Hardware

Futterautomat

120 min

7.-9. Klasse

Mittel

Zeige deinen Schüler*innen, wie sie einen Futterautomaten für ihre Haustiere bauen können. In dieser Lektion lernen die Schüler*innen, wie man einen Futterautomaten aus haushaltsüblichen Materialien und einem Gleichstrommotor baut. Der Futterautomat wird in MakeCode so programmiert, dass er in bestimmten Zeitintervallen startet, so dass im Laufe des Tages immer wieder ein wenig Futter in den Futternapf des Tieres fällt.

Zur Schüleraufgabe

Inhalt

Materialumfang:

Versuch

Grundlagen für die Lektion

Fehlersuche/Debugging

Lernziele

Dauer: 90–120 min

Motivation

Diese Lektion ist eine gute Übung, um mit verfügbarem Material und Hardware etwas Neues zu bauen, das in Kombination mit Technologie nutzbar wird.

Die Schülerinnen und Schüler sollten verschiedene Materialien aus dem Haushalt verwenden, z. B. eine Plastikflasche oder einen Milchkarton, einen Schuh- oder Pappkarton und Pappe. Zusätzlich zu diesen Gegenständen benötigen die Schüler neben einem micro:bit auch ein Compact Robotic Board und einen Gleichstrommotor, um den Futterautomaten zum Laufen zu bringen.

Die Lektion ist ein konkretes Beispiel dafür, wie Technologie helfen kann, alltägliche Aufgaben im Haushalt zu erledigen – hier mit einem Futterautomaten, der tagsüber, wenn alle auf der Arbeit oder in der Schule sind, Trockenfutter in den Futternapf des Haustieres schüttet.

Lernziele

Die Schüler*innen können einen micro:bit mit einem Compact Robotics Board verwenden.
Die Schüler*innen wissen, was ein Gleichstrommotor ist, und können ihn durch ein Programm zum Laufen bringen.
Die schüler*innen können kreativ denken und aus Alltagsgegenständen einen Futterautomaten bauen, zum Beispiel aus Pappe, einem Schuhkarton und einer Flasche
Die Schüler*innen können eine Aktion programmieren, die nach einer bestimmten Zeit erfolgen soll.

Unterrichtsverlauf

Zu Beginn der Lektion werden die Schüler*innen in das Compact Robotics Board und den Gleichstrommotor eingeführt.

Anschließend erhalten die Schüler*innen eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, die zeigt und erklärt, wie man den micro:bit einrichtet und sicherstellt, dass er funktioniert.

Danach lernen die Schüler*innen, wie man den Futterautomaten programmiert – ebenfalls Schritt für Schritt.

Nachdem die Steuersoftware fertig ist, erhalten die Schüler*innen eine Anleitung für den Bau des Futterautomaten.

Abschließend haben die Schüler*innen Gelegenheit, ihre Futterautomaten zu dekorieren und einige Zusatzaufgaben in der Programmierung auszuführen, um ihr Verständnis der Programmierung zu vertiefen.

Wir empfehlen, dass die Schüler*innen die Lektion chronologisch abarbeiten.

Programmcode: Basisbeispiel

Hier zeigen wir das fertige Blockprogramm, das für das Basisbeispiel verwendet wird.

Beachte, dass für das Robotics Board, das den Gleichstrommotor steuert, in MakeCode eine zusätzliche Programmbibliothek benötigt wird. Die Bibliothek kann unter "Erweiterungen" heruntergeladen werden.

Tipps für den Unterricht

Überprüft bitte, ob der Gleichstrommotor funktioniert, bevor er in den Futterautomaten eingesetzt wird.

Fehlersuche/Debugging

Stelle sicher, dass der micro:bit eine Stromversorgung über das USB-Kabel hat.

Anschließen von Geräten

Falls die Anleitung im Schülermaterial nicht funktioniert, kann das MakeCode-Programm manuell auf dem angeschlossenen micro:bit gespeichert werden. Dazu zieht man die Hex-Datei aus dem Downloads-Ordner auf das micro:bit-Laufwerk – genau wie bei einem USB-Speicherstick.
Falls anstelle eines USB-Kabels eine Bluetooth-Verbindung verwendet wird und es damit Probleme gibt, findest du eine detaillierte Erklärung unter https://makecode.microbit.org/v0/reference/bluetooth/bluetooth-pairing.

Programmcode

Es kann schwierig sein, Fehler im Programmcode zu erkennen. Eine gute Methode ist, den Code auf dem Bildschirm laut vorzulesen und gemeinsam mit den betroffenen Schüler*innen in normale Sprache zu übersetzen. Falls es dann immer noch Probleme bei der Programmausführung gibt, vergleiche den aktuellen Programmcode mit dem anderer Schüler*innen, bei denen das Programm funktioniert.
In einigen Fällen fehlt den Codeblöcken möglicherweise ein Textfeld, in das man etwas eingeben kann. Für solche Fälle gibt es im Menü "Fortgeschritten" unter dem Menüpunkt "Text" einige geeignete Codeblöcke.

Hardware

Wichtig: Wenn es nach heißem Plastik oder Gummi riecht, bitte sofort die Stromquelle von der Schaltung trennen! Dann ist etwas sehr schief gelaufen und sollte genau untersucht werden, bevor es weitergehen kann!

Ist das USB-Kabel an den Computer angeschlossen?
Ist der micro:bit richtig herum angeschlossen? (Die Vorderseite mit dem LED-Display sollte zum Board zeigen.)
Falls Batterien/Akkus verwendet werden: Sind sie korrekt eingelegt?

Stelle sicher, dass alle Verbindungen korrekt sind und fest sitzen – am Computer, am micro:bit und am Board.

Erfolgt die Stromversorgung über einen Batterie- oder Akku-Pack?

Überprüfe den Sitz der Anschlusskabel und den Ladezustand von Batterie bzw. Akku.