Hardware: Unterschied zwischen den Versionen

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(20px|Icon Vorstellung des Micro:bit V2)
 
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== [[Datei:Icon_story.png|20px|Icon]] Vorstellung des Micro:bit V2  ==
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== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Erweiterungshardware zu Micro:bit ==
  
[[Datei:Mb_v2_vorne.png|500px]] [[Datei:Mb_v2_hinten.png|500px]]
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=== Erweiterungsboards ===
 +
==== Board ohne Stromversorgung ====
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* Damit werden die Pins des Micro:bit auf Stifte herausgeführt - speziell für Breadboard-Arbeit
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[[Datei:board_einfach.png|400px]]
  
* Der neue Micro:bit hat einige wichtige Verbesserung zu Version 1.0
+
==== Board für die Vorsorung mit 5 Volt: ====
 +
* Damit gelingt eine Ansteuerung von vielen Erweiterungssensoren und Aktoren  (Motor nicht enthalten)
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[[Datei:Erweiterung 5volt.png|400px]]
 +
[[Datei:Servo_winkel.png|300px]]
  
Einige Daten:
+
==== Board für die Vorsorung mit 5 Volt: ====
* Schnellerer Prozessor
+
* Damit gelingt eine Ansteuerung von vielen Erweiterungssensoren und Aktoren (Servomotor nicht enthalten)
* RAM x 8: statt 16 kB nun 128 kB
 
* Flashspeicher x 2: statt 256 kB und 512 kB
 
* Max. Stromaufnahme: 90 mA nun 200 mA
 
  
* Siehe auch: https://microbit.org/new-microbit/
+
[[Datei:Kirtonik servo.png|300px]]
* Technische Grundlagen: https://micromag.cc/microbit-v2-announcement/
+
[[Datei:Servo_winkel.png|300px]]
* Sleep-Zustand des Prozessors: Stromsparmodus
 
* Soundsensor (Mikrofon): Reagiert auf Lautstärke (Pegeländerung)
 
* Touchsensor auf dem Logo (Kupfer)
 
* Lautsprecher: Piezoelement
 
* Spiele Soundeffekt
 
* Spiele Melodie
 
* Kerbungen an den Pins (besserer Halt der Kroko-Klemmen)
 
* Editor hat nun erweiterte Befehlssatz für 2.0:
 
* Hardware- und Softwarekompatibel zu 1.0:
 
  
== [[Datei:Icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung ==
+
==== Motordriverboard zur Ansteuerung von Getriebemotoren ====
  
Mit dem BBC micro:bit kannst du dies noch bequemer testen – du benützt den Zufallsgenerator des micro:bit. Entwickle ein Programm, mit dem man das Werfen der Münzen simulieren kann. Der Vorteil des Computers, sehr viele Würfe zu produzieren, sollte dabei ebenfalls zum Tragen kommen.
+
* Motoren, ausgenommen Servormotoren, benötigen ein Motordriverboard (Motor nicht enthalten)
 +
[[Datei:Kitronik_motot_driver.png|400px]]
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[[Datei:Getriebemotor.png|250px]]
  
* Das Schütteln des micro:bit sollte den Zufallsgenerator aufrufen: Dieser soll Kopf oder Zahl produzieren.
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=== Motoren ===
* Taste A sollte die Anzahl der "Kopfwürfe" darstellen
 
* Taste B sollte die Anzahl der "Zahlwürfe" darstellen
 
* Taste A+B sollten die Gesamtanzahl der Versuche darstellen
 
* Neustart mit "Reset"-Taste (Erweiterung)
 
  
== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Materialien ==
+
'''Servomoren:'''
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* Bei Servomotoren gibt es vorrangig 2 Typen, die für Micro:bit im niedrigen Preisbereich in Frage kommen.  
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Hier ist genau darauf zu achten, ob man einen Rotationsmotor oder eine Winkel-Motor benötigt
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* Die dargestellten Motoren sind auch mit 3 Volt betreibbar, wenn auch mit langsamer Geschwindkigkeit. Besser ist die Stromversorgung mit mind. 4,5 Volt, dann habe diese Motoren auch eine schnelle Ansprechgeschwindigkeit und Performance.
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 +
a) Servo-Winkelmotor: Drehwinkel 0 - 180 Grad 
  
* Eine Münze
+
[[Datei:Servo_winkel.png|400px]]
* Ein Blatt Papier
 
* micro:bit
 
  
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
+
b) Servo-Rotationsmotor: 0 - 180 gibt die Geschwindigkeit der Drehung an
  
* 1 Unterrichtseinheit
+
[[Datei:Servo_rotation.png|400px]]
  
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
 
  
[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
+
'''Getriebemotoren'''
 +
* Getriebemotoren benötigen ein Motorboard und auch mind. 5 Volt für den Betrieb, dafür verleihen sie den Modellen eine große Kraft bzw. Geschwindigkeit.
  
