Temperatur-Kontrolle: Unterschied zwischen den Versionen

Aus microbit - Das Schulbuch
Wechseln zu: Navigation, Suche
K (20px|Icon Kompetenzen)
K (20px|Icon Kompetenzen)
Zeile 49: Zeile 49:
 
* Einen Prozentanteil schätzen können (Mathematik)
 
* Einen Prozentanteil schätzen können (Mathematik)
 
* Eine Wertetabelle anlegen und auswerten können (Mathematik)
 
* Eine Wertetabelle anlegen und auswerten können (Mathematik)
 
+
<br>
 
* Programmbefehle zu Tastenfunktionen A und B zuordnen können
 
* Programmbefehle zu Tastenfunktionen A und B zuordnen können
 
* Den Beschleunigungssensor anwenden
 
* Den Beschleunigungssensor anwenden
Zeile 57: Zeile 57:
 
* das Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
 
* das Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
 
* das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen-Kabel  
 
* das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen-Kabel  
* Sensordaten zu lesen, zu interpretieren, und umzurechnen
+
* '''Sensordaten''' analog einzulesen, zu interpretieren, und umzurechnen
* die [https://de.wikipedia.org/wiki/Steigung#Steigung_einer_Geraden Steigung einer Geraden] mit 2-Punkt-Kalibrierung ausrechnen
+
* die '''[https://de.wikipedia.org/wiki/Steigung#Steigung_einer_Geraden Steigung einer Geraden]''' mit 2-Punkt-Kalibrierung ausrechnen
 
<spoiler>[[File:Wiki slope in 2d.svg|thumb left|Wiki Steigung in 2D]]</spoiler>
 
<spoiler>[[File:Wiki slope in 2d.svg|thumb left|Wiki Steigung in 2D]]</spoiler>
  

Version vom 22. Dezember 2021, 17:30 Uhr

Icon Raumtemperatur exakt messen? Ist doch eigentlich easy!

Detailansicht Schaltung
„Sag mal Petra, ist dir auch so heiß wie mir?“
„Äähhhm, … nein?! Aber wir könnten die Raumtemperatur mit dem microbit checken. Was meinst du, Marcel?“
„Naja, der hat ja so einen Sensor auf der CPU, glaube ich. Aber wie messen wir dann den Raum?“
„Marcel, das geht einfach mit einem externen Sensor, der weit genug von der CPU entfernt ist - z.B. mit Krokoklemmen-Kabeln. Lass uns das doch gleich ausprobieren, einverstanden?“

Icon Aufgabenstellung

Der BBC micro:bit dient als Messgerät für die echte Raumtemperatur ohne dabei die CPU Abwärme mit zu messen.
Sobald der micro:bit mit Strom versorgt ist und sich an die Umgebungstemperatur angepasst hat (ca. 5-10 Min.), misst er diese dauerhaft.
Wird die Taste B gedrückt, zeigt er den Messwert der Spannung (0 - 3 Volt) als Zahl an.
Durch Erfassen von zwei Messpunkten, kann die eletronische Schaltung kalibriert werden.
Nach Kalbrierung und Umformung in eine Temperaturberechnung kann die Temperatur in Grad Celsius angezeigt werden.
Bei Drücken der Taste A zeigt der micro:bit die umgerechnete Temperatur an.

Hinweis


Icon Materialien

Schaltungsaufbau analaog
  • BBC micro:bit
  • 3 Krokodilklemmen-Kabel (unterschiedliche Farben) Hinweis
  • 1 Thermometer zum Kalibrieren der analogen Schaltung
  • 2 unterschiedliche Temperaturmessungen (mind. 10 Grad Celsius Unterschied) z.B. Zimmer und Kühlschrank
  • etwas Zeit bei plötzlichem Temperaturwechsel zur Akklimatisierung (5-10 Min.)

Icon Zeitaufwand

  • ca. 2 Schulstunden zum Aufbau der Schaltung und Kailbrieren des Messaufbaus Hinweis
  • ca. 1-2 Schulstunden zum Entwickeln des Programmes und für erste Messungen Hinweis


Icon Schwierigkeitsgrad

borderlessborderlessborderless

Icon Kompetenzen

Das solltest du bereits können

  • Einen Prozentanteil schätzen können (Mathematik)
  • Eine Wertetabelle anlegen und auswerten können (Mathematik)


  • Programmbefehle zu Tastenfunktionen A und B zuordnen können
  • Den Beschleunigungssensor anwenden

Du lernst

  • vernetztes und fachübergreifendes Denken
  • das Formulieren und Kodieren von Abläufen in formalen Algorithmen
  • das Arbeiten mit Pins und Krokoklemmen-Kabel
  • Sensordaten analog einzulesen, zu interpretieren, und umzurechnen
  • die Steigung einer Geraden mit 2-Punkt-Kalibrierung ausrechnen

Hinweis


Icon Unterrichtsfächer

INF, BU, WE

Icon Tipps und Hilfestellung

Ziel

Der micro:bit soll die Umgebungstemperatur messen, den Messwert auf Knopfdruck anzeigen und die daraus errechnete Temperatur auf Druck des anderen Knopfs im Display anzeigen.

Hinweis


Erforderliche Programmierblöcke

  1. beim Start Block *
  2. Variable Block *
  3. pausiere Block
  4. Wenn Knopf A gedrückt Block
  5. analoge Werte von Pin in Variable einlesen Block *
  6. zeige ZahlBlock *

Eckpfeiler zur Programmierung

  1. Durch Auslesen des analogen Spannungswertes eines Pins kann der micro:bit als Messgerät verwendet werden.
  2. Die Spannung des micro:bits von 3 Volt wird durch die elektronische Schaltung (Thermistor + Widerstand) und etwas Wartezeit (ca. 5-10 Min.) auf die aktuelle Temperatur eingestellt.
  3. Dann lesen wir die Spannung an PIN 0 aus und bilden diesen Wert in einer Variable ab.
  4. Den Spannungswert der Variablen geben wir zur Kalibrierung bei Drücken des Knopfs B im Display aus.
  5. Die eingelesene Variable muss nur noch in eine Temperatur umgewandelt werden,
  6. Der umgerechnete Wert wird durch Drücken des Knopfs A im Display angezeigt.
  7. 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 und deren elektronische Temperaturschaltung (Thermistor + Widerstand) gleiche Werte?
    3. Vergleiche die Werte von unterschiedlichen Orten - innen, außen, Schatten, Sonne, Kühlschrank, etc.
    4. Hast du aussagekräftige Werte bekommen? Stimmen die micro:bit Werte mit denen des externen Thermometers halbwegs überein?
    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 bei Unter- bzw. Überschreiten eines Schwellenwertes (Komfortzone)
    • Smileys bei angenehmen Temperaturen, Eiszapfen und Kochtopf bei Überschreiten der "angenehmen Zone".
    • Temperaturwerte zu anderen micro:bits senden - Außentemperatur, Kühlschranktemperatur, etc.