Pflanzenwächter: Unterschied zwischen den Versionen

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...spielte sich wie fast üblich und beinahe tagtäglich wiederkehrend zwischen den beiden die folgende Szene ab:
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:„Sag mal Lea, hast du die Pflanze von Oma gegossen?“
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: „Maaaaaamaaaa! Die Lea hat schon wieder nicht ordentlich Zähne geputzt! Maaaaamaaaa!“
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::„Äähhhm, … nein?! Ooooohh, diese Pflanze ist total vertrocknet.“
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:: „Hab ich sehr wohl, du kleine Petze. Jakob, nur weil ich schneller bin als du, heißt das noch lange nicht, dass ich nicht gut geputzt habe. Also halte die Klappe.“
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::„Jakob, ich glaube, wir werden diesmal auf unser Blumendiensttaschengeld verzichten müssen.“
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: „Maaaaaamaaaa, die Lea sagt ‚halte die Klappe‘ zu mir !!!“
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:„Lea, das passiert uns nicht mehr! Wir brauchen doch nur etwas, das uns zeigt, ob die Pflanze genügend Wasser hat.“
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:: „Chill mal. Wollen wir wetten? Ich kann dir beweisen, dass ich in kürzerer Zeit öfter meine Zähne gebürstet habe, als du.“
 
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: „Ok, aber wie soll das funktionieren? So schnell kann ich nicht mitzählen!“
 
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:: „Nehmen wir doch einfach unseren Micro:Bit. Den befestigen wir so am Stiel der Zahnbürste, dass er nicht nass wird. Dann schreiben wir schnell ein kleines Programm. Ich drücke auf A, putze die Zähne und dann drücke ich wieder auf A zum Stoppen. Dann, machen wir den Micro:bit auf deiner Zahnbürste fest und mit B starten und stoppen wir deine Putzaktion. Danach soll uns der kleine Computer einfach sagen, wer öfter geschrubbt hat. Das geht ganz einfach. Soll ich es dir zeigen?“
 
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: „Jjjja, aber ich will A sein.“
 
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:: „Natürlich, kleine Nervensäge, daran soll es nicht scheitern ...“
 
  
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== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Anforderungen ==
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== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung==
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:Der BBC micro:bit dient als Messgerät für den Feuchtegrad im Blumentopf.
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::Sobald der micro:bit mit Strom versorgt ist, misst er dauerhaft und zeigt den Messwert als Graph.
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::Wird die Taste A gedrückt, zeigt er den Wert als Zahl.
  
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Wenn man Lea und Jakob genau zuhört, weiß man, was alles gemacht werden muss. Versuche erst einmal, selbst herauszufinden, was zu tun ist. Was genau soll das Programm können? Wann soll was genau passieren?
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<spoiler>
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<spoiler>Die beiden haben folgende Dinge ausgemacht:
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*Zur Überwachung des Feuchtegrades der Blumentopferde gibt der micro:bit Strom über die Pins in die Erde ab
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* Der Micro:bit muss wasserdicht eingepackt werden können
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*Dazu wird ein Stromkreis mit Krokoklemmen und Sensoren aufgebaut
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* Der Micro:bit muss samt Batterie- oder Akkupack schnell (zum Wecheln) an einer Zahnbürste festgemacht werden können
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*Der Strom vom micro:bit gelangt über Kabel und Sensoren in den Boden und zurück
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* Nach dem Einschalten wird der Bildschirm gelöscht und gewartet
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*Es kann nun gemessen werden, wie viel davon noch tatsächlich in den micro:bit zurück kommt
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* Drückt jemand auf die Taste A werden alle dann folgenden Bewegungen als Putzen für Jakob gezählt, bis wieder die Taste A gedrückt wird
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*Dieser Wert wird als Graph auf der LED MAtrix angezeigt
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* Drückt jemand auf die Taste B werden alle dann folgenden Bewegungen als Putzen für Lea gezählt, bis wieder die Taste B gedrückt wird
 
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* Werden die Tasten A und B gemeinsam gedrückt wird die Auswertung angezeigt (ob Jakob mehr geputzt hat, ob Lea öfter schrubbte oder ob beide gleich oft geschrubbt haben)
 
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* (Nach der Ergebnisanzeige werden die Zähler für beide wieder zurückgesetzt um einen neuen Versuch starten zu können)
 
 
</spoiler>
 
</spoiler>
  
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== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Mögliche Materialliste ==
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== [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Materialien ==
  
