Zeitnehmung: Unterschied zwischen den Versionen

Aus microbit - Das Schulbuch
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== Fahrzeit ==
 
== Fahrzeit ==
Tobias läuft eine Strecke. Anna und Maria stoppen beide seine Zeit mit einer Stoppuhr. Am Ende haben beide eine andere Zeit auf ihrer Stoppuhr. Tobias will aber eine genaue Zeit. Alle 3 überlegen wie man die Zeit genauer messen könnte. Wie wird denn die Zeit bei Skirennen, Olympialäufern, Autorennen usw. Genommen. Die Stoppuhr müsste automatisch auslösen, wenn man über die Startlinie und die Ziellinie kommt. Maria hat eine Idee, wie sie mithilfe des micro:bit eine solche Strecke bauen können.
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Tobias läuft eine Strecke. Anna und Maria stoppen beide seine Zeit mit einer Stoppuhr. Am Ende zeigen beide Stoppuhren eine andere Zeit an. Tobias will aber seine Zeit ganz genau wissen. Alle drei überlegen, wie man die Zeit exakter messen könnte. Auch bei Skirennen, Olympialäufen, Autorennen oder anderen Sportwettkämpfen wird die Zeit auf Zehntelsekunden präzise gemessen. Beim Übertreten der Start- und Ziellinie löst die Stoppuhr automatisch aus und gibt am Ende die Zeitdauer an. Maria hat eine Idee, wie mithilfe des micro:bits eine exakte Zeitmessung erfolgen kann.
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Image:Zn Geschichte1.JPG|Tobias läuft seine Strecke.
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== [[Datei:Icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung==
 
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Baue eine Rennstrecke für Spielzeugautos. Diese besitzt zwei Sensoren für die Zeitmessung. Die Sensoren erkennen, wenn ein Spielzeugauto die Start- oder Ziellinie passiert. Der micro:bit, misst die Zeitdauer, die das Auto vom Sensor am Start bis zum Sensor am Ziel benötigt. Schließe dazu die beiden Sensoren am micro:bit an.
Baue eine Rennstrecke mit zwei Sensoren, die erkennen, wenn ein Spielzeugauto darüberfährt.
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Programmiere den micro:bit, sodass er die Zeit misst, die das Auto vom 1. zum 2. Sensor benötigt.
 
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Schließe die beiden Sensoren an den micro:bit an und miss die Geschwindigkeit deines Spielzeugautos.
 
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== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand==
 
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2 Stunden zum Entwickeln des Programmes und zum Bauen der Rennstrecke.
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==Schwierigkeitsgrad==
 
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mit den micro:bit Pins Signale aufzunehmen
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== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
 
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Der micro:bit soll die Zeit des Fahrzeuges auf der Rennstrecke anzeigen.
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Der micro:bit soll die Zeitdauer des Fahrzeuges auf der Rennstrecke anzeigen.
  
 
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=== Erforderliche Programmierblöcke ===
 
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Variable
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Der micro:bit speichert die Zeit beim Überfahren der beiden Sensoren.
 
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Wenn Pin gedrückt
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Über die Anschlusspins schickt der Sensor ein Signal an den micro:bit.
 
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Mathematik: Runden und Subtrahieren
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Ziehe die Startzeit von der Zielzeit ab und runde das Ergebnis auf eine gut lesbare Größe.
 
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Zeige LEDs
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Der micro:bit zeigt ein Symbol, wenn er den ersten Sensor passiert hat.
 
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=== Eckpfeiler der Programmierung ===
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=== Eckpfeiler zur Programmierung ===
* Um die Zeiten von beiden Sensoren zu speichern benötigst du zwei Variablen
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* Um die Durchfahrtszeit zu erhalten musst du die beiden Zeiten von einander abziehen.
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* Beim Passieren des Sensors am Start, beginnt das Programm zu laufen.
* Das Programm gibt die Zeit in Mikrosekunden aus. Du musst sie in Millisekunden umrechnen um sie besser lesen zu können.
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* Beim Überfahren der Ziellinie wird der zweite Sensor ausgelöst, dadurch berechnet das Programm die gefahrene Zeit.
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* Auf der LED-Marix wird die Fahrtdauer in Millisekunden angezeigt.
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===[[Zeitnehmung_Lösung|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
 
===[[Zeitnehmung_Lösung|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
Hinweise zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Zeitnehmung_Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]]
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Hinweise zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Zeitnehmung_Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].
  
 
==[[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
 
==[[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
 
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Stelle dein Ergebnis vor! Was kann deine Rennstrecke? Wie schnell fährt dein Spielzeugauto?  
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Stelle dein Ergebnis vor! Beschreibe den Aufbau deiner Rennstrecke. Wie schnell fährt dein Spielzeugauto?  
 
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Kennst du weitere Möglichkeiten, die Zeit des Spielzeugautos auf einer gewissen Strecke zu bestimmen? Welche Vor- und Nachteile haben diese im Vergleich zur Rennstrecke?
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Kennst du weitere Möglichkeiten, die Zeitmessung eines Spielzeugautos auf einer Strecke umzusetzen? (zum Beispiel: Lichtschranken, Stoppuhr ...) Welche Vor- und Nachteile haben diese im Vergleich zur Rennstrecke?
 
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==[[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
 
==[[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
Was kannst du mit deinen Messensoren noch so machen?
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Zusätzliche Möglichkeiten um Messsensoren einzusetzen wären:
  
 
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Erkenne 2 Autos, die nacheinander fahren und zeige an welches der beiden schneller war.
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Der micro:bit erkennt zwei Autos die nacheinander fahren, und zeigt an, welches der beiden Fahrzeuge schneller war.
 
