Fang das Ei: Unterschied zwischen den Versionen

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Wie funktioniert ein Beschleunigungssensor? Kann man damit den micro:bit steuern und das vielleicht sogar in einem Spiel?
 
Wie funktioniert ein Beschleunigungssensor? Kann man damit den micro:bit steuern und das vielleicht sogar in einem Spiel?
 
Der micro:bit hilft uns diese Fragen spielerisch zu beantworten. Du kannst mit dem micro:bit und dem eingebauten Beschleunigungssensor Bewegungen steuern wie z.B. links/ rechts kippen. Damit können wir die Spielsteuerung in einem kleinen Game übernehmen.
 
Der micro:bit hilft uns diese Fragen spielerisch zu beantworten. Du kannst mit dem micro:bit und dem eingebauten Beschleunigungssensor Bewegungen steuern wie z.B. links/ rechts kippen. Damit können wir die Spielsteuerung in einem kleinen Game übernehmen.
== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Anforderungen ==
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== [[Datei:icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung ==
Im Game lässt der micro:bit von oben ein Ei (= 1 Pixel LED) herabfallen, das natürlich nicht immer von der selben Position kommen soll. Auf der unteren Zeile befindet sich der Korb (= 1 Pixel LED) den du mit links/ rechts <spoiler text="kippen">[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|border|Neigungssensor - Kippen]]</spoiler> steuern kannst, sodass jedes Ei sicher im Korb landet.
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Im Game lässt der micro:bit von oben ein Ei (= 1 Pixel LED) herabfallen, das natürlich nicht immer von der selben Position kommen soll. Auf der unteren Zeile befindet sich der Korb (= 1 Pixel LED) den du mit links/ rechts kippen steuern kannst, sodass jedes Ei sicher im Korb landet. <spoiler text="Hinweis">[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|300px|border|Neigungssensor - Kippen]]</spoiler>  
 
Fällt ein Ei daneben, kannst es erneut von vorne versuchen. Probiere es doch selbst.
 
Fällt ein Ei daneben, kannst es erneut von vorne versuchen. Probiere es doch selbst.
 
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
 
== [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
* Etwa 2 Schulstunden zum Programmieren. Der Einsatz vom Kompass wird empfohlen beim Wandern, Radfahren, bei Exkursionen, Schulausflügen, ...
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Etwa 2 Unterrichtseinheiten zum Programmieren und 2 Unterrichtseinheiten zum anschließendem Experimentieren.
  
 
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
 
== [[Datei:Icon_puzzle3.png|20px|Icon]] Schwierigkeitsgrad ==
[[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternGelb.png|30px|borderless]][[Datei:SternLeer.png|30px|borderless]]
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[[Datei:Icon_puzzle.png|20px|Icon]]
 +
[[Datei:Icon_puzzle.png|20px|Icon]]
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[[Datei:Icon_puzzle.png|20px|Icon]]
  
 
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
 
== [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
Voraussetzungen
 
*Mathematik: Winkel, Ungleichungen
 
*Geographie: Himmelsrichtungen, Kompass
 
 
 
Du lernst
 
Du lernst
*Variablen einsetzen und deren Wert festlegen durch einen Sensor,
+
*einzelne LEDs (Pixel) der Anzeige ansteuern: zeichnen / (aus)schalten
*«Wenn – Dann – Ansonsten» Bedingungen anwenden,
+
*eine Achse (X) des Beschleunigungssensors auslesen
*logische Operatoren anwenden,
+
*Umrechnung der Beschleunigungswerte
*dich in unbekanntem Gelände orientieren.
+
*mathematische Funktion Min / Max zur Begrenzung von Werten verwenden
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*ereignisgesteuerte Programmierung <spoiler text="Hinweis">z.B. "wenn ... dann"</spoiler>
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*Anzeige im Display zur besseren Lesbarkeit pausieren
  
 +
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
 +
INF
  
Bei den Erweiterungen lernst du
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Beschleunigungssensor in der Digitalen Grundbildung. #digiGB
* Vor- und Nachteile von einem analogen und einem digitalen Kompass identifizieren,
 
* Kompassausrichtungen in verschiedenen Arten mit unterschiedlicher Genauigkeit anzeigen,
 
* was Geocaching ist und was du dazu brauchst.
 
