Mit Sensorwerten programmieren II - Robotik
In dieser 10-stündigen Unterrichtseinheit wirst du in die Welt der Sensorik eingeführt und lernst, wie Sensorwerte erfasst und ausgewertet werden können. Du wirst in einer Kleingruppe von 3-5 Schülern arbeiten und ein automatisiertes Modell mit Knex-Bausteinen und dem Calliope Mini Microcontroller erstellen.
- Einführung und Projektplanung (1 Stunde): Du wirst zunächst in das Thema eingeführt und mit deiner Gruppe ein Projekt planen. Ihr entscheidet gemeinsam, welche Sensoren ihr verwenden wollt und wie euer Modell gestaltet sein soll.
- Bau des Modells (2 Stunden): In dieser Phase werdet ihr euer Knex-Modell bauen. Achte darauf, dass euer Modell stabil ist und genügend Raum für die Integration von Sensoren und dem Calliope Mini bietet.
- Sensorintegration und Programmierung (3 Stunden): Du wirst lernen, wie Sensoren in das Modell integriert und an den Calliope Mini angeschlossen werden. Anschließend programmierst du den Calliope Mini, um die Sensorwerte zu erfassen und entsprechende Aktionen auszulösen.
- Testen und Optimieren (2 Stunden): Nachdem ihr das Modell gebaut und programmiert habt, testet ihr es und optimiert es nach Bedarf. Du lernst, wie du Sensorwerte auswerten und diese Daten verwenden kannst, um euer Modell zu verbessern.
- Dokumentation und Präsentation (2 Stunden): Du dokumentierst den gesamten Projektprozess in einem Projekttagebuch. Ihr schließt die Unterrichtseinheit ab, indem ihr euer fertiges Projekt und eure Projekttagebücher präsentiert.
Während der gesamten Einheit liegt der Fokus darauf, dass ihr den Projektprozess selbst organisiert und eure Arbeit im Projekttagebuch dokumentiert. Du lernst nicht nur, wie du Sensorwerte erfasst und auswertest, sondern auch, wie du ein Projekt von Anfang bis Ende planst und durchführst.
Projekte
- Riesenrad: In diesem Projekt erschaffst du ein beeindruckendes, voll funktionsfähiges Riesenrad aus Knex-Bauteilen. Mithilfe des Calliope Mini Mikrocontrollers und einer Reihe von Sensoren simulierst du die Bewegungen eines echten Riesenrads. Mit großer Sorgfalt und Detailgenauigkeit baust du eine strukturell sichere Konstruktion und programmierst ein System, das die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Riesenrads steuert.
- Karussell: Dieses Projekt fordert dich heraus, ein nostalgisches Karussell zu entwerfen und zu bauen. Mit dem Calliope Mini steuerst du die Drehbewegungen des Karussells, erzeugst realistische Bewegungsmuster und schaffst so ein authentisches Fahrerlebnis. Vom Aufbau der Sitzgondeln bis zur perfekten Kalibrierung der Geschwindigkeit hast du alle Aspekte des Karussellbaus im Griff.
- Mecklenburger Mühle: Hier konstruierst du eine detailgetreue Mecklenburger Mühle aus Knex. Die Mühlenflügel werden durch den Calliope Mini gesteuert, der eine lebensechte Simulation des Mühlenbetriebs ermöglicht. Du lernst, wie eine Mühle funktioniert und baust ein Modell, das sowohl ästhetisch ansprechend als auch technisch faszinierend ist.
- Helicopter Ride: In diesem spannenden Projekt erschaffst du ein Modell des berühmten Helicopter Ride Fahrgeschäfts. Durch die Kombination von Knex und dem Calliope Mini erzeugst du ein dynamisches Modell, das die auf- und abbewegungen sowie die Drehbewegungen dieses populären Fahrgeschäfts nachahmt.
- Spinaround Ride: Im Spinaround Ride-Projekt entwickelst du eine detailreiche und funktionsfähige Volksfestattraktion. Die Gondeln, die an einem Arm hängen, drehen sich durch ein Zahnrädergetriebe asynchron zur Drehung der Hauptachse. Du programmierst den Calliope Mini so, dass er die Geschwindigkeit und Rhythmus der Bewegungen steuert, um das volle Fahrerlebnis des Spinaround Rides zu simulieren.
In allen fünf Projekten steht das Sammeln von Erfahrungen mit der Erfassung und Auswertung von Sensorwerten im Mittelpunkt, sowie das Erlernen von Projektmanagement und Dokumentationstechniken. Jedes Projekt wird mit einem Projekttagebuch begleitet, in dem du deine Arbeitsschritte, Entscheidungen und Lösungen detailliert festhältst.