Morse1

Übertragen von Geheimcode

Hallo, ich bin Robi-x01 und ich möchte mich mit meiner Freundin unterhalten können, ohne dass dies jemand anderer versteht. Dazu verwenden wir ein Geheimsprache namens Morsecode. Diese Sprache hat genauso 2 Zeichen, einen Punkt und einen Strich.

• Wie soll das klappen?

• Eine erste Begrüßung an dich:

• Wir werden den Micro:bit hier auch verwenden, um Informationen zu übertragen.

• Der Morsecode hatte früher eine große Bedeutung in der Nachrichtenübertragung. Lies dazu und zur Entstehung in Wikipedia **Morsecode** nach.

Wenn man Geheimsprache vereinbart, dann muss der Sender und der Empfänger genau diesselbe Verschlüsselung und Entschlüsselung verwenden. Dazu gibt es Tabellen, die diese Schlüssel verraten. Unterhalb siehst du die Morse-Tabelle. Diese Schlüsseltabelle dürfen bei Geheimprojekten natürlich nur der Sender und der Empfänger haben.

Aufgabenstellung

Mit dem BBC micro:bit kannst du Morsezeichen anzeigen und auch übertragen. Entwickle ein Programm mit dem man ein Morsekombination für einen Buchstaben oder ein Wort anzeigen und versenden kann.

• Das Drücken der Taste A sollte einen Morsepunkt aussenden
• Die Taste B sollte einen Morsestrich aussenden
• Beim Empfänger sollten diese Symbole angezeigt werden
• Mehrere Morsesymbole (Punkte und Striche) ergeben einen Buchstaben - nun muss man noch mitteilen, wann ein Buchstabe fertiggestellt ist - das macht man mit einer Pause von etwa 1 Sekunde
• Damit haben wir einen Morseapparat
• Die Regelmäßigkeit des Drückens der Tasten hat hier eine große Bedeutung für das Erkennen von Morsezeichen

Materialien

• Zwei BBC Micro:bit (Version V2 oder V1 mit Lautsprecher oder Kopfhörer)
• Papier und Stift
• Das ausgedrucke Morsealphabet (ausdruckbar mit rechter Maustaste und Grafik kopieren und drucken)

• Ein Morsegerät, wie es verwendet wurde:

Zeitaufwand

• 2 Unterrichtseinheit

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du solltest bereits

• Daten mit dem Micro:bit anzeigen können
• Den Tastenfunktionen (A und B) verwenden können

Beim Programmieren lernst bzw. übst du

• Variablen zu verwenden
• Operatoren zu verwenden
• Bedingungen zu verwenden
• Funkverbindungen aufzunehmen
• Funksignale zu empfangen

Bei dieser Aufgabe lernst du auch

• ein neues Programm zu erstellen
• ein fremdes Programm zu ändern

Unterrichtsfächer

• Werken
• Informatik
• Deutsch
• Physik

Tipps und Hilfestellungen

Erforderliche Programmierblöcke

Ziel

• Taste A soll einen Punkt, Taste B einen Strich auf das Display schicken
• Per Funk sollte das Zeichen versendet werden
• Beim Empfänger soll das Zeichen angezeigt werden

• Welcher Buchstabe wird hier im bild angezeigt?
• Erweiterung: Es sollte ein ganzes Wort versendet werden

Blöcke

• Nach Programmstart sollte ein Symbol zeigen, dass er Micro:bit bereit ist
• Ein Morsezeichen (. oder -) sollte per Tastendruck angezeigt werden <spoiler text="Block">

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    basic.showLeds(`
        . . . . .
        . . . . .
        . . # . .
        . . . . .
        . . . . .
        `)
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    basic.showLeds(`
        . . . . .
        . . . . .
        . # # # .
        . . . . .
        . . . . .
        `)
})

</spoiler>

• Zwei Micro:bit sollen mit Funk verbunden werden
• Der Funkkanal muss für beide gleich lauten
• Kein anderes Kommunikations-Paar in der Klasse darf diesen Kanal benutzen (Kanal 1 bis 255 ist möglich) <spoiler text="Block">

basic.showLeds(`
    . . # . .
    # # # # #
    . . # . .
    . # . # .
    # . . . #
    `)
radio.setGroup(25)

