Der "intelligente" Briefkasten

„Intelligenter“ Briefkasten
Allgemeine Informationen
Klassenstufe	ab Klasse 6
Zeitumfang	6 Unterrichtsstunden
Schwierigkeitsgrad	mittel/fortgeschritten
Equipment	Makeblock Orion, PC

Die Idee

In vielen Bereichen unseres Alltags wird digitalisiert. Mit dem Projekt "intelligenter" Briefkasten zeigen wir, wie man sich mit Technik eigenständig den Alltag "versüßen" kann. Dazu statten wir unser Briefkastenmodell mit einem Ultraschallsensor zum Erkennen eines Briefes, einem Display zur Abstandsanzeige (o.Ä.), einer LED zur Anzeige eines eingeworfenen Briefes und einem Joystick zum Zurücksetzen der Led aus. All das wollen wir jetzt so aufeinander abstimmen, dass der Ultraschallsensor erkennt, wenn ein Brief eingeworfen wird. Ist das der Fall, soll die LED eine andere Farbe annehmen, damit wir leicht erkennen, ob der Briefkasten geleert werden muss. Damit die LED wieder in die Ausgangsfarbe umschaltet, müssen wir noch den Joystick (in Ermangelung an Knöpfen) hinzuziehen.

Die Idee aus pädagogischer Sicht

• Heranführung der Schüler an die Programmierung anhand eines Alltagsbeispiels
• Eigenverantwortliche Problemlösung mit klarem Ziel, ohne Druck
• Eigene Ideen können im Rahmen der Möglichkeiten des Orion sofort in die Tat umgesetzt werden.

Diese Materialien benötigt ihr

Technische Geräte

• PC
• Makeblock Orion

Software

• mBlock (Scratch)

oder

• Arduino IDE

Sonstiges

• Briefkastenmodell
• Micro-USB-Kabel zur Verbindung des Orion mit dem PC
• Sensoren (Joystick, Ultraschallsensor)
• Anzeigegeräte (7-Segment-Display, RGB-LED)
• dazugehörige Kabel (einheitlich, RJ25-Stecker)

Anleitung

Mit dem Makeblock Orion sind wir in Besitz eines vielseitigen Control Boards. Dessen Komplexität wurde im Vergleich zu anderen Control Boards so reduziert, dass sich Anwender rein auf das Programmieren fokussieren können. Aspekte wie die Verkabelung oder die Zuweisung der Ein- und Ausgänge wurden weitgehend für uns übernommen. Nun haben wir zwei verschiedene Möglichkeiten. Entweder wir nutzen zum Programmieren die Arduino IDE oder mBlock.

• Um hier nicht in Erklärungen auszuschweifen, folgender Hinweis: Wenn ihr noch nie oder wenig programmiert habt, nehmt mBlock. Wenn ihr meint, ihr kennt euch super aus, nehmt die Arduino IDE.

Programmierung mit mBlock

• Nachdem ihr das Programm gestartet habt, müsst ihr zunächst das richtige Gerät auswählen.
• Dazu klickt ihr am linken, mittigen Bildschirmrand auf "Geräte" und dann auf "hinzufügen" (+). In der sich aufklappenden Gerätebibliothek sucht ihr dann "Orion" heraus, wählt ihn aus und bestätigt mit "OK".
• Wenn ihr euren Controller noch nicht mit dem PC verbunden habt, solltet ihr das jetzt tun und anschließend auf "Verbinden" klicken, das sich auch unter "Geräte" am unteren Bildschirmrand befindet.
• Nun könnt ihr euch austoben. Alle Befehle sind in Form von Blöcken im mittleren Bereich zu finden.
• Damit ihr eine Idee von der Funktionsweise des Programms bekommt, könnt ihr euch hier ein einfaches LED-ein-LED-aus-Programm ansehen.

Programmierung mit der Arduino IDE

• Die Arduino IDE ist komplexer als mBlock, eröffnet damit aber auch mehr Möglichkeiten.
• Nach dem Start wählt ihr zunächst das Board und den Port (an dem ihr den Orion angeschlossen habt) aus und installiert die richtige Bibliothek.
• Als Board nehmt ihr: "Arduino Uno", als Bibliothek: "MakeBlockDrive".
• Bevor es losgehen kann, müsst ihr noch die Unterbibliothek folgendermaßen in die erste Zeile des Programms einbinden: #include <MeOrion.h>
• Um nun alle Ideen verwirklichen zu können, müsst ihr im Internet oder in den Headerdateien nach den Befehlen suchen, die das Zielgerät ansprechen.

Tipps

• Programmierung zuerst in mBlock, dann in der Arduino IDE (höherer Zeitaufwand, aber bestes Verständnis)
• Seite mit Infos zu den Geräten und den zugehörigen Befehlen: http://docs.makeblock.com/diy-platform/en/electronic-modules/main-control-boards/makeblock-orion.html

Ist unser Briefkasten wirklich "intelligent"?

• Sammelt gemeinsam Ideen, was ein wirklich intelligenter Briefkasten können müsste.
• Erweiterungsideen findet ihr als Stichworte hier:
  • SMS
  • Temperaturmesser
  • Fingerabdrucksensor