Metronom

Wofür brauche ich ein Metronom?

Paul, Martin und Michael gründen eine Band. Zu Hause übt jeder fleißig den neuen Song. Doch bei der Probe will irgendwie nichts zusammenpassen. Paul ist mit seiner Gitarre zu langsam, Michael trommelt zu schnell und Michael ändert beim Singen andauernd das Tempo. Paul hat die Lösung. Er zückt sein Metronom. Mit dem regelmäßigen Ticken des Metronoms kann man perfekt das Tempo halten. Leider hat er nur ein Metronom, das er selbst zum Üben braucht. Aber vielleicht kann der micro:bit Martin und Michael weiterhelfen?

Aufgabenstellung

Mit dem BBC micro:bit kannst du ein Metronom programmieren.

• Beim Start spielt der micro:bit dauerhaft 100 bpm (beats per minute = Töne pro Minute).
• Der Ton ist ein "Mittleres C" für 1/16 Schlag, danach pausiert er für einen Schlag.
• Wenn der Knopf A gedrückt wird, wird das Tempo um 5 bpm schneller.
• Wenn der Knopf B gedrückt wird, wird das Tempo um 5 bpm langsamer.
• Wenn der micro:bit geschüttelt wird, zeigt die LED-Anzeige das aktuelle Tempo an.

Materialien

• micro:bit
• Köpfhörer

Zeitaufwand

• 1 Unterrichtseinheit

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du solltest bereits

• einen Kopfhörer an den micro:bit anschließen können

Beim Programmieren lernst bzw. übst du

• Variablen zu verwenden
• Operatoren zu verwenden

Unterrichtsfächer

• Musik
• Informatik

Tipps und Hilfestellungen

Erforderliche Programmierblöcke

Ziel

• Der Zufallsgenerator sollte 2 Zustände darstellen: wahr oder falsch
• Diese Zustände entsprechen den 2 Möglichkeiten beim Münzwurf
• Es sollte jeweils die Anzahl der Treffer für "wahr" und für "falsch" gezählt werden.

Vereinbarung

• "Wahr bedeutet Kopf" und "Falsch bedeutet Zahl"

...

Blöcke

• Anstelle des Münzwurfs sollte der Zufallsgenerator "wahr" oder "falsch" liefern
• Der Zufallsgenerator sollte durch Schütteln des micro:bit aufgerufen werden
• Je nach Bedingung "wahr" oder "falsch" sollten verschiedene Aktionen stattfinden

input.onGesture(Gesture.Shake, function () {
if (true) {

} else {

}
})

• Bestimmte Tastenereignisse für Taste A, B und A+B - müssen Daten anzeigen <spoiler text="Block">

input.onButtonPressed(Button.A, function () {	
})
input.onButtonPressed(Button.AB, function () {
	
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
	
})

</spoiler>

• Daten müssen angezeigt werden <spoiler text="Block">

basic.showNumber(0)

</spoiler>

• Bei Programmstart durchzuführen <spoiler text="Block">

basic.showNumber(0)

</spoiler>

• Variablen müssen angelegt und initialisiert werden <spoiler text="Block">

let anzahl_kopf = 0 let anzahl_zahl = 0

</spoiler>

• Variablen müssen hochgezählt werden <spoiler text="Block">

anzahl_zahl += 1 anzahl_kopf += 1

</spoiler>

• Variablen müssen addiert werden <spoiler text="Block">

let varx = anzahl_zahl + 1

</spoiler>

Eckpfeiler zur Umsetzung

• Programmiere den micro:bit-Zufallsgenerator so, dass durch Schütteln ein Wert "wahr" oder "falsch" ermittelt wird (= Kopf oder Zahl)
• Wenn Taster "A" gedrückt wird, soll die Anzahl Kopfwürfe gezeigt werden
• Wenn Taster "B" gedrückt wird, soll die Anzahl Zahlwürfe gezeigt werden
• Wenn Taster "A+B" gedrückt werden, soll die Summe der Würfe dargestellt werden
• Zufallswerte erhält man aus dem Menü Mathematik "Wähle zufälligen Wahr- und Falsch-Wert"
• Wird Wahr ermittelt, so soll der Buchstabe "K" für Kopf erscheinen, andernfalls "Z" für Zahl.
• Hier benötigt man die logische Verzweigung "Wenn ... dann ... sonst"
• Das System sollte über zwei Variablen protokollieren, wie oft Kopf und wie oft Zahl geworfen wurde

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 Regeln wurden für Kopf und Zahl festgelegt? Welche andere Regeln für "Kopf oder Zahl" gäbe es noch?
• Welche Diskussionspunkte ergaben sich während des Spiels?
• Wo wird im Alltag der Wirtschaft mit Zufallsgenerator gearbeitet?
• Wo braucht man bei einem Computerspiel den Zufallsgenerator.
• Wo war bei diesem Beispiel der Vorteil des Computers zu sehen, wo war er eher ein Nachteil?
• Bei welcher Erweiterungsstufe war es am schwierigsten, einen Programmcode zu erstellen.

Weiterentwicklung

• Schleife: Du kannst mit einer Schleife nicht nur jeweils einen Wurf produzieren, sondern gleich 100 oder gar 1000 Würfe
• Das bedeutet: Wenn einmal geschüttelt wird, werden gleich 1000 Würfe simuliert
• Nütze dabei den Vorteil des Computers – er kann sehr schnell rechnen

Noch eine Erweiterungsaufgabe

Analyse eines fremden Programmcodes:

• Was stellt dieser Programmcode dar?

Dieses Programm ist hier aufrufbar: Link