Lüftungsassistent

Frische Luft für frische Ideen

So wie unser ganzer Körper braucht vor allem auch das Gehirn Sauerstoff, um gut funktionierten zu können. Das wissen auch die Kinder der 3. Klasse. Trotzdem vergessen sie am Vormittag immer wieder die Fenster für ein paar Minuten zu öffnen, um frische Luft reinzulassen Silvia und Georg haben eine Idee. Sie möchten einen Lüftungsassistenten bauen, der regelmäßig auf das Öffnen der Fenster hinweist, sie aber auch warnt, falls die Temperatur in der Klasse zu kalt wird. Vielleicht kann da der micro:bit weiterhelfen?

Aufgabenstellung

Mit dem BBC micro:bit kannst du einen Lüftungsassistenten programmieren.

• Nach einer bestimmten Dauer erinnert der micro:bit mit einem visuellen und akustischen Signal an das Öffnen und Schließen der Fenster.
• Der angeschlossene Servo-Motor ist Teil einer Anzeigetafel, die ähnlich einer Uhr einen Überblick über die Dauer des Öffnens und Schließens gibt.
• Der micro:bit gibt ein akustisches Zeichen, falls die Temperatur im Raum unter eine bestimmte Grenze fällt.

Materialien

• BBC micro:bit (Version V2 oder V1 mit Lautsprecher für die Soundausgabe)
• Servo-Motor samt Kabel für den Anschluss an den micro:bit
• Karton zum Anfertigen einer Anzeigetafel

Zeitaufwand

• 1 Unterrichtseinheit

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Das solltest du bereits können:

• Einen Kopfhörer an den micro:bit anschließen

Du lernst...

• wie du die Geschwindigkeit des Tempos mit dem micro:bit einstellen kannst (Musik)
• wie du Variablen erstellen und verändern kannst

Unterrichtsfächer

• Physik
• Informatik

Tipps und Hilfestellungen

Ziel

• Der micro:bit gibt beim Start dauerhaft 100 Töne pro Minute aus
• Die Taste A erhöht die Anzahl der ausgegebenen Töne um 5 pro Minute
• Die Taste B verringert die Anzahl der ausgegebenen Töne um 5 pro Minute
• Die LED-Anzeige zeigt das aktuelle Tempo in Zahlen an

Erforderliche Programmierblöcke

1. Variable <spoiler text="Block"> </spoiler>
2. Verschachtelte bedingte Anweisungen <spoiler text="Block"> </spoiler>
3. dauerhaft <spoiler text="Block"> </spoiler>
4. beim Start <spoiler text="Block"> </spoiler>
5. schreibe analogen Pin <spoiler text="Block"> </spoiler>
6. zeichne Balkendiagramm <spoiler text="Block"> </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

• Audioalarm beim Überschreiten eines Schwellenwertes
• Smileys anstelle des Graphen bei der Ausgabe der Feuchtigkeit
• Feuchtigkeitswerte zu anderen micro:bits senden
• Bau eines Pflanzenwächters mit Bewässerungsautomatik <spoiler>(https://youtu.be/7eC_VjH1eP0, https://makecode.microbit.org/projects/plant-watering)</spoiler>