 +
[[Datei:Getriebemotor.png|400px]]
  
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
+
'''Bemerkung zu Motoren:''' Micro:bit wird mit 3 Volt betrieben. Das reicht für sehr viele Anwendungen völlig aus. Wir jedoch zusätzliche Hardware, wie Motoren verwendet, dann empfielt sich immer einen Stromversorgung mit 5 bis 6 Volt (USB-Ausgang, 3 bis 4 1,5 Volt-Batterien doer optimalerweise eine Powerbank vom Handy). Wenn dan auch noch Sensorrten betrieben werden, wird man ein zusätzliches Board nutzen.
  
[[Datei:IMG_5764_(1).png|right]]
+
=== Ultraschallsensoren ===
Du solltest bereits
+
* Der Ultraschallsensor sollte unbedingt auch mit 3,3 Volt betreibbar sein. Suche im Internet nach RCW-0001 - damit findet man die 3,3 V Versionen.
* einen Prozentanteil schätzen können
+
5 Volt: [[Datei:Ultraschall.png|300px]] 3,3 Volt: [[Datei:Rcw-0001.jpg|300px]]  
* eine Wertetabelle anlegen und auswerten können
 
  
 +
=== Lichtgestaltung mit Neopixel ===
  
Beim Programmieren lernst bzw. übst du
+
Neopixel sind mehrfarbige LEDs, die meist als Streifen geliefert werden:
  
* [[Variablen]] zu verwenden
+
[[Datei:Neopxiel_02.png|400px]]
* [[Operatoren]] zu verwenden
 
* den [[Zufallsgenerator]] zu nutzen
 
* [[Bedingungen]] zu verwenden
 
  
Bei dieser Aufgabe lernst du auch
+
Pro Neopixel sind 3 LEDs für die Farben Rot, Grün und Blau verbaut. Unterschiedliche Farben wird durch additive Farbmischung erreicht.
* ein NEUES Programm zu lesen und es zu interpretieren
 
  
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
+
Wenn alle 3 LEDs gleich starkt eingeschaltet sind leuchtet der Neopixel weiß.
  
* Mathematik
+
'''Wichtiger Hinweis:'''
* Informatik
 
* Deutsch
 
  
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
+
Die Stromaufnahme pro Neopixel reicht '''von 20 mA bis 60 mA'''. 60mA wird erreicht wenn alle 3 RGB-LEDs auf 100% Leistung eingeschalten werden.
  
=== Erforderliche Programmierblöcke ===
+
Es wird empfohlen die Helligkeit auf 20 (%) einzustellen.
==== 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 ====
+
Dann können am '''micro:bit v1 drei Neopixel''', am '''v2 sechs Neopixel''' DIREKT über die Pins angeschlossen werden (siehe Beispiel [[Ferngesteuert]]).
* "'''W'''ahr bedeutet Kopf" und "Falsch bedeutet '''Z'''ahl"
 
  
[[Datei:kopf.png|200px ]] ... [[Datei:zahl.png|200px ]]
+
Über Erweiterungsboards, bei denen die Stromversorgung nicht direkt über den micro:bit laufen können mehr Neopixel-LEDs angeschlossen werden.
  
==== Blöcke ====
+
Neopixel können auch in unterschiedlichen Formen, wie Kreisen gekauft werden:
  
* Anstelle des Münzwurfs sollte der Zufallsgenerator "wahr" oder "falsch" liefern
+
[[Datei:Neopixel_01.png|300px]]
* Der Zufallsgenerator sollte durch Schütteln des micro:bit aufgerufen werden
 
* Je nach Bedingung "wahr" oder "falsch" sollten verschiedene Aktionen stattfinden
 
<pre id="pre01">
 
input.onGesture(Gesture.Shake, function () {
 
if (true) {
 
  
} else {
 
  
}
+
=== Breadboard ===
})
+
[[Datei:Breadboard.jpg|300px]]
</pre>
 
* Bestimmte Tastenereignisse für Taste A, B und A+B - müssen Daten anzeigen <spoiler text="Block">
 
<pre id="pre02">
 
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
 
})
 
input.onButtonPressed(Button.AB, function () {
 
 
})
 
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
 
 
})
 
</pre>
 
</spoiler>
 
* Daten müssen angezeigt werden <spoiler text="Block">
 
<pre id="pre03">
 
basic.showNumber(0)
 
</pre>
 
</spoiler>
 
* Bei Programmstart durchzuführen <spoiler text="Block"> <pre id="pre03">
 
basic.showNumber(0)
 
</pre></spoiler>
 
* Variablen müssen angelegt und initialisiert werden <spoiler text="Block"><pre id="pre03">
 
let anzahl_kopf = 0
 
let anzahl_zahl = 0
 
</pre></spoiler>
 
* Variablen müssen hochgezählt werden <spoiler text="Block"><pre id="pre03">
 
anzahl_zahl += 1
 
anzahl_kopf += 1
 
</pre></spoiler>
 
* Variablen müssen addiert werden <spoiler text="Block"><pre id="pre03">
 
let varx = anzahl_zahl + 1
 
  
</pre></spoiler>
+
=== Kabel ===
 +
[[Datei:Kabel elegoo.png|300px]]
  
=== Eckpfeiler zur Umsetzung ===
 
  
* Programmiere den micro:bit-Zufallsgenerator so, dass durch Schütteln ein Wert "wahr" oder "falsch" ermittelt wird (= Kopf oder Zahl)
+
Siehe auch [[Bausätze]]
* 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
 
 
 
===[[Lösung_zufall|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
 
:Hinweise zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Lösung_zufall|Lösungsseite zu diesem Beispiel]]
 
 
 
==[[Datei:presentation.png|20px|Icon]] 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.
 
