Kompass
Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt?
- "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
- Baue einen digitalen Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
- Baue einen einfachen analogen Kompass!
- 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
- 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
- Ziel: Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.
Erforderliche Programmierblöcke
- Variable <spoiler text="Block">
</spoiler>
- Verschachtelte bedingte Anweisungen <spoiler text="Block">
</spoiler>
- dauerhaft <spoiler text="Block">
</spoiler>
- Sensor für die Ausrichtung des micro:bit <spoiler text="Block">
</spoiler>
- 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
- 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?
- Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
- Welche Schwierigkeiten sind aufgetreten? Wie konntest du diese beheben?
- Erläutere, wie du den micro:bit programmiert hast! Welche Blöcke hast du verwendet?
- Kennst du weitere Möglichkeiten, die Himmelsrichtungen zu bestimmen?
Weiterentwicklung
- Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?
- Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
- Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
- Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
- Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [1]
- 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.
