Kompass

Hast du dich schon einmal in unbekanntem Gelände verirrt?

Aufgabenstellung

1. Baue einen digitalen Kompass. Der digitale Kompass soll zwischen den Haupthimmelsrichtungen Norden, Süden, Westen, Osten unterscheiden!
2. Baue einen einfachen analogen Kompass!
3. Zeigen deine beiden Kompasse dieselbe Himmelsrichtung an?

Ein Sensor misst die Ausrichtung des micro:bit in Grad (°). Wenn du den micro:bit bewegst, veränderst du diesen Sensorwert. Die Himmelsrichtung muss daher ständig (mit bedingten Abfragen und logischen Verknüpfungen) aus dem Sensorwert neu ermittelt und dargestellt werden.

Bevor du deinen Kompass zur Orientierung in unbekanntem Gelände praktisch einsetzt, musst du ihn kalibrieren.

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

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 von einem aktuellen Sensorwert gestaltest
• wie du bedingte Anweisungen verschachtelst

Unterrichtsfächer

Geographie und Wirtschaftskunde, Informatik, Physik

Tipps und Hilfestellungen

Je nach Ausrichtung soll der micro:bit die Himmelsrichtung anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

1. dauerhaft Block

   basic.forever(function () {
   })
   

2. Setzen einer Variable Block

      let Platzhalter = 0
   

3. Verschachtelte bedingte Anweisungen Block

   basic.forever(function () {
       if (true) {
       	
       } else {
           if (true) {
           	
           } else {
           	
           }
       }
   })
   

4. Sensor für die Ausrichtung des micro:bit Block

   basic.forever(function () {
      Platzhalter = input.compassHeading()
   })
   

5. Kalibrieren des Sensors Block

   input.onButtonPressed(Button.A, function () {
       input.calibrateCompass()
   })
   

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

1. 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?
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 Himmelsrichtungen zu bestimmen?

Weiterentwicklung

Was kannst du mit deinem micro:bit Kompass sonst noch machen?

1. Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
2. Ein Kompass zeigt normalerweise immer nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
3. Wie kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen?
4. Du kannst den micro:bit Kompass auch mit einem Smartphone programmieren: [1]
5. Wie kannst du deinen micro:bit zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu? [2]

Dabei lernst du

• wie du dich in unbekanntem Gelände orientierst
• Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit darzustellen
• was Geocaching ist und wie du mitmachen kannst