Pflanzenwächter

Blumengießen vergessen schwer gemacht!

"Sag mal Lea, hast du die Pflanze von Oma gegossen?"

"Äähhhm, …, nein?! Ooooohh, diese Pflanze ist total vertrocknet. Jakob, ich glaube wir werden diesmal auf unser Blumendienstaschengeld verzichten müssen."

"Lea, das passiert uns nicht mehr! Wir brauchen doch nur etwas, dass uns zeigt, ob die Pflanze genügend Wasser hat.

Aufgabenstellung

Der micro:bit dient als Messgerät für den Feuchtegrad im Blumentopf. Zur Überwachung des Feuchtegrades der Blumentopferde gibt der micro:bit Strom über die Pins in die Erde ab. Dazu wird ein Stromkreis aufgebaut. Der Strom fließt über die Sensoren. Es kann nun gemessen werden, wie viel davon noch tatsächlich in den micro:bit zurück kommt.

Sobald der micro:bit mit Strom versorgt ist, misst er dauerhaft und zeigt den Messwert als Graph
Wird die Taste A gedrückt zeigt er den Wert als Zahl
Der Strom vom micro:bit gelangt über Kabel und Sensoren in den Boden und zurück

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Materialien

micro:bit
zwei Krokodilklemmen
2 Nägel oder Schrauben
2 Gefäße mit Erde
1 Glas Wasser

Zeitaufwand

zwei Schulstunden zum Entwickeln des Programmes und erste Messungen
beliebig viel Freizeit zum Messen unterschiedlichster Blumentöpfe und Pflanzenbeete

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du lernst ...

... vernetztes und fachübergreifendes Denken
... Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
... arbeiten mit Pins und Krokoklemmen
... Messen - Sensordaten lesen und interpretieren

Unterrichtsfächer

INF, BU, WE

Tipps und Hilfestellung

Ziel

Der micro:bit soll den Feuchtegrad der Erde mit einem Graph darstellen.

Grundsätzliche Überlegungen

Der Boden selbst hat einen gewissen elektrischen Widerstand, der von der Menge an Wasser und Nährstoffen abhängt. Es wirkt wie ein variabler Widerstand in einer elektronischen Schaltung. Das Wasser ist nicht leitend, der Nährstoffgehalt ist leitend. Die Kombination von Wasser- und Bodennährstoffen verleiht dem Boden eine gewisse Leitfähigkeit. Je mehr Wasser also zusammen mit den Nährstoffen vorhanden ist, desto weniger elektrischen Widerstand wird der Boden haben.

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.

Zu Beginn wollen wir nur die Feuchtigkeit messen
Nun können wir auch Sensordaten und Werte am microb:bit anzeigen lassen
Verschwende keine Energie und optimiere deinen Code

Weitere Infos, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel

Präsentation und Reflexion

Stelle dein Ergebnis vor!
Was kann dein Messgerät? Messen andere micro:bits gleiche Werte?
Vergleiche die Werte von unterschiedlichen Blumentöpfen.
Hast du aussagekräftige Werte bekommen? Kannst du damit eine Skala erstellen?
Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
Welche Schwierigkeiten hast du gehabt? Wie konntest du sie lösen?
Erläutere, wie dein Programm aussieht!
Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?

Weiterentwicklung

Schwellenwert mit Smileys anstelle vom "Grafen"
Schwellenwert mit Alarm
Feuchtigkeitswerte zu anderen micro:bits senden
Pflanzenwächter mit Bewässerungsautomatik <spoiler>(https://youtu.be/7eC_VjH1eP0, https://makecode.microbit.org/projects/plant-watering)</spoiler>