Die Verwendung der Sensoren des Calliope mini

Wir werden uns jetzt anschauen, wie der Calliope auf seine Umwelt reagieren kann. Wir nehmen unsere Umwelt über unsere Sinnesorgane, wie die Augen und die Ohren wahr. Diese Aufgabe übernehmen beim Calliope die Sensoren. Vielleicht hast du schon entdeckt, dass der Calliope zwei Tasten mit der Beschriftung A und B hat. Damit kann der Anwender eine Eingabe erzeugen, um z. B. eine Auswahl zu treffen. Mithilfe des Lichtsensors kann der Calliope die Helligkeit seiner Umgebung messen.

Die Tasten A und B

Die Sensoren liefern Eingabewerte für unsere Calliope-Programme. Deshalb finden wir die Blöcke zur Verwendung der Sensoren im Bereich Eingabe. Für die Tasten steht uns der folgende Block zur Verfügung.

Statt A können wir durch Klick auf den weißen Pfeil auch B oder A+B auswählen. In den Block können wir weitere Blöcke einfügen, die ausgeführt werden sollen, wenn der Anwender die entsprechenden Tasten drückt. Unser Programm startet also nicht sofort, sondern erst wenn das Ereignis eintritt, dass die entsprechende Taste gedrückt wird (s. Beispiel 1).

Aufgabe 1

1. Beschreibe das Programm in Beispiel 1 in deinen eigenen Worten. Was erwartest du, wie sich der Calliope verhalten wird?
2. Erweitere Beispiel 1 so, dass das Licht mithilfe der Taste B wieder ausgeschaltet werden kann.

Aufgabe 2

1. Aus deinem elektronischen Namensschild soll ein Stimmungsanzeiger werden. Ändere das Programm für dein Namenschild so, dass beim Drücken der Taste A dein Name gefolgt von einem lachenden Smiley angezeigt wird und beim Drücken der Taste B dein Name gefolgt von einem traurigen Smiley. So kannst du zusätzlich zu deinem Namen gleich mitteilen, in welcher Stimmung du gerade bist.
2. Wenn ihr zu zweit einen Calliope programmiert, könnt ihr nun auch das Problem lösen, welcher Name angezeigt wird. Lasst den Anwender mithilfe der Tasten A und B wählen.

Lichtsensor

Bei den Tasten werden nur zwei Zustände bzw. Werte unterschieden: gedrückt (wahr) oder nicht gedrückt (falsch). Der Helligkeitssensor unterscheidet hingegen mehrere Helligkeitsstufen. Während wir Begriffe wie hell, sehr hell oder dunkel verwenden, drückt der Sensor die Helligkeit in Zahlen aus. Um mit dem Sensor arbeiten zu können, müssen wir also zunächst ein Gefühl dafür entwickeln, welche Bedeutung die Zahlen haben, die der Sensor liefert. Welche Zahlen würden wir dem Begriff hell und welche dem Begriff dunkel zuordnen? Es bietet sich daher an, zunächst ein kleines Programm zu schreiben, das die Werte des Sensors einfach kontinuierlich auf dem LED-Display ausgibt. Die Werte des Sensors liefert der Block Lichtstärke im Bereich Eingaben.

Aufgabe 3

1. Erstelle das Programm aus Beispiel 2 und lade es auf deinen Calliope.
2. Bewege dich durch den Raum und beobachte die Werte, die der Calliope ausgibt. Schließe dazu die Batteriebox an den Calliope an.
3. Vervollständige den Satz „Je ______________ die Werte desto heller ist die Umgebung.“
4. Welches ist der kleinste und welches der größte Wert, den der Sensor ausgeben kann? Hinweis: Du kannst zur Beantwortung der Fragen 3) und 4) auch den Simulator zur Hilfe nehmen.

Aufgabe 4

Viele Autos und Fahrräder schalten das Licht automatisch an, wenn die Umgebung zu dunkel wird. Eine solche Lampensteuerung können wir mithilfe des Lichtsensors und der LED auch mit unserem Calliope bauen.

1. Ermittle mithilfe deines Programms aus Aufgabe 3 den Wertebereich, den du als zu dunkel definieren willst. Das heißt, für diese Werte des Lichtsensors soll der Calliope die LED anschalten.

Für den Lichtsensor steht kein Ereignis-Block wie in Abbildung 1 zur Verfügung, mit dem wir auf bestimmte Sensorwerte reagieren können. Wir müssen daher selbst einen Algorithmus erstellen, der immer wieder überprüft, ob sich der Wert des Lichtsensors in dem Bereich befindet, den du als dunkel definiert hast. Abbildung 2 zeigt das Grundgerüst eines solchen Algorithmus.

2) Vervollständige das Programm aus Abbildung 2. Teste es zuerst in der Simulation und dann mit deinem Calliope.
3) Formuliere das Programm in deinen eigenen Worten

Aufgabe 5

Freddy ärgert sich darüber, dass sein Nachbar manchmal an seine Federmappe geht und Stifte herausnimmt, ohne ihn zu fragen. Er beschließt daher mithilfe des Calliope eine kleine Alarmanlage zu bauen. Den Calliope legt er dazu in seine Federmappe. Sobald sie geöffnet wird, soll der Alarm losgehen.

1. Erstelle ein entsprechendes Programm für den Calliope und teste es, indem du den Calliope in deine Federmappe legst. Freddy findet es ein wenig nervig, dass die Alarmanlage die ganze Zeit piept, wenn er selbst einen Stift aus der Federmappe holen will.
2. Erweitere dein Programm so, dass der Alarm nicht ertönt, solange die Taste A gedrückt wird. Hinweis: Dafür können die Bausteine in Abbildung 3 hilfreich sein.

Weitere Sensoren

Aufgabe 6

Erkunde welche Sensoren der Calliope noch besitzt, welche Blöcke im Bereich Eingaben dazu jeweils zur Verfügung stehen und welche Werte die Sensoren liefern. Lege eine Tabelle wie in Abbildung 3 an und vervollständige sie.

Sensor	Blöcke
Helligkeitssensor
..	..

Hinweis: Wenn du mehr über einen Block bzw. Sensor erfahren möchtest, kannst du zu den einzelnen Blöcken eine Hilfeseite aufrufen.

Mein erstes Miniprojekt

Jetzt sollst du selbst kreativ werden. Suche nach Geräten im Alltag, deren Funktionalität du mit dem Calliope nachbauen kannst. Wenn du gar keine Idee hast, findest du im Ordner zu diesem Arbeitsblatt einige Vorschläge. Überlege dir zunächst, welche Sensoren du für die Umsetzung deines kleinen Projektes benötigst.

Lizenz

Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz. Und wurde von dem Lehrerbildungszentrum für Informatik der Universität Göttingen erarbeitet.