  
== [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
+
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
INF, GW
 
  
== [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellung ==
+
=== Elemente der Programmierung ===
Was soll herauskommen?
+
[[Ereignissteuerung]], [[Anzeige]], [[LED]]
*Je nach Ausrichtung des Micro:bit soll die Himmelsrichtung angezeigt werden.[[Datei:ergebnis.png|right|border|Kompass zeigt Himmelsrichtung Norden an.]]
 
  
 +
=== Eckpfeiler zur Umsetzung ===
  
Kompass - Coding
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* Die Henne lässt ihre soeben gelegtes Ei (Bildschirm oberste Zeile) einfach nach unten plumpsen. <spoiler text="Hinweis"><b>Ei von oben: </b>[[Datei:03_fangdasei01.PNG|300px]]</spoiler>
*Die Richtung wird in Grad gemessen. <spoiler text="Code">[[Datei:Kompassausrichtung.png|border|Ausrichtung auslesen]] </spoiler>  
+
* Daher sollst du mit einem Korb (Bildschirm unterste Zeile) das Ei auffangen. <spoiler text="Hinweis"><b>Korb - unterste Zeile: </b>[[Datei:03_fangdasei02.png|300px]]</spoiler>
*Um die aktuelle Richtung zu merken, ist es hilfreich, eine Variable zu verwenden. Verwende für die Variable einen sinnvollen Namen.<spoiler text="Variable"> Z.B. [[Datei:Richtung.png|border|Variable Richtung]]</spoiler>  
+
* Beim Hinunterplumpsen soll als Animation der Schwerkraft das Ei immer eine Zeile weiter nach unten geschoben werden, etwa so. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Ei: immer eine Zeile weiter... </b>[[Datei:03_fangdasei03.png]]</spoiler>
*Die 4 Haupthimmelsrichtungen werden mit den Abkürzungen N, S, W, O angezeigt. <spoiler text="Code"> Z.B. [[Datei:Zeichenanzeige.png|border|Zeichen ausgeben]]</spoiler>
+
* Das Ei soll auch nicht immer von der Mitte aus starten, das wäre zu einfach. Außerdem legt ja auch nicht immer dieselbe Henne das nächste Ei. Verändere also nach jedem Durchlauf die Startposition des nächsten Eis in der obersten Zeile. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Ei: veränderte Startposition</b>[[Datei:03_fangdasei04.png|300px]]</spoiler>
*Mit Verzweigungen und logischen Operatoren kannst du abfragen, welche Himmelsrichtung angezeigt werden muss. <spoiler text="Code"> [[Datei:Verzweigungsvarianten.png|border|Verzweigungen]]</spoiler>  
+
* Die Steuerung des Korbs soll über den Beschleunigungssensor (X-Achse) den Korb in der untersten Zeile links/ rechts verschieben. <spoiler text="Hinweis"><b>Animation Korb kippen: links/ rechts verschieben </b>[[Datei:03_fangdasei_kippen.png|300px]]</spoiler>
*Der Vorgang soll dauerhaft wiederholt werden.<spoiler text="Code">[[Datei:Dauerhaft.png|border|dauerhaft wiederholen]]</spoiler>
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* Zu Beginn kann das Geschicklichkeitsspiel also so aussehen. <spoiler text="Hinweis"><b>mögliche Startpositionen... </b>[[Datei:03_fangdasei_eikorb.PNG|300px]]</spoiler>
Weitere Tipps zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Kompass Lösung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]].
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=== [[Fang_das_Ei_Loesung|Schritt für Schritt zur Lösung]] ===
Auf der Lösungseite findest du auch Links, die zum Bearbeiten der Erweiterungen hilfreich sind.
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Weitere Informationen, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung zum Beispiel findest du auf der [[Fang_das_Ei_Loesung|Lösungsseite zu diesem Beispiel]]
  
== Reflexion ==
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== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
 
===Allgemein===
 
===Allgemein===
 
* Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?  
 
* Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?  
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===Projektspezifisch===
 
===Projektspezifisch===
*Wie funktioniert dein Kompass? Welche Blöcke hast du verwendet?
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Versuche die Antworten durch Internet-Recherche und Diskussion mit anderen herauszufinden.
*Was hast du beim Erstellen vom Kompass über Himmelsrichtungen gelernt?
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*Warum beginnt der micro:bit mit 0 zu zählen? Siehe Positionsangaben Koordinatensystem. <spoiler text="Koordinaten">[[Datei:03 fangdasei05.png|border|Koordinaten micro:bit]]</spoiler>
*Hast du schon einmal einen Kompass verwendet? Wenn ja, wie? Vergleiche deinen Micro:bit Kompass mit einem richtigen Kompass? Worin unterscheiden sich die beiden Geräte? Sammle die Vor- und Nachteile beider Geräte!
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*Ist die Funktion "Random" (wähle ein Zahl zwischen 0 und 4) wirklich zufällig? <spoiler text="Random">[[Datei:03_block_04a.PNG|border]]</spoiler>
*Was brauchst du zusätzlich zur Karte und zum Kompass, um dich in der Natur orientieren zu können?
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*Wie lautet der Minimal- und Maximalwert den die Beschleunigungsmessung hergibt? Warum?
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*Warum muss die Anzeige für 300 ms pausiert werden?
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== [[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
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*Variationen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Verwende die Tasten A + B (li / re) anstatt / zusätzlich zur Steuerung mit dem Beschleunigungssensor.
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*Komplexere Anwendungen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Kollisionswächter: Überprüfe ob Korb und Ei dieselbe X-Achsenposition haben, wenn sie in der untersten Zeile aufeinander treffen? <br/>Erweitere das Game um einen Zähler (Anzahl Leben) und ziehe jeweils ein Leben ab sofern das Ei daneben plumpst.
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*Adaptionen, Neuentwicklungen [[Datei:Iconmonstr-arrow-20re-120.png|20px]] Sieh dir die Blöcke Spiel unter Fortgeschritten näher an. <br/>Du kannst ein Sprite mit Kollisionserkennung verwenden und Spielstände (Leben) verwalten. Experimentiere hier ausgiebig mit den "neuen" Möglichkeiten das Game zu verbessern.
  
== Optionen und Erweiterungen ==
+
==[[Datei:Printer.png|20px|Icon]] Aufgabe zum Ausdrucken==
[[Datei:Kompass_analog5_klein.jpg|width="300"|right|analoger Kompass: Wasserschale mit magnetisierter Nadel, schwimmend auf Korkstück]]
+
TBD
*Baue einen analogen Kompass mit einer Nadel, einem Magnet, einem Korkstück und einer Schüssel Wasser. Zeigt dein analoger Kompass dieselbe Himmelsrichtung an wie dein digitaler Kompass im Micro:bit?
 
*Zeichne statt der Anzeige der Buchstaben auf dem Micro:bit einen Pfeil Richtung Norden, Osten, Süden oder Westen!
 
*Ein Kompass zeigt normalerweise keine Buchstaben oder Zeichen an, sondern die Kompassnadel zeigt nach Norden. Erstelle einen Kompass, der immer nach Norden zeigt!
 
*Kannst du mehr als nur die 4 Haupthimmelsrichtungen anzeigen lassen?
 
*Ein digitaler Kompass muss manchmal kalibriert werden. Finde heraus, was das bedeutet und wie das mit deinem micro:bit funktioniert.
 
*Wie kannst du deinen Micro:bit Kompass zum Geocaching verwenden? Was brauchst du dazu?
 

Aktuelle Version vom 22. Mai 2018, 15:29 Uhr

Icon Fang das Ei

Ei und Korb (LEDs)

Wie funktioniert ein Beschleunigungssensor? Kann man damit den micro:bit steuern und das vielleicht sogar in einem Spiel? Der micro:bit hilft uns diese Fragen spielerisch zu beantworten. Du kannst mit dem micro:bit und dem eingebauten Beschleunigungssensor Bewegungen steuern wie z.B. links/ rechts kippen. Damit können wir die Spielsteuerung in einem kleinen Game übernehmen.

