Das bedeutet: Wenn einmal geschüttelt wird, werden gleich 1000 Würfe simuliert
• Nütze dabei den Vorteil des Computers – er kann sehr schnell rechnen

Noch eine Erweiterungsaufgabe

Analyse eines fremden Programmcodes:

• Was stellt dieser Programmcode dar?

Dieses Programm ist hier aufrufbar: Link