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* Micro:bit
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[[Datei:materialpflanzenwächter.jpg|right|500px|border|Material Pflanzenwächter]]
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* Ein oder zwei Zahnbürsten
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* BBC micro:bit
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* Nervigen Bruder (oder Schwester, alternativ auch Mama, Papa, ...)
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* 2 Krokodilklemmen
−
* Material zum wasserdichten Verpacken des Computers <spoiler>Am einfachsten ist ein kleiner, verschließbarer Plastikbeutel der keine Löcher aufweist</spoiler>
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* 2 Nägel oder Schrauben
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* Material zum Befestigen des Micro:bit an den Zahnbürsten <spoiler>Um ein schnelles Wechseln zwischen verschiedenen Zahnbürsten zu ermöglichen kann man auch einfach alles gemeinsam in der Hand halten. Sonst könnte man auch ein Klebeband nehmen ...</spoiler>
+
* 1 Gefäß mit trockener Erde
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* 1 Gefäß mit feuchter Erde
  
 
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
 
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
  
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* Etwa eine Schulstunde für den Aufwand des Verpackens und Befestigens
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* 2 Schulstunden zum Entwickeln des Programmes und für erste Messungen
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* Zwei Schulstunden zum Entwickeln des Programms
 
  
 
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
 
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
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[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]]
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[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
  
 
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
 
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
  
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Du lernst ...
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Du lernst
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* ... vernetztes und fachübergreifendes Denken
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* vernetztes und fachübergreifendes Denken
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* ... Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
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* das Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
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* ... arbeiten mit verschiedenen Materialien und Werkzeugen
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* das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen
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* ... Berechnungen direkter und indirekter Proportionen (optional)
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* Sensordaten zu lesen und zu interpretieren
  
 
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
 
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
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INF, M, WE, GUE
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INF, BU, WE
  
 
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellung ==
 
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellung ==
  
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* Am Anfang am besten nur zählen, wie oft eine Bewegung erkannt worden ist und den Zahlenwert anzeigen - ohne zweiten Zähler. Das baut auf dem Projekt [[Schrittzähler]] auf. Löse das eventuell zuerst!
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===Ziel===
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* Wenn das funktioniert, kann es mit einer Start-/Stopp-Logik mit der Taste A ausgebaut werden. Beachte: Einmal A gedrückt, soll das zählen starten, ein zweites Mal drücken stoppt es wieder. Man sollte sich also merken, ob man gerade zählt oder nicht und bei einem Tastendruck zwischen zählen und nicht zählen umschalten. Dein Zähler von vorher, darf natürlich nur dann wirklich mitzählen, wenn gestartet worden ist!
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Der micro:bit soll den Feuchtegrad der Erde mit einem Graph darstellen.<spoiler>
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* Dann diesen Teil duplizieren und für Taste B abändern. Prüfe genau, wann für Jakob und wann für Lea gestartet werden darf!
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* Zu Beginn wollen wir nur die Feuchtigkeit messen
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* Mache die Auswertung erst am Ende. Versuche als Vorarbeit zB einfach nach jedem Zählen die Werte für Lea und Jakob am Bildschirm auszugeben. Wenn das funktioniert, schreibe einen Code für "Wenn A+B gedrückt" und überlege dir genau, wann ein Ergebnis zählt, wann wer gewonnen hat und ob es vielleicht auch ein unentschieden geben kann!
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* Danach können wir auch Sensordaten und Werte am micro:bit anzeigen lassen
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* Verschwende keine Energie und optimiere deinen Code
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===Erforderliche Programmierblöcke===
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:<ol>
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:<li>[[Variablen|Variable]] <spoiler text="Block"> [[Datei:Variable.png|border|500px|Icon]]</spoiler>
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:<li>Verschachtelte  [[Bedingte_Anweisungen|bedingte Anweisungen]] <spoiler text="Block"> [[Datei:Geschachtelte verzweigung.png|500px|Icon|border|Bedingte Anweisung verschachtelt]]</spoiler>
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:<li>[[Schleifen|dauerhaft]] <spoiler text="Block"> [[Datei:dauerhaft.png|500px|Icon|border|]]</spoiler>
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:<li>[[Schleifen|beim Start]] <spoiler text="Block"> [[Datei:Beimstart.png|500px|Icon|border|]]</spoiler>
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:<li>schreibe analogen Pin <spoiler text="Block"> [[Datei:Schreibepin.png|500px|Icon|border|]]</spoiler>
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:<li>zeichne Balkendiagramm <spoiler text="Block"> [[Datei:Balkendiagramm.PNG|500px|Icon|border|]]</spoiler>
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===Eckpfeiler zur Programmierung===
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:<li>Durch Ansteuern eines Pins gibt dieser einen Strom aus.</li>
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:<li>Wir lesen die Spannung an einem weiteren Pin aus und bilden diesen Wert in einer Variable ab.</li>
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:<li>Variablen können auf der LED Matrix grafisch dargestellt werden.</li>
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:<li>Die Werte der Variablen können auch als Zahl auf der LED Matrix dargestellt werden. In unserem Fall nur dann, wenn der Knopf A gedrückt wird.</li>
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Weitere Infos, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Morgenritual_Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]]
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===[[Pflanzenwächter_Lösung|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
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:Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der [[Pflanzenwächter_Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].
  