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Wenn du zwei Lichtschranken verwendest kannst du dich selbst und andere beim Laufen messen.
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Verwende zwei Lichtschranken als Sensoren, um dich selbst und andere beim Laufen zu stoppen.
 
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Überlege dir mit welchem Material der Kontakt beim Sensor noch besser hergestellt werden kann.
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Überlege dir, mit welchem Material der Kontakt beim Sensor besser hergestellt werden könnte.
 
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Wie kann man die Strecke umbauen um ein Rennen veranstalten zu können?
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Wie könnte man die Strecke umbauen, um ein Wettrennen zu veranstalten?
 
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Dabei lernst du:
 
Dabei lernst du:
* Wie man mit dem micro:bit Variablen vergleicht
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* wie man mit dem micro:bit Variablen vergleicht.
* Wie man den micro:bit mit anderen Sensoren verbindet
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* wie man den micro:bit mit anderen Sensoren verbindet.

Aktuelle Version vom 4. Februar 2020, 09:42 Uhr

Fahrzeit

Tobias läuft eine Strecke. Anna und Maria stoppen beide seine Zeit mit einer Stoppuhr. Am Ende zeigen beide Stoppuhren eine andere Zeit an. Tobias will aber seine Zeit ganz genau wissen. Alle drei überlegen, wie man die Zeit exakter messen könnte. Auch bei Skirennen, Olympialäufen, Autorennen oder anderen Sportwettkämpfen wird die Zeit auf Zehntelsekunden präzise gemessen. Beim Übertreten der Start- und Ziellinie löst die Stoppuhr automatisch aus und gibt am Ende die Zeitdauer an. Maria hat eine Idee, wie mithilfe des micro:bits eine exakte Zeitmessung erfolgen kann.

Icon Aufgabenstellung

Baue eine Rennstrecke für Spielzeugautos. Diese besitzt zwei Sensoren für die Zeitmessung. Die Sensoren erkennen, wenn ein Spielzeugauto die Start- oder Ziellinie passiert. Der micro:bit, misst die Zeitdauer, die das Auto vom Sensor am Start bis zum Sensor am Ziel benötigt. Schließe dazu die beiden Sensoren am micro:bit an.


Icon Materialien

  • Karton
  • Aluminiumfolie
  • doppelseitiges Klebeband
  • 4 Krokodilklemmen
  • micro:bit, USB-Kabel, Batterie
  • Computer

Icon Zeitaufwand

2 Stunden

Schwierigkeitsgrad

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Icon Kompetenzen

Du solltest bereits:

  • mit Karton, Schere und Klebeband sachgemäß umgehen können.
  • einfache Stromkreise verstehen.

Du lernst:

  • bewegungsfördernde und bewegungshemmende Vorgänge zu verstehen und anzuwenden.
  • mit den micro:bit Pins Signale aufzunehmen.
  • die aktuelle Zeit mit dem micro:bit abzufragen.
  • Variablen mit Werten zu belegen.
  • mit Variablen zu rechnen.

Icon Unterrichtsfächer

  • Informatik
  • Physik

Icon Tipps und Hilfestellungen

Der micro:bit soll die Zeitdauer des Fahrzeuges auf der Rennstrecke anzeigen.

Erforderliche Programmierblöcke

  1. Um eine Zeit zu bestimmen, greift der micro:bit auf seine innere Uhr zu.
    Zn Laufzeit.png


  2. Der micro:bit speichert die Zeit beim Überfahren der beiden Sensoren.
    Zn Variable.png


  3. Über die Anschlusspins schickt der Sensor ein Signal an den micro:bit.
    Zn PINgedrückt.png


  4. Ziehe die Startzeit von der Zielzeit ab und runde das Ergebnis auf eine gut lesbare Größe.
    Zn subtrahieren.png


    Zn runden.png


  5. Der micro:bit zeigt ein Symbol, wenn er den ersten Sensor passiert hat.
    Zn LEDszeigen.png


Eckpfeiler zur Programmierung

  • Beim Passieren des Sensors am Start, beginnt das Programm zu laufen.
  • Beim Überfahren der Ziellinie wird der zweite Sensor ausgelöst, dadurch berechnet das Programm die gefahrene Zeit.
  • Auf der LED-Marix wird die Fahrtdauer in Millisekunden angezeigt.

Schritt für Schritt zur Lösung

Hinweise zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.

Icon Präsentation und Reflexion

  1. Stelle dein Ergebnis vor! Beschreibe den Aufbau deiner Rennstrecke. Wie schnell fährt dein Spielzeugauto?
  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 Zeitmessung eines Spielzeugautos auf einer Strecke umzusetzen? (zum Beispiel: Lichtschranken, Stoppuhr ...) Welche Vor- und Nachteile haben diese im Vergleich zur Rennstrecke?

Icon Weiterentwicklung

Zusätzliche Möglichkeiten um Messsensoren einzusetzen wären:

  1. Der micro:bit erkennt zwei Autos die nacheinander fahren, und zeigt an, welches der beiden Fahrzeuge schneller war.
  2. Verwende zwei Lichtschranken als Sensoren, um dich selbst und andere beim Laufen zu stoppen.
  3. Du kannst die Zeitnehmung auch mit einem Smartphone programmieren.
  4. Überlege dir, mit welchem Material der Kontakt beim Sensor besser hergestellt werden könnte.
  5. Wie könnte man die Strecke umbauen, um ein Wettrennen zu veranstalten?

Dabei lernst du:

  • wie man mit dem micro:bit Variablen vergleicht.
  • wie man den micro:bit mit anderen Sensoren verbindet.