Wearables

Mach dich sichtbar in der Dunkelheit!

Pflanzenwächter

„Ich kann mich einfach nicht entscheiden, welches Projekt ich für Werken machen soll.“

„Welche Gebiete interessieren dich denn besonders, Melina?"

„Na ja, Design taugt mir voll, aber ich finde auch technische Sachen total spannend.“

„OK, das könntest du ja kombinieren.“

„Wie meinst du das, Zalan?“

„Na ja, du könntest zum Beispiel Wearables entwerfen, das sind Kleidungsstücke oder Geräte, in die elektronische Hilfsmittel eingebaut sind.“

„Da habe ich jetzt aber überhaupt keine Idee dazu.“

„Wir könnten das Projekt ja gemeinsam machen, mir fällt da schon etwas ein!“

„Was denn?“

„Eine Warnweste mit LED bestückt, sodass das Joggen im Dunklen noch sicherer wird.“

https://de.wikipedia.org/wiki/Wearable_Computing

Aufgabenstellung

Ein LED-Streifen wird an einer Warnweste befestigt.

Der BBC micro:bit dient zur Steuerung des LED Streifens.

Wird die Taste A gedrückt, dann leuchtet der Streifen.

Wird die Taste B gedrückt, dann erlischt die Beleuchtung.

<spoiler>

• Zur Stromversorgung des LED-Streifens dient eine Powerbank.
• Dazu wird ein USB-Kabel an den LED-Streifen angelötet.
• Der kleinere Stecker wird dazu abgeschnitten und die Kabelenden an den LED Streifen gelötet.
• Vom micro:bit gelangt das Steuerungssignal über ein drittes Kabel auf den LED Streifen.
• Dazu wird von einem Kabel mit Krokoklemme ein Ende abgeschnitten und an den LED Streifen gelötet.

</spoiler>

Materialien

Material Pflanzenwächter

• BBC micro:bit
• 1 Kabel mit Krokodilklemme
• 1 Powerbank
• 1 (altes) zweipoliges USB-Kabel
• 1 LED Streifen 5V
• Warnweste
• Werkzeug:

Lötkolben, Lötzinn, Lötfett

Zange zum Abisolieren der Kabel

Schrumpffolie

Zeitaufwand

• 3 Schulstunden für die Entwicklung von Ideen, zum Entwickeln des Programmes, für Löt- und Befestigungsarbeiten

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Das solltest du bereits können:

• einfache Näharbeiten
• Abisolieren von Kabeln
• Löten

Du lernst...

• vernetztes und fachübergreifendes Denken
• das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen
• das Verwenden von Erweiterungen (in diesem Fall Neopixel) in makecode.microbit.org
• das Steuern von LED-Streifen mit dem BBC micro:bit

Unterrichtsfächer

Informatik

Werken technisch

Werken textil

Tipps und Hilfestellung

Vorüberlegungen

• Wie befestigst du den LED-Streifen an der Warnweste? <spoiler>

Der LED-Streifen ist selbstklebend, aber wird das bei Bewegung halten?

Du könntest den LED-Streifen auch annähen!

</spoiler>

• Wo und wie bringst du die Powerbank, den BBC micro:bit und das Batteriefach des micro:bits an der Warnweste an? <spoiler>

Du kannst in der Warnweste eine Tasche einnähen.

Achte dabei aber auf die Stelle, damit das beim Tragen der Weste nicht unbequem ist!

Die Tasche sollte auch nicht hzu groß sein, sadass die Teile darin nicht hin und her fliegen!

</spoiler>

Verkabelung

Der LED-Streifen erhält durch den BBC micro:bit zu wenig Strom, daher muss die Stromversorgung durch eine Powerbank sichergestellt werden.

• Von einem altern USB-Kabel zwickst du den kleineren Stecker ab.
• Das Kabelende musst du abisolieren, sodass die Drähte freiliegen.
• Die beiden Drähte müssen nun am LED-Streifen bei +5V und GND angelötet werden.
• Das ist eine sehr heikle Arbeit, du musst einen ganz feinen Lötkolben verwenden. <spoiler>
• Die Kontaktflächen musst du mit einem Messer etwas aufrauhen, sie sind nämlich lackiert.
• Dann bringst du eine kleine Menge Lötzinn an der Kontaktfläche auf.
• Den Draht am Kabelende befettest du mit Lötfett.
• Dann bringst du eine kleinen Menge Lötzinn am Draht an.
• Erst jetzt lötest du den Draht am Kontakt an.

</spoiler> Der LED-Streifen wird über einen Pin des BBC micro:bits gesteuert.

• Eine Kabel mit Krokoklemme zwickst du in der Mitte auseinander.
• Die andere Hälfte des Kabels kann man dann auch noch verwenden.
• Das Kabelende musst du abisolieren, sodass der Draht freiliegt.
• Der Draht muss nun am LED-Streifen beim mittleren Kontakt angelötet werden.
• Beim Löten gehst du so vor, wie oben beschrieben.

Eckpfeiler zur Programmierung

Durch Ansteuern eines Pins gibt dieser einen Strom aus.

Wir lesen die Spannung an einem weiteren Pin aus und bilden diesen Wert in einer Variable ab.

Variablen können auf der LED Matrix grafisch dargestellt werden.

Die Werte der Variablen können auch als Zahl auf der LED Matrix dargestellt werden. In unserem Fall nur dann, wenn der Knopf A gedrückt wird.

Schritt für Schritt zur Lösung

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

Präsentation und Reflexion

1. Stelle dein Ergebnis vor!
2. Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
3. Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du sie lösen?
4. Erläutere, wie dein Programm aussieht!
5. Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?
6. Macht eine "Modenschau" und kürt die "schönste" Leuchtwarnweste!

Weiterentwicklung

• Andere Kleidungsstücke (Mütze, Kappe,...) mit LED versehen
• Die Steuerung der LED mit dem Helligkeitssensor des BBC micro:bit kopplen