Programmierung

Bewegungsmelder (4/12)

60 min

4.-6. Klasse

Mittel

In dieser Lektion lernst du, wie du einen micro:bit zusammen mit einem PIR-Sensor und einem PIEZO-Lautsprecher verwendest, um einen Bewegungsmelder zu bauen, der einen Alarmton ausgibt.

Materialliste für den Versuch

Das brauchst du:

PIEZO-Lautsprecher

PIR-Bewegungssensor

Computer mit MakeCode

Leitungen

micro:bit

Einführung

Wenn du mit der Lektion fertig bist, wirst du dies können:

Kannst du einen micro: bit mit einem PIR-Bewegungssensor und einem PIEZO-Lautsprecher verbinden.
Du weißt, wie ein PIR-Bewegungssensor funktioniert.
Du weißt, wie ein PIEZO-Lautsprecher funktioniert.
Du kannst einen Schaltkreis an einen micro:bit anschließen.
Du kannst mithilfe eines Programmcodes einen Wert an einem Pin auslesen.
Du kannst mithilfe eines Programmcodes einen Wert an einem Pin auf hoch oder niedrig setzen.

Was ist ein micro:bit?

Ein micro:bit ist ein Mikrocontroller . "Mikro" bedeutet klein, und "Controller" bedeutet, dass man damit etwas steuern kann. Er ist also eine Art Minicomputer. Du benötigst ein Programm , um dem micro:bit zu sagen, was er wie steuern soll. Wenn du einen Schaltkreis aufbaust, kannst du einen micro:bit benutzen, um die Funktionen im Schaltkreis zu steuern. Der micro:bit steuert den Schaltkreis über seine Pins. Über die Pins kann er eine Spannung an den Schaltkreis anlegen oder eine Spannung aus dem Schaltkreis messen .

Was ist ein PIR-Bewegungssensor?

PIR steht für "passives Infrarot".

Ein PIR-Sensor hat zwei kleine Messflächen, die aus einem Material bestehen, das empfindlich gegenüber Infrarotlicht (IR) ist.

Wenn der Sensor inaktiv ist, registrieren die beiden Messflächen dieselbe Menge an Infrarotlicht aus der Umgebung.

Wenn sich ein warmer Körper, zum Beispiel ein Mensch oder Tier, dem Sensor nähert, wird dies von der einen Messfläche des Sensors registriert. Dadurch entsteht eine positive Differenzialänderung zwischen den beiden Sensorhälften. Umgekehrt entsteht eine negative Differenzialänderung, wenn der warme Körper den Messbereich des Sensors wieder verlässt.

Seitlich am Sensor befinden zwei Stellschrauben, mit denen man Folgendes einstellen kann:

Sensivity Adjust – die Empfindlichkeit des Sensors im Messbereich von 3 bis 7 Metern
Time Delay Adjust – die Verzögerungszeit für die Signalausgabe nach Erkennen der Bewegung.

Programmcode: Zum Lesen des Signals verwendest du "digitale Werte von Pin". Hier als Teil einer "Wenn-Sonst"-Schleife umgesetzt.

Was ist ein PIEZO-Lautsprecher?

Ein PIEZO-Lautsprecher besteht aus zwei verschiedenen Materialien, die sich unterschiedlich ausdehnen, wenn man einen elektrischen Impuls anlegt. Dadurch entsteht ein Ton.

Der Ton lässt sich durch die Anzahl und die Schnelligkeit der Impulse regeln.

Programmcode:

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Programmierung von Tönen, hier eine kleine Auswahl:

Bauen eines Schaltkreises mit micro:bit, PIR-Bewegungssensor und PIEZO-Lautsprecher

Baue einen Schaltkreis auf, wie auf der Abbildung gezeigt.

Auf der Abbildung kannst du sehen, wie die einzelnen Komponenten zusammengesetzt werden. Du kannst entweder ein Steckbrett oder einzelne Leitungen verwenden – wichtig ist, dass die Bauteile korrekt miteinander verbunden werden und dass du weißt, welche Farben zu welchen Eingängen oder Pins gehören.

Programmieren des Bewegungssensors mit MakeCode

Schreibe einen Programmcode in MakeCode .

Probiere es mit einer "Wenn-Schleife", die sagt: Wenn der PIR-Bewegungssensor eine Bewegung registriert, soll der Lautsprecher einen Alarmton ausgeben; ansonsten soll der Lautsprecher nichts tun.

Anbringen von PIR-Sensor und PIEZO-Lautsprecher als Alarmanlage

Soll dein Bewegungsmelder versteckt werden, damit andere ihn nicht gleich sehen?

Dann wähle einen Ort, an dem man den Lautsprecher hören kann, du aber nicht gleich selbst den Alarm auslöst, wenn du ihn aufstellst!

Vielleicht sollte der Bewegungsmelder mit einer Zeitverzögerung arbeiten, damit du rechtzeitig wegkommst?

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