Zeitnehmung

Fahrzeit

Tobias läuft eine Strecke. Anna und Maria stoppen beide seine Zeit mit einer Stoppuhr. Am Ende haben beide eine andere Zeit auf ihrer Stoppuhr. Tobias will aber eine genaue Zeit. Alle 3 überlegen wie man die Zeit genauer messen könnte. Wie wird denn die Zeit bei Skirennen, Olympialäufern, Autorennen usw. Genommen. Die Stoppuhr müsste automatisch auslösen, wenn man über die Startlinie und die Ziellinie kommt. Maria hat eine Idee, wie sie mithilfe des micro:bit eine solche Strecke bauen können.

Aufgabenstellung

1. Baue eine Rennstrecke mit zwei Sensoren, die erkennen, wenn ein Spielzeugauto darüberfährt.
2. Programmiere den micro:bit, sodass er die Zeit misst, die das Auto vom 1. zum 2. Sensor benötigt.
3. Schließe die beiden Sensoren an den micro:bit an und miss die Geschwindigkeit deines Spielzeugautos.

Materialien

• Karton
• Aluminiumfolie
• Doppelseitiges Klebeband
• 4 Krokodilklemmen
• Micro:bit, USB-Kabel, Batterie
• Computer

Zeitaufwand

2 Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen der Rennstrecke.

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Das solltest du bereits können:

• mit Karton, Schere und Klebeband sachgemäß umgehen können (Werken 1.-2. Klasse)
• einfache Stromkreise verstehen (Physik 3. Klasse)

Du lernst:

• Bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge verstehen und anwenden. (Physik 2. Klasse)
• mit den micro:bit Pins Signale aufzunehmen
• aktuelle Zeit mit micro:bit abfragen
• Variablen mit Werten belegen
• mit Variablen rechnen

Unterrichtsfächer

• Informatik
• Physik

Tipps und Hilfestellungen

Der micro:bit soll die Zeit des Fahrzeuges auf der Rennstrecke anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

1. Laufzeit (ms)
   

   

   
   

2. Variable
   

   

   
   

3. Wenn Pin gedrückt
   

   

   
   

4. Mathematik: Runden und Subtrahieren
   

   

   
   

   

   
   

5. Zeige LEDs
   

   

   
   

Eckpfeiler der Programmierung

• Um die Zeiten von beiden Sensoren zu speichern benötigst du zwei Variablen
• Um die Durchfahrtszeit zu erhalten musst du die beiden Zeiten von einander abziehen.
• Das Programm gibt die Zeit in Mikrosekunden aus. Du musst sie in Millisekunden umrechnen um sie besser lesen zu können.

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

1. Stelle dein Ergebnis vor! Was kann deine Rennstrecke? Wie schnell fährt dein Spielzeugauto?
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 Zeit des Spielzeugautos auf einer gewissen Strecke zu bestimmen? Welche Vor- und Nachteile haben diese im Vergleich zur Rennstrecke?

Weiterentwicklung

Was kannst du mit deinen Messensoren noch so machen?

1. Erkenne 2 Autos, die nacheinander fahren und zeige an welches der beiden schneller war.
2. Wenn du zwei Lichtschranken verwendest kannst du dich selbst und andere beim Laufen messen.
3. Du kannst die Zeitnehmung auch mit einem Smartphone programmieren.
4. Überlege dir mit welchem Material der Kontakt beim Sensor noch besser hergestellt werden kann.
5. Wie kann man die Strecke umbauen um ein Rennen veranstalten zu können?

Dabei lernst du:

• Wie man mit dem micro:bit Variablen vergleicht
• Wie man den micro:bit mit anderen Sensoren verbindet