Wearables: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 30. Dezember 2021, 20:11 Uhr
Mach dich sichtbar in der Dunkelheit!
- „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 BBC micro:bits und des LED-Streifens dient eine Powerbank.
- Am Beginn des LED-Streifens musst du drei Kabel mit Krokoklemmen anlöten.
</spoiler>
Materialien
- BBC micro:bit
- 3 (halbierte) Kabel mit Krokodilklemme
- 1 Powerbank mit USB-Kabel
- 1 LED-Streifen 5V (WS2812B)
- Warnweste
- Werkzeug:
- Lötkolben, Lötzinn, Lötfett
- Zange zum Abisolieren der Kabel
- Schrumpffolie
- Nähzeug und evtl. Nähmaschine
Zeitaufwand
mindestens 3 Schulstunden
- für Vorübungen
- 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!
- Hast du eine Idee, wie du das ganze wasserfest machst?
- Der LED-Streifen ist nämlich eigentlich nur für den Innenbereich geeignet.
</spoiler>
- Wo und wie bringst du die Powerbank und den BBC micro:bit 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 zu groß sein, sodass die Teile darin nicht hin und her fliegen!
</spoiler>
Verkabelung
Der LED-Streifen erhält durch die Batterien des BBC micro:bit zu wenig Strom, daher muss die Stromversorgung durch eine Powerbank sichergestellt werden.
- Drei Kabel mit Krokoklemmen schneidest du in der Mitte auseinander.
- Die übrigen Kabelhälften kann man noch für andere Projekte verwenden.
- Die Kabelenden musst du abisolieren, sodass der Draht freiliegt.
- Die drei Kontaktflächen am Beginn des LED-STreifens musst du mit einem Messer etwas aufrauhen, sie sind nämlich lackiert.
- Nun musst du die drei Kabelenden jeweils an den drei Kontaktflächen anlöten.
- Das ist eine sehr heikle Arbeit, du musst einen ganz feinen Lötkolben verwenden. <spoiler>
- Den Draht am Kabelende befettest du mit Lötfett.
- Dann bringst du mit dem Lötkolben eine kleinen Menge Lötzinn am Draht an.
- Nun bringst du eine kleine Menge Lötzinn an der Kontaktfläche auf.
- Du darfst den Lötzinn auf keinen Fall über zwei Kontakte aufbringen.
- Erst jetzt legst du das Kabelende auf die entsprechende Kontaktfläche und lötest beides zusammen.
</spoiler>
Eckpfeiler zur Programmierung
Damit du Neopixel mit dem BBC micro:bit steuern kannst, musst du zuerst eine Erweiterung zu makecode.microbit.org hinzufügen. Dazu startest du ein neues Projekt und klickst dann auf Zahnrad/Erweiterungen/Neopixel. Dadurch erhältst du einen eigenen Programmblock für die Neopixel.
- Wähle einen Pin (0, 1 oder 2) aus, mit dem du den LED-Streifen steuerst.
- Gib die Länge des LED-Streifens (=Anzahl der LEDs) an.
- TIPP: Das Herabsetzen der Helligkeit spart Strom, so kann der Streifen länger leuchten.
- Bei einem Ereignis (Knopf A) aktiviert dieser PIN den LED-Streifen.
- Bei einem weiteren Ereignis (Knopf B) deaktiviert dieser PIN den LED-Streifen.
- Variante: Statt Knopf A und B verwendest du "Dauerhaft" und lässt den Streifen blinken.
Schritt für Schritt zur Lösung
- Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.
Präsentation und Reflexion
- Stelle dein Ergebnis vor!
- Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
- Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du sie lösen?
- Erläutere, wie dein Programm aussieht!
- Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?
- Macht eine "Modenschau" und kürt die "schönste" Leuchtwarnweste!
Weiterentwicklung
- Andere Kleidungsstücke (Mütze, Kappe,...) mit LED versehen.
- Fragestellung: Wo kann man den BBC micro:bit und die Powerbank platzieren?
- Die Steuerung der LED mit dem Helligkeitssensor des BBC micro:bit kopplen.
- Fragestellung: Wie kann man den BBC micro:bit so befestigen, dass er die Helligkeit messen kann?