 
 
==[[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] 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 &ndash; er kann sehr schnell rechnen
 
 
 
=== Noch eine Erweiterungsaufgabe ===
 
'''Analyse eines fremden Programmcodes:'''<br>
 
 
 
* Was stellt dieser Programmcode dar?
 
[[Datei:Lesen_prg.png|800px]]
 
 
 
Dieses Programm ist hier aufrufbar:
 
[https://makecode.microbit.org/#pub:_XdWYVaPe8WUk Link]
 
<htmlet>makecode_embed</htmlet>
 

Aktuelle Version vom 8. Juni 2022, 14:55 Uhr

Icon Erweiterungshardware zu Micro:bit

Erweiterungsboards

Board ohne Stromversorgung

  • Damit werden die Pins des Micro:bit auf Stifte herausgeführt - speziell für Breadboard-Arbeit

Board einfach.png

Board für die Vorsorung mit 5 Volt:

  • Damit gelingt eine Ansteuerung von vielen Erweiterungssensoren und Aktoren (Motor nicht enthalten)

Erweiterung 5volt.png Servo winkel.png

Board für die Vorsorung mit 5 Volt:

  • Damit gelingt eine Ansteuerung von vielen Erweiterungssensoren und Aktoren (Servomotor nicht enthalten)

Kirtonik servo.png Servo winkel.png

Motordriverboard zur Ansteuerung von Getriebemotoren

  • Motoren, ausgenommen Servormotoren, benötigen ein Motordriverboard (Motor nicht enthalten)

Kitronik motot driver.png Getriebemotor.png

Motoren

Servomoren:

  • Bei Servomotoren gibt es vorrangig 2 Typen, die für Micro:bit im niedrigen Preisbereich in Frage kommen.

Hier ist genau darauf zu achten, ob man einen Rotationsmotor oder eine Winkel-Motor benötigt

  • Die dargestellten Motoren sind auch mit 3 Volt betreibbar, wenn auch mit langsamer Geschwindkigkeit. Besser ist die Stromversorgung mit mind. 4,5 Volt, dann habe diese Motoren auch eine schnelle Ansprechgeschwindigkeit und Performance.

a) Servo-Winkelmotor: Drehwinkel 0 - 180 Grad

Servo winkel.png

b) Servo-Rotationsmotor: 0 - 180 gibt die Geschwindigkeit der Drehung an

Servo rotation.png


Getriebemotoren

  • Getriebemotoren benötigen ein Motorboard und auch mind. 5 Volt für den Betrieb, dafür verleihen sie den Modellen eine große Kraft bzw. Geschwindigkeit.

Getriebemotor.png

Bemerkung zu Motoren: Micro:bit wird mit 3 Volt betrieben. Das reicht für sehr viele Anwendungen völlig aus. Wir jedoch zusätzliche Hardware, wie Motoren verwendet, dann empfielt sich immer einen Stromversorgung mit 5 bis 6 Volt (USB-Ausgang, 3 bis 4 1,5 Volt-Batterien doer optimalerweise eine Powerbank vom Handy). Wenn dan auch noch Sensorrten betrieben werden, wird man ein zusätzliches Board nutzen.

Ultraschallsensoren

  • Der Ultraschallsensor sollte unbedingt auch mit 3,3 Volt betreibbar sein. Suche im Internet nach RCW-0001 - damit findet man die 3,3 V Versionen.

5 Volt: Ultraschall.png 3,3 Volt: Rcw-0001.jpg

Lichtgestaltung mit Neopixel

Neopixel sind mehrfarbige LEDs, die meist als Streifen geliefert werden:

Neopxiel 02.png

Pro Neopixel sind 3 LEDs für die Farben Rot, Grün und Blau verbaut. Unterschiedliche Farben wird durch additive Farbmischung erreicht.

Wenn alle 3 LEDs gleich starkt eingeschaltet sind leuchtet der Neopixel weiß.

Wichtiger Hinweis:

Die Stromaufnahme pro Neopixel reicht von 20 mA bis 60 mA. 60mA wird erreicht wenn alle 3 RGB-LEDs auf 100% Leistung eingeschalten werden.

Es wird empfohlen die Helligkeit auf 20 (%) einzustellen.

Dann können am micro:bit v1 drei Neopixel, am v2 sechs Neopixel DIREKT über die Pins angeschlossen werden (siehe Beispiel Ferngesteuert).

Über Erweiterungsboards, bei denen die Stromversorgung nicht direkt über den micro:bit laufen können mehr Neopixel-LEDs angeschlossen werden.

Neopixel können auch in unterschiedlichen Formen, wie Kreisen gekauft werden:

Neopixel 01.png


Breadboard

Breadboard.jpg

Kabel

Kabel elegoo.png


Siehe auch Bausätze