Microcomputer be-greifbare Informatik
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- Otto Messner
- vor 6 Jahren
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Transkript
1 Microcomputer be-greifbare Informatik
2 Abstraktionsstufen - Level of Abstraction Scratch bietet bereits einige Blöcke an, die theoretisch aus anderen Blöcken bestehen könnten. Diese Blöcke erleichtern den Einstieg und können später durch mächtigere Konstrukte ersetzt werden: Abstraktion vereinfacht (Ausblenden von Details), begrenzt ggf. aber auch Möglichkeiten.
3 Level of Abstraction Universeller Kleincomputer Linux-Betriebssystem + 512MB RAM, USB, HDMI, Audio, LAN, SD-Card... Leistung: 1200 MIPS Preis: CHF Programmierbarer Micro-Controller Analog / Digitale Ein-/Ausgänge, 2KB RAM, 32KB Flash, 1 Programm Leistung: 15 MIPS Preis: CHF
4 unzählige Micro-Controller, jeden Monat mehr Calliope Mini 35 micro:bit 25 CHF Arduino Esplora 50 CHF (+20 Display) CodeBug 25 CHF Arduino Uno 25 CHF Adafruit Circuit Express 25$
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6 Was kann so ein kleines Ding? am Beispiel Calliope Mini Eingabe: Tasten / Knöpfe (auch Touch) Lagesensor Temperatursensor Lichtstärkesensor Kompass-Sensor Funknachrichten Verarbeitung: ARM Cortex M0 15 MIPS Ausgabe: LED Matrix Lautsprecher Funknachrichten
7 Ökosystem der Micro-Controller +
8 Kits mit mehreren Bauteilen, die zusammen passen mbot ca. 100 CHF
9 Wie programmiert man Mikro-Controller? Level of Abstraction Arduino Software (C++) Spezifische Blockly-basierte Umgebungen (meist auf Text umschaltbar) Scratch basiert (oder S4A) die meisten basieren auf Microsoft PXT
10 Wie kommt das Programm auf das Gerät? Arduino-Umgebung (rechts im Bild)
11 Wie kommt das Programm auf das Gerät? Das ist nicht ganz so trivial und erfordert gute Vorbereitung. Auch hier wieder Level of Abstraction: es gibt einfachere und kompliziertere Lösungen.
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13 Datei herunterladen und kopieren wie auf USB-Stick
14
15 Programm wird per Audio übertragen
16 Das Low floor - wide walls - high ceiling - Prinzip Low floor / Leichter Einstieg: Für erste Projekte sind weder Treiber noch Programmierkenntnisse notwendig. Einstecken und Ausprobieren! Erste Erfolge und Aha-Erlebnisse nach fünf Minuten! Wide walls / Verschiedenste Zugangsweisen: Das Produkt ist weder an eine bestimmte Programmiersprache noch an eine bestimmte Art von Projekten gebunden. Projekte verbinden Kompetenzen im Bereich des technischen Gestaltens und der Informatik mit Kompetenzen unterschiedlichster Fachbereiche wie Bewegung und Sport, Musik und NMG. High ceiling / Nach oben offen: Nach den einfachen Projekten bietet das Produkt auch viele Möglichkeiten für ambitionierte Schülerinnen und Schüler.
17 SparkFun IoT Kit - Blynk Board ESP8266 vorkonfiguriert diverse Sensoren/Aktoren zum experimentieren Installation: WLAN einrichten mit App verbinden ca. 70 CHF als Set ca. 30 CHF nur das Board
18 Wie funktioniert das Ganze? App Board Servo, LED... Sensoren Server (24/7)
19 Beispiele Feuchtigkeitssensor für Pflanzen Wenn Wert unter Vorgabe fällt, sendet das Board eine Nachricht per Twitter /
20 Magnet-Schalter an Tür oder Schrank: Handy Nachricht beim öffnen der Tür verschicken.
21 Fischfutterautomat: Motor per virtuellem Joystick ferngesteuert bewegen.
22 Messreihen: Mit den eingebauten Sensoren für Temperatur / Luftfeuchte einen Chart drucken lassen. Export to CSV à in Excel weiterverarbeiten Lichtsensor: Eingebaut im Schrank à wann war der Schrank offen?
23 Im Eigenbau (ohne Kit) ESP8266 NodeMCU Micro-Controller mit WLAN < 3 CHF HC-SR501 PIR Bewegungsmelder < 1 CHF
24 Board gleicher Aufbau Board selber programmieren und hochladen per USB (könnte man als Lehrperson vorbereiten) App Sensor Server (24/7)
25 Täglich neue Boards: z.b. ESP32 LoRa Board mit OLED, Funk über offenes 433 MHz Band (bis zu 2 km)
26 Zusammenfassung Mit Mikro-Controllern zu arbeiten ist nicht ganz einfach (Setup am PC). Vorprogrammierte Kits können den Einstieg deutlich erleichtern (sind aber teurer). Internet of Things -Projekte die mit dem Internet (und dem eigenen Smartphone) kommunizieren sind vermutlich attraktiver als Blinklichter und Taster.
27 #heiseshowxxl von der CeBIT 2017 zum Thema Calliope mini & BBC Micro Bit Microcontroller für die Schule
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