</spoiler>

• Daten müssen an den zweiten Micro.bit gesendet werden
• Sendungen können nur Buchstaben, Texte oder Ziffern sein - aber keine Bilder
• Blöcke zum Senden von Daten <spoiler text="Block">

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    radio.sendString(".")
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    radio.sendString("---")
})

</spoiler>

• Empfangen und Anzeigen von Daten <spoiler text="Block">

radio.onReceivedString(function(receivedString: string) {
    basic.showString(receivedString)  
})

</spoiler>

• Ausgeben von kurzem Sound <spoiler text="Block">

radio.onReceivedString(function(receivedString: string) {
    music.ringTone(Note.C)
    basic.pause(200)
})

</spoiler>

• Ausgeben von langem Sound <spoiler text="Block">

radio.onReceivedString(function(receivedString: string) {
    music.ringTone(Note.C)
    basic.pause(600)
})

</spoiler>

Eckpfeiler zur Umsetzung

• Wenn zwei gleiche Symbole unmittelbar hintereinander angezeigt werden, dann erkennt man schwer, dass es zweimal dargestellt wurde
• Untersuche diese beiden Darstellung, in beiden Fällen wird derselbe Buchstabe gesendet: -..
• Versuche diese drei Zeichen (Strich, Punkt, Punkt) mit dem Micro:bit-Programm darzustellen <spoiler text="Block">

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    basic.showLeds(`
        . . . . .
        . . . . .
        . . # . .
        . . . . .
        . . . . .
        `)
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
    basic.showLeds(`
        . . . . .
        . . . . .
        . # # # .
        . . . . .
        . . . . .
        `)
})

</spoiler>

• Wenn gleiche Zeichen mehrmals hintereinander gesendet werden, kann man nicht erkennen, dass es mehrfach angezeigt wurde: Es bestehen manche Zeichen aus 4 Strichen hintereinander, ----.
• Überlegt ein Lösung zur besseren Lesbarkeit
• Das Problem ist bei folgenden beiden Sendungen sichtbar<spoiler text="Bild 1"> </spoiler>
• Ohne Zwischenphasen <spoiler text="Bild2"> </spoiler>
• Du brauchst ein Lösung zur besseren Lesbarkeit <spoiler text="Tipp">

input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    basic.showLeds(`
        . . . . .
        . . . . .
        . . . . .
        . . . . .
        . . . . .
        `)
})

</spoiler>

• Programmiere den micro:bit-Zufallsgenerator so, dass durch Schütteln ein Wert "wahr" oder "falsch" ermittelt wird (= Kopf oder Zahl)

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 Darstellung wurde für die beiden Morsesymbole auf dem Micro:bit gewählt, welche Darstellung könnte man noch verwenden?
• Wie habt ihr während der Übungen festgelegt, wer senden und wer empfangen darf?
• Wie funktionierte ds Senden eines ganzen Wortes - habt ihr das überhaupt versucht?
• Habt ihr das Senden und Empfangen auch in verschiedneen räumen für Sender und Empfänger probiert.
• Überlege, warum die Morsespezialistinnen diese Tabelle zum Nachschlagen verwendet haben und nicht die obere?
• Welches wichtige Morsewort wird heute noch immer verwendet? Ein wichtiges Notsignal: ... --- ...
• Wie könnte man die Morsesignal ohne Computer, mit sehr einfachen Mitteln produzieren?
• Wie könnte man ein Morsegerät mit dem Micro:bit programmieren, das nur Lichtsignal aussendet?

Weiterentwicklung

• Überlege wie man eine Bestätigung vom Empfänger programmieren könnte, damit der Sender weiß, dass das Zeichen richtig gelesen werden konnte oder ob es wiederholt werden sollte
• Wie könnte man gleich einen Buchstaben wählen und der Micro:bit wählt den entsprechenden Morsecode und sendet diesen dann aus.
• Wie könnte man auf dem Sender-Micro:bit einen Buchstaben auswählen und er wird dann als Morsecode versendet, anstatt als Programmiererin das Programm jedesmal zu ändern
• Überlege andere Sysmbole füpr eine Geheimsprache zu Übertragung

Noch eine Erweiterungsaufgabe

Analyse eines fremden Programmcodes:

• Was stellt dieser komplizerte Programmcode dar?

Arrays, die Supervariablen

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