Programmieren mit Mikrocomputern Simon Hefti, Institut ICT & Medien PHSG

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Günther Steinmann
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1 Programmieren mit Mikrocomputern Simon Hefti, Institut ICT & Medien PHSG

2 SIMON HEFTI Projektmitarbeiter Institut ICT & Medien

3 Warum es manchmal schwer ist......informatiker zu sein. Meine Mutter sagte: «Sei bitte so lieb und geh für mich in den Supermarkt. Kauf eine Flasche Milch und wenn sie Eier haben, bring sechs mit!» Ich kam mit sechs Flaschen Milch wieder. Sie schimpft «Warum zum Teufel hast du sechs Flaschen Milch gekauft?» Meine Antwort: «Weil sie Eier hatten.»

4 Die Herausforderung «Informatik»

5 Mikrocontroller Zielgruppe Schüler codebug.org.uk microbit.org calliope.cc Zielgruppe Maker und Technikfans arduino.cc raspberrypi.org

6 Der Mikrocontroller Beispiel Thymio Bilder: thymio.org

7 Der Mikrocontroller Blocky Code Python Code input.onbuttonpressed(button.a, () => { basic.showstring("hallo WELT")}) Maschinencode C202D EC A E4 Compiler Transfer / «Flash»

8 Bild:

9 Bild:

10 Codierungsplattformen microbit.org/code Microsoft PXT (Beta) Tabelle: heise Medien c t 04/17

11 Die micro:bit Story 2016 ca. 1Mio Stück an UK Schulkinder verteilt Zielgruppe 10 12jährige u.a von BBC, Microsoft, Samsung, Cisco Opensource Projekt Für 13 Pfund erhältlich Träger: Microbit Education Foundation

12 Block Editor: pxt.microbit.org Online Unterlagen: goo.gl/r9w2cd (Gastzugang wählen)

13 TASK I: Der Welt Hallo Sagen TASK Nach Knopfdruck Displayanzeige aktivieren / wechseln Knopf A: Textanzeige LED: Hallo Welt Knopf B: Smiley anzeigen INHALTE Einstieg in die PXT Programmumgebung Auf Ereignisse reagieren Benötigte Blöcke zeige Zeichenfolge [ ] zeige LEDs wenn Knopf [ ] gedrückt halte Animation an

TASK II: Pin-Kontakt (Bewässerungsmelder) TASK

INHALTE Nutzung der analogen Pins Einsatz einer

LEDs Kein Kontakt Zeige Anti-Smiley Kontakt

14 TASK II: Pin-Kontakt (Bewässerungsmelder) TASK Durch den Pinkontakt ändert die Displayanzeige INHALTE Nutzung der analogen Pins Einsatz einer Schleife Benötigte Blöcke dauerhaft [ ] zeige LEDs Kein Kontakt Zeige Anti-Smiley Kontakt Zeige Smiley pin [ ] ist gedrückt während [ ] mache [ ]

15 TASK III: Zähler START: Zahl in Display auf 0 TASK Eine Variable mit dem Namen «Nummer» wird generiert (Platzhalter à neuen Platzhalter) Je nach Knopfdruck wird der Wert der Variabel erhöht oder reduziert Ein «Shake» definiert die Variable neu (1 9) Knopf A: Zahl in Display -1 Zusatz: Minimalwert = 0 Knopf B: Zahl in Display +1 Zusatz: Minimalwert = 9 INHALTE Variablen einsetzen und deren Wert verändern Einsatz von «Wenn Dann» Bedingungen Fehlerkorrektur: Eingaben vor der Verarbeitung validieren Benötigte Blöcke beim Start dauerhaft SHAKE: Zahl in Display = Zufallszahl wenn Knopf [ ] gedrückt wenn [ ] dann ändere [ Platzhalter ] auf [ ] wenn [geschüttelt] [ ] + [ ] [ ] - [ ] wähle eine zufällige Zahl...

16 TASK IV: Kompass Drehen der Platine: Je nach Richtung N, O, S oder W anzeigen TASK Je nach Ausrichtung der Platine wird die Himmelsrichtung angezeigt Die Ausrichtung wird in Grad gemessen und wird in einer Variable gespeichert 0 Grad entspricht Norden. «N» soll entsprechend zwischen 315 und 360 sowie zwischen 0 und 45 angezeigt werden INHALTE Variablen einsetzen und deren Wert durch einen Sensorwert bestimmen Einsatz von «Wenn Dann Ansonsten» Bedingungen Einsatz von logischen Operatoren Benötigte Blöcke dauerhaft zeige Zeichenfolge [ ] ACHTUNG: Zu Beginn wird der Kompass des micro:bit kalibriert. Dazu drehen sie die Platine bis ein Kreis auf dem Display entsteht Kompassausrichtung wenn [ ] dann [ ] ansonsten [ ] und [ ] [ ] oder [ ] ändere [ Platzhalter ] auf [ ]

17 TASK V: Game Astroids In jeder Spalte fallen nach einer Zufallszeit (0-5sec) Astroiden in der Y-Achse herunter TASK Variablenwerte zu Begin initiieren (z.b. Punkte = 0, spiel_an = wahr) Routine für Spielerbewegung entwickeln Routine für ersten (Y=0) fallenden Astroiden entwickeln Kollisionsereignis entwickeln Routine für restliche Astroiden (Y=1 bis Y=4) übertragen Knopf A: Spieler nach Links Knopf B: Spieler nach Rechts INHALTE Einsatz von Game-Blöcken (z.b. Sprite) Einsatz von «Wenn Dann» Bedingungen Einsatz von Schleifen Spieler, Start Sprite bei [2, 4] Benötigte Blöcke (nur Game-Block) erzeuge Sprite an Position x: [ ] y: [ ] Erfolgreiches Ausweichmanöver: Punkte +1 Kollision mit Astroiden: Game Over [ Platzhalter ] y [ Platzhalter ] set y to [ ] [ Platzhalter ] change y by 1 set score [ ] spiel beendet

18 Mögliche Projekte

19 micro:bit Kompetenzaufschlüsselung Computational Thinking Concept AB = Abstraction à Abstraktion DE = Decomposition à Reduktion AL = Algorithmic Thinking à Algorithmik EV = Evaluation à Bewertung GE = Generalisation à Datenentitäten bilden

Leistungsverhältnis Material weitgehend nur auf Englisch verfügbar Keine direkte Tonausgabe Smartphonesteuerung

22 Vielfältige Projektmöglichkeiten Vielfältige Programmierumgebungen Webbasierte Programmieroberfläche Onboard Sensoren Für sehr einfache und für komplexe Aufgaben geeignet Vordefinierte «Game» Blocks Preis- Leistungsverhältnis Material weitgehend nur auf Englisch verfügbar Keine direkte Tonausgabe Smartphonesteuerung nur für Samsung Für komplexere Aufgaben ist «Zubehör» notwendig Interface auf beiden Seiten der Platine Keine / kleine Onlinecommunity

23 Bezugsquelle

24 Bezugsquelle

25 Fragen / Diskussion

26 Programmieren mit Mikrocomputern Simon Hefti, Institut ICT & Medien PHSG

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