Icon Aufgabenstellung

Im Game lässt der micro:bit von oben ein Ei (= 1 Pixel LED) herabfallen, das natürlich nicht immer von der selben Position kommen soll. Auf der unteren Zeile befindet sich der Korb (= 1 Pixel LED) den du mit links/ rechts kippen steuern kannst, sodass jedes Ei sicher im Korb landet. Hinweis

Fällt ein Ei daneben, kannst es erneut von vorne versuchen. Probiere es doch selbst.

Icon Zeitaufwand

Etwa 2 Unterrichtseinheiten zum Programmieren und 2 Unterrichtseinheiten zum anschließendem Experimentieren.

Icon Schwierigkeitsgrad

Icon Icon Icon

Icon Kompetenzen

Du lernst

  • einzelne LEDs (Pixel) der Anzeige ansteuern: zeichnen / (aus)schalten
  • eine Achse (X) des Beschleunigungssensors auslesen
  • Umrechnung der Beschleunigungswerte
  • mathematische Funktion Min / Max zur Begrenzung von Werten verwenden
  • ereignisgesteuerte Programmierung Hinweis
  • Anzeige im Display zur besseren Lesbarkeit pausieren

Icon Unterrichtsfächer

INF

Beschleunigungssensor in der Digitalen Grundbildung. #digiGB

Icon Tipps und Hilfestellungen

Elemente der Programmierung

Ereignissteuerung, Anzeige, LED

Eckpfeiler zur Umsetzung

  • Die Henne lässt ihre soeben gelegtes Ei (Bildschirm oberste Zeile) einfach nach unten plumpsen. Hinweis
  • Daher sollst du mit einem Korb (Bildschirm unterste Zeile) das Ei auffangen. Hinweis
  • Beim Hinunterplumpsen soll als Animation der Schwerkraft das Ei immer eine Zeile weiter nach unten geschoben werden, etwa so. Hinweis
  • Das Ei soll auch nicht immer von der Mitte aus starten, das wäre zu einfach. Außerdem legt ja auch nicht immer dieselbe Henne das nächste Ei. Verändere also nach jedem Durchlauf die Startposition des nächsten Eis in der obersten Zeile. Hinweis
  • Die Steuerung des Korbs soll über den Beschleunigungssensor (X-Achse) den Korb in der untersten Zeile links/ rechts verschieben. Hinweis
  • Zu Beginn kann das Geschicklichkeitsspiel also so aussehen. Hinweis

Schritt für Schritt zur Lösung

Weitere Informationen, Hinweise und auch eine mögliche, komplette Lösung zum Beispiel findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel

Icon Präsentation und Reflexion

Allgemein

  • Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
  • Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
  • Welche Schwierigkeiten hast du gehabt? Wie konntest du diese lösen?
  • Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast! (Fachkompetenz stärken)
  • Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?

Projektspezifisch

Versuche die Antworten durch Internet-Recherche und Diskussion mit anderen herauszufinden.

  • Warum beginnt der micro:bit mit 0 zu zählen? Siehe Positionsangaben Koordinatensystem. Koordinaten
  • Ist die Funktion "Random" (wähle ein Zahl zwischen 0 und 4) wirklich zufällig? Random
  • Wie lautet der Minimal- und Maximalwert den die Beschleunigungsmessung hergibt? Warum?
  • Warum muss die Anzeige für 300 ms pausiert werden?

Icon Weiterentwicklung

  • Variationen Iconmonstr-arrow-20re-120.png Verwende die Tasten A + B (li / re) anstatt / zusätzlich zur Steuerung mit dem Beschleunigungssensor.
  • Komplexere Anwendungen Iconmonstr-arrow-20re-120.png Kollisionswächter: Überprüfe ob Korb und Ei dieselbe X-Achsenposition haben, wenn sie in der untersten Zeile aufeinander treffen?
    Erweitere das Game um einen Zähler (Anzahl Leben) und ziehe jeweils ein Leben ab sofern das Ei daneben plumpst.
  • Adaptionen, Neuentwicklungen Iconmonstr-arrow-20re-120.png Sieh dir die Blöcke Spiel unter Fortgeschritten näher an.
    Du kannst ein Sprite mit Kollisionserkennung verwenden und Spielstände (Leben) verwalten. Experimentiere hier ausgiebig mit den "neuen" Möglichkeiten das Game zu verbessern.

Icon Aufgabe zum Ausdrucken

TBD