Briefkasten mit Alarm

clock 60 min
user 7.-9. Klasse
Mittel
In dieser Lektion lernst du, wie man mit einem micro:bit, einem Abstandssensor und einem PIEZO-Lautsprecher einen Briefkasten bauen kann, der einen Alarmton aussendet, wenn Post eingeworfen wird.
Materialliste
Das brauchst du:

Einführung

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

  • Einen Abstandssensor und einen PIEZO-Lautsprecher an den micro:bit anschließen
  • Wissen, wie ein PIEZO-Lautsprecher funktioniert
  • Wissen, wie ein Abstandssensor funktioniert
  • Einen externen Schaltkreis an einen micro:bit anschließen
  • Mithilfe eines Programmcodes einen Wert am Pin eines micro:bit lesen
  • Mithilfe eines Programmcodes den Wert am Pin eines micro:bit auf hoch oder niedrig setzen.

Was ist ein micro:bit?

Hvad er en micro:bit?

Ein micro:bit ist ein so genannter Mikrocontroller. "Mikro" bedeutet klein und "Controller" heißt, dass das Gerät etwas steuern kann. Um dem micro:bit mitzuteilen, wie etwas gesteuert werden soll, wird ein Programm benötigt. Wenn du einen Schaltkreis baust, kannst du ihn mit dem micro:bit steuern. Um die Steuersignale an den Schaltkreis zu übertragen, verwendest du die Anschlusspins am micro:bit. Über die Pins kann eine Spannung an den Schaltkreis angelegt werden – oder die im Schaltkreis vorhandene Spannung gemessen werden.

Was ist ein Abstandssensor?

Ein Abstandssensor misst die eigene Entfernung von Gegenständen mit Ultraschall – wie eine Fledermaus.

Abstandssensoren sind geeignet für Projekte, bei denen du Bewegungen innerhalb einer bestimmten Entfernung erfassen willst, oder für Projekte, bei denen Abstände gemessen werden sollen.

Um in MakeCode ein Programm für deinen Abstandssensor schreiben zu können, brauchst du eine Erweiterung für deine Programmbibliothek. Klicke auf "Erweiterungen" und suche nach "sonar". Füge die "Sonar"-Bibliothek von Microsoft hinzu.

Aufbau:

Der Abstandssensor benötigt eine Versorgungsspannung von ca. 5 V, wofür der 3V-Pin (+) des micro:bit nicht ausreicht.

Stattdessen können wir einen Batterie- oder Akkupack mit 4,5 V an unseren Schaltkreis anschließen.

Der Batterie-/Akkupack enthält 3 AA-Batteriezellen.

Jede AA-Zelle liefert eine Spannung von 1,5 V. Durch die Reihenschaltung der drei Zellen liefert der Pack eine Versorgungsspannung von 4,5 V.

Wichtig: Der Minuspol (-) des Batterie-/Akkupacks muss mit dem Minus-Pin (GND bzw. -) des micro:bit verbunden werden.

Die vier Anschlusspins des Abstandssensors:

VCC – benötigt 5 V Versorgungsspannung

TRIG – sendet einen Ultraschallton aus (nicht hörbar); wenn der Ton auf einen Gegenstand trifft, wird er zurückgeworfen, ähnlich wie ein Ball

ECHO – horcht nach dem zurückgeworfenen Ton; wenn der Ton auftrifft, sendet der Echo-Pin ein Signal an den micro:bit

GND – Erdung bzw. Minuspol

Diagram 2
briefkasten-ping

Was ist ein PIEZO-Lautsprecher?

Ein PIEZO-Lautsprecher besteht aus zwei verschiedenen Materialien, die sich unterschiedlich weit ausdehnen, wenn eine elektrische Ladung angelegt wird.

Bei der Ausdehnung entsteht ein Klang.

Je nachdem, wie hoch die Spannung ist und wie lange sie angelegt wird, kann man über den PIEZO-Lautsprecher sogar Melodien spielen.

Wichtig: Wenn du ein Musikprogramm über den micro:bit abspielen willst, muss der Lautsprecher an Pin 0 angeschlossen werden.

Diagram 1
briefkasten-melodie

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

Baue jetzt den abgebildeten Schaltkreis auf.

Auf der Abbildung siehst du, wie der Schaltkreis aussehen muss.

Diagram 3

Programmieren des Abstandssensors und des PIEZO-Lautsprechers in MakeCode

Schreibe ein Programm, das Folgendes kann:

  • den Abstand erfassen und den Abstandswert in einer Variablen speichern
  • eine Melodie abspielen, wenn der Abstand kleiner als 10 ist.

briefkasten-programm

Bauen eines Briefkastens mit Alarm

Stelle deinen Schaltkreis in einen Briefkasten und teste, ob du den Alarm hören kannst, wenn jemand Post in den Briefkasten wirft.

PostAlarm1

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