Kompass

Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt?

FMountainbike mit Landkarte, micro:bit und Kompass

"Sag! Weißt du, wie wir von hier nach Hause kommen?“

"Aaaaah, mmmmmh, … nein! Ich pack' mal meine Wanderkarte aus."

"Wie müssen wir denn die Karte jetzt halten, um die richtige Richtung zu finden? Wo ist denn nun Norden?"

„Keine Ahnung!"

"Das passiert uns nicht mehr! Bauen wir uns doch einen Kompass, der uns die Himmelsrichtungen anzeigt!"

Aufgabenstellung

1. Baue einen digitalen Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
2. Baue einen einfachen analogen Kompass!
3. Zeigen deine beiden Kompasse dieselbe Himmelsrichtung an?

Materialien

• micro:bit
• magnetisierbarer Stift, z.B. Nagel, Stecknadel, Drahtstück, Schlüssel
• Batterie oder Magnet
• schwimmendes Material, z.B. Kork, Holz, Styropor, Blatt
• Behälter mit Wasser, z.B. Trinkbecher, eine abgeschnittene Pet-Flasche

Zeitaufwand

• Zwei Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen des analogen Kompasses
• Beliebig viel Freizeit zum Erkunden beim Wandern, Radfahren, bei Exkursionen, Schulausflügen, ...

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Angabe zum Ausdrucken

Das solltest du bereits können:

• Winkelgrößen berechnen und vergleichen (Mathematik),
• Himmelsrichtungen benennen und einen Kompass beschriften (Geographie),
• Variable erstellen, einer Variable einen Wert zuweisen (Informatik),
• verschiedene Formen von bedingten Anweisungen erstellen und verstehen (Informatik).

Du lernst, ...

• wie du Kompasse baust, um die Himmelsrichtungen zu bestimmen,
• welche Vor- und Nachteile analoge und digitale Kompasse haben,
• was du brauchst, um dich in unbekanntem Gelände zu orientieren,
• wie du die Ausgabe auf dem Display in Abhängigkeit eines aktuellen Sensorwertes gestaltest,
• wie du bedingte Anweisungen verschachtelst.

Unterrichtsfächer

INF, GW, Ph

Tipps und Hilfestellungen

Kompass zeigt Himmelsrichtung Norden an.

Ziel: Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

1. Variable <spoiler text="Block"> </spoiler>
2. Verschachtelte bedingte Anweisungen <spoiler text="Block"> </spoiler>
3. dauerhaft <spoiler text="Block"> </spoiler>
4. Sensor für die Ausrichtung des micro:bit <spoiler text="Block"> </spoiler>
5. Kalibrieren des Sensors <spoiler text="Block"> </spoiler>

Eckpfeiler zur Programmierung

Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°).

Damit du mit dem Sensorwert arbeiten kannst, erstellst du eine Variable und weist ihr den Sensorwert zu. Verwende für diese Variable einen sinnvollen Namen!

Mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen kann aus dem Sensorwert die aktuelle Himmelsrichtung bestimmt werden.

Die 4 Haupthimmelsrichtungen kannst du mit den Abkürzungen N, S, W, O darstellen.

Da du den micro:bit bewegst, veränderst du ständig seine Ausrichtung. Die Himmelsrichtung muss daher immer wieder neu ermittelt und dargestellt werden.

Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren. Finde heraus, was "Kompass kalibrieren" bedeutet! Kalibriere deinen micro:bit!

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! Was können deine Kompasse? Zeigen sie dieselbe Himmelsrichtung an? Welche Vor- und Nachteile hat jeder? Welchen Kompass bevorzugst du? Kennst du noch einen weiteren Kompass? Wenn ja, welchen?
2. Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
3. Welche Schwierigkeiten sind aufgetreten? Wie konntest du diese beheben?
4. Erläutere, wie du den micro:bit programmiert hast! Welche Blöcke hast du verwendet?
5. Kennst du weitere Möglichkeiten, die Himmelsrichtungen zu bestimmen?

Weiterentwicklung

Icon

Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?

1. Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
2. Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
3. Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
4. Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [1]
5. Wie kannst du deinen micro:bit zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu? <spoiler text="Information">Zur Geochaching Seite[2] </spoiler>

Dabei lernst du ...

... wie du dich in unbekanntem Gelände orientierst,

... Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit darstellen,

... was Geocaching ist und wie du mitmachen kannst.

Aufgabe zum Ausdrucken

Datei:Kompass Printversion.pdf

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für Schüler/innen [3]

für Lehrer/innen [4]