LEGO WeDo: SCRATCH-Programmierung

Transkript

1 LEGO WeDo: SCRATCH-Programmierung Version 1.0 SCRATCH ist eine kostenlose kindergerechte Programmiersprache, die vom MIT entwickelt wurde. Vor kurzem ist die neue Version 2.0 erschienen, die direkt von der Seite heruntergeladen werden kann. Allerdings unterstützt die Version 2.0 noch nicht die Ansteuerung des LEGO WeDo- Roboterbausatzes. Deshalb wird hier noch auf die Version 1.4 zurückgegriffen: Es existiert in der Zwischenzeit sehr viel kostenloses Lernmaterial im Internet zur Erlernung von SCRATCH. Siehe auch dazu auch unser ITAKE-Wiki, das regelmäßig ergänzt wird: Für das ITAKE-Projekt wurden Bausätze individuell zusammengestellt, die speziell eine schnelle Erlernung des Prinzips Messen, Steuern, Regeln ermöglichen sollen. Nach dem Erlernen der Grundkenntnisse soll möglichst schnell die kreative Phase eingeleitet werden. Dafür können dann beliebige LEGO-Erweiterungen zur Verfügung gestellt werden (Eventuell auch Bauteile aus Lego Serious Play). Programmieren des Windenergie-Rades Das Windenergie-Rad eignet sich sehr gut als Einstieg in die Welt des Messens, Steuerns, Regelns. Gelernt wird - Die Ansteuerung und Regelung eines Motors - Die Verwendung von Sensoren (in erster Linie Neigungssensor) - Das Programmieren einfacher Schleifen und bedingter Anweisungen Aufgabe 1: Schalte den Motor für 1 Sekunde ein, damit er sich in eine bestimmte Richtung dreht. Sollten die Bausteine für die Motorsteuerung unter Bewegung nicht aufscheinen, können sie über den Menüpunkt Bearbeiten eingeblendet werden:

2 Aufgabe 2: Versuche, die Motorkraft so weit zu drosseln, dass sich das Windrad gerade noch dreht. Aufgabe 3: Versuche die Drehrichtung umzudrehen und lasse das Windrad zuerst 1 Sekunde in die eine Richtung drehen und dann 1 Sekunde in die andere Richtung drehen. Oder:

3 Aufgabe 4: Lasse zusätzlich bei Änderung der Drehrichtung das Objekt auf der SCRATCH-Bühne etwas sagen und/oder einen Ton abspielen. Aufgabe 5: Wiederhole den Vorgang 5x. Aufgabe 6: Lasse das Windrad endlos in einer bestimmten Richtung mit der Motorkraft 50 drehen. Dieser Befehl genügt, denn der Befehl Motorkraft setzen starten automatisch den Motor. Aufgabe 7: Verwendung des Neigungssensors Wenn der Sensor nach hinten gekippt wird, soll der Motor starten. Wird er in eine andere Stellung gebracht, soll er wieder stoppen.

4 Dazu brauchen wir Vergleichsoperatoren (hellbgrün): Der aktuelle Wert des Sensors wird links hinein gezogen:

5 Aufgabe 8: Neigungssensor für fortgeschrittenere Schüler Die Motorkraft wird zunächst auf 50 gesetzt. Falls sich der Neigungssensor in waagrechter Position befindent, soll der Motor ausgeschaltet werden. Falls der Sensor nach vorne gekippt wird, soll sich der Motor mit halber Leistung drehen. Falls der Sensor nach hinten gekippt wird, soll er sich mit voller Leistung drehen. Wenn man den Sensor zur Seite neigt, soll die Drehrichtung gewechselt werden. Aufgabe 9: Steuerung der Motorrichtung mit den Pfeiltasten

6 Programmierung das Marsroboters Neugierdsnase Gelernt wird - Die Ansteuerung und Regelung eines Motors - Die Verwendung von Sensoren (i erster Linie Entfernungssensor) - Das Programmieren einfacher Schleifen und bedingter Anweisungen - Messungen durchführen Aufgabe 1: Wie weit fährt das Fahrzeug bei voller Motorkraft? Messe die Entfernung mit dem Lineal Aufgabe 2: Stelle in einer Entfernung von 30 Zentimetern ein Hindernis auf und versuche, knapp davor stehen zu bleiben, ohne dabei Sensoren zu verwenden. Welche Lösungsansätze gibt es dafür? Welche Programm-Bausteine könnte man dafür verwenden? Aufgabe 3: Hinderniserkennung mit dem WeDo-Entfernungssensor Die Motorkraft soll auf die Hälfte reduziert werden, damit das Fahrzeug nicht so schnell fährt. Das Fahrzeug soll knapp vor einem Hindernis stoppen. Realisierung: Wir brauchen eine Schleife, die den Wert des Sensors andauernd abfragt. Der Motor wird ausgeschaltet, falls der Wert des Entfernungssensors kleiner als 10 wird. Aufgabe4: Wenn das Auto das Hindernis erreicht hat, soll die Motorrichtung umgeschaltet werden und das Fahrzeug 1 Sekunde lang zurück gefahren.

7 Aufgabe 5: Wenn das Fahrzeug in die Nähe des Hindernisses kommt, soll es stehen bleiben. Verschwindet das Hindernis, soll das Fahrzeug wieder weiter nach vorne fahren. Aufgabe 6: Das Fahrzeug soll vor einem Hindernis ständig vor und zurück fahren

8 Aufgabe 7: Variante: Neigungssensor zeigt nach unten (siehe Bauanleitung) Das Fahrzeug soll knapp vor dem Abgrund halten. Wichtig dabei ist, die Motorkraft möglichst zu reduzieren, damit das Fahrzeug nicht zu schnell fährt und dadurch hinunter stürzt. Wie könnte man das noch verhindern? Verlängerung der Distanz? Aufgabe 8: für Fortgeschrittene Während das echte Fahrzeug eine Strecke von 30 cm zurücklegt, soll auf dem Bildschirm eine Animation ablaufen, bei der ein gezeichnetes Fahrzeug ebenfalls eine bestimmte Strecke fährt.