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== Reflexion ==
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== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
  
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# Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
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# Stelle dein Ergebnis vor!
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# Was kann dein Messgerät? Messen andere micro:bits gleiche Werte?
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# Vergleiche die Werte unterschiedlicher Blumentöpfe.
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# Hast du aussagekräftige Werte bekommen? Kannst du damit eine Skala erstellen?
 
# Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
 
# Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
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# Welche Schwierigkeiten hast du gehabt? Wie konntest du sie lösen?
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# Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du sie lösen?
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# Erläutere, wie du Programm aussieht!
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# Erläutere, wie dein Programm aussieht!
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# Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?
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# Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?
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# Was schätzt du, wie oft bei einmal Zähneputzen die Bürste bewegt wird? Schätze es zuvor und vergleiche deine Schätzung mit deinen Messergebnissen!
 
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# Vergleiche es mit deinen Mitschülerinnen und Mitschülern! Wie viele "Schrubbungen" sollten es mindestens sein, um der eigenen Gesundheit etwas Gutes zu tun?
 
  
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== Optionen und Erweiterung ==
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== [[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
  
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* Expert_innen können auch noch die Zeit ermitteln, wie lange A und B jeweils geputzt haben und dann berechnen, wieviele „Bürstungen pro Minute“ A und B jeweils gemacht haben.
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* Audioalarm beim Überschreiten eines Schwellenwertes
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* Smileys anstelle des Graphen bei der Ausgabe der Feuchtigkeit
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* Feuchtigkeitswerte zu anderen BBC micro:bit senden
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* Bau eines Pflanzenwächters mit Bewässerungsautomatik <spoiler>(https://youtu.be/7eC_VjH1eP0, https://makecode.microbit.org/projects/plant-watering)</spoiler>

Aktuelle Version vom 17. Mai 2022, 08:43 Uhr

Icon Blumengießen vergessen schwer gemacht!

Pflanzenwächter
„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 Blumendiensttaschengeld verzichten müssen.“
„Lea, das passiert uns nicht mehr! Wir brauchen doch nur etwas, das uns zeigt, ob die Pflanze genügend Wasser hat.“

Icon Aufgabenstellung

Der BBC micro:bit dient als Messgerät für den Feuchtegrad im Blumentopf.
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.

Hinweis


Icon Materialien

Material Pflanzenwächter
  • BBC micro:bit
  • 2 Krokodilklemmen
  • 2 Nägel oder Schrauben
  • 1 Gefäß mit trockener Erde
  • 1 Gefäß mit feuchter Erde

Icon Zeitaufwand

  • 2 Schulstunden zum Entwickeln des Programmes und für erste Messungen

Icon Schwierigkeitsgrad

borderlessborderlessborderless

Icon Kompetenzen

Du lernst

  • vernetztes und fachübergreifendes Denken
  • das Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
  • das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen
  • Sensordaten zu lesen und zu interpretieren

Icon Unterrichtsfächer

INF, BU, WE

Icon Tipps und Hilfestellung

Ziel

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


Erforderliche Programmierblöcke

  1. Variable Block
  2. Verschachtelte bedingte Anweisungen Block
  3. dauerhaft Block
  4. beim Start Block
  5. schreibe analogen Pin Block
  6. zeichne Balkendiagramm Block

    7. Eckpfeiler zur Programmierung

    1. Durch Ansteuern eines Pins gibt dieser einen Strom aus.
    2. Wir lesen die Spannung an einem weiteren Pin aus und bilden diesen Wert in einer Variable ab.
    3. Variablen können auf der LED Matrix grafisch dargestellt werden.
    4. Die Werte der Variablen können auch als Zahl auf der LED Matrix dargestellt werden. In unserem Fall nur dann, wenn der Knopf A gedrückt wird.

      5. Schritt für Schritt zur Lösung

      Hinweise zur Lösungsfindung und die Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.

      Icon Präsentation und Reflexion

      1. Stelle dein Ergebnis vor!
      2. Was kann dein Messgerät? Messen andere micro:bits gleiche Werte?
      3. Vergleiche die Werte unterschiedlicher Blumentöpfe.
      4. Hast du aussagekräftige Werte bekommen? Kannst du damit eine Skala erstellen?
      5. Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
      6. Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du sie lösen?
      7. Erläutere, wie dein Programm aussieht!
      8. Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?

      Icon Weiterentwicklung

      • Audioalarm beim Überschreiten eines Schwellenwertes
      • Smileys anstelle des Graphen bei der Ausgabe der Feuchtigkeit
      • Feuchtigkeitswerte zu anderen BBC micro:bit senden
      • Bau eines Pflanzenwächters mit Bewässerungsautomatik Hinweis
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