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Vom Elektro-Bastelkurs zur Controller-Fanatasielandschaft

Ihr habt ja vielleicht schon davon gehört, wie @holadiho und ich ursprünglich damit angefangen haben, Elektrobastelkurse in der Grundschule zu veranstalten, die ja auch Ausgangspunkt für das Calliope Projekt waren*).

Wenn man an eine Grundschule kommt und sagt: „Ich möchte mit Euch einen Elektrobastelkurs machen“, dann trifft man bei Eltern und Lehrpersonal auf eine sehr interessante Melange aus „Wie cool, das wird den Kindern sicher gefallen“ und „Auweia, Pluspolminuspol, wie war’n ditte nochmal?“. Dann gibt man Kindern und Erwachsenen eine Knopfzelle und eine LED in die Hand und sagt: „Haltet mal dran.“ Bei einigen leuchtet die LED nicht auf, bei anderen auch nicht und bei ein paar wenigen dann doch. Langes Beinchen der LED an den Pluspol der Batterie (steht ja zum Glück dran, an so einer Knopfzelle), kurzes Beinchen an den Minuspol.

ledonpaper
Die Beinchen der LED mit Kupferklebeband und etwas Kabel verlängert, schon leuchtet es auf Papier. Man beachte die Farben der Kabel an den Krokodilsklemmen, der Große Sohn mag den BVB! #heja

Nächster Schritt: „Ihr könnt die Beinchen der LED mit Kupferklebeband verlängern und auf Papier kleben.“ Wird sofort gemacht, die LED leuchtet dann bei jedem – wirklich bei jedem! – Kind auf dem Papier. Freude! Für zirka eine Minute, bis die ersten Kinder dann Fragen stellen: „Was soll’n ditte? Leuchtet ein Birnchen auf dem Papier, NA UND?!“ Und da schubst Du sie dann ein bisschen und fragst zurück: „Ja, was könnte das denn sein?“

Es folgt überschäumende Fantasie: Haiauge! Leuchtturm! Fenster mit Lampe drin! Drei Fenster mit Lampe drin! Weihnachtsbaum! Sterne! Du gibst ihnen Buntstifte, etwas mehr Kupferklebeband und noch ein paar LEDs – und es entstehen illuminierte Fantasielandschaften der wildesten und buntesten Art, ach! es ist eine reine Liebhaberei!

Und ganz nebenbei haben auch alle Erwachsenen ihre Angst verloren, alle jene, die sich zunächst ertappt gefühlt hatten „Ich sollte das eigentlich wissen mit dem Plusundminuspol, aber äh… wie war das nochmal?“. Es entsteht Spaß.

So weit so nicht neu, das haben wir bereits 2015 gemacht.

Wenn man das nun weiterdenkt, dann sind die folgerichtigen nächsten Fragen: Wie bringe ich den Hai zum Blinzeln? Kann ich das Licht in Fenster 1 ausschalten und in Fenster 2 anmachen? Kann ich den Weihnachtsbaum glitzern lassen? Oder die Sterne? Ja klaro geht das! Und man kann das sogar programmieren!

Ihr müsst nur die Knopfzelle durch eine Calliope mini ersetzen, die hat gleich vier Pluspole und einen Minuspol. Und Ihr könnt jeden der vier Pluspole programmieren, wann und unter welchen Umständen jeder davon unter Strom gesetzt wird, das ist vielleicht geilo (und ganz einfach)!

kupferbandschaltung
Calliope mini mit LEDs an drei PINs (0, 1 und 2) verschaltet und hintenrum mit dem Minuspol verbunden. Da wird auch ersichtlich, warum wir die PINs so groß und so weit auseinander gemacht haben. Und das ist auch der Grund, warum wir nicht einfach einen Raspberry Pi verwenden.

Ich habe das zusammen mit meinem Großen Sohn (der in die dritte Klasse geht) mal geklebt und programmiert – also nur schematisch. Alle sogenannten Pins an der Calliope kann man als einen separaten Pluspol verstehen – also die Pins 0, 1, 2 und 3. Oben links, da wo „-“ (also Minus) dransteht, das ist der Minuspol, mit dem man dann alle Stromkreise schließen kann. Wenn ich nun von einem der Pluspol-Pins eine Kupferklebebandbahn ans lange Beinchen einer LED lege und dann das kurze Beinchen der LED mit dem Minuspol verbinde, dann habe ich, sobald an ebenjenem Pluspolpin Strom angelegt wird, einen geschlossenen Stromkreis und das Sauding leuchtet. Wann aber an jenem Pluspolpin Strom anliegt, das kann ich nun programmieren, zum Beispiel wenn der Button A gedrückt wird. Oder wenn Button B gedrückt wird. Oder wenn beide gleichzeitig gedrückt werden.

codepinschaltung
Die Eingabebedingungen findet Ihr im PXT Editor unter „Eingabe“, die „schreibe digitalen Wert von pin“ unter „Fortgeschritten“ >> „Pins“. Leider etwas versteckt, vielleicht ändern wir das ja noch (knicknack, liebe Calliope Entwickler*innen!). Wir sind ja ein Projekt, kein Produkt.

Wenn Ihr das im PXT Editor programmieren wollt, dann klickt Ihr erst auf „Fortgeschritten“ und dann auf „Pins“. Dort findet Ihr dieses „schreibe digitalen Wert von Pin <PIN> auf 0“ oder auf „1“ – das bedeutet nichts anderes: Lege einen Strom an auf dem gewählten Pin. Wenn Ihr das nun noch mit den Bedingungen unter „Eingabe“ verbindet – also zum Beispiel „wenn Knopf A gedrückt“ – dann wird Calliope den entsprechenden Pin nur dann unter Strom setzen, wenn der entsprechende Button gedrückt wurde. Es klingt banal und das ist es eigentlich auch. Und das ist das Gute daran.

Wo die Elektrobastelkurse mit einer LED und einer Knopfzelle anfangen, geht es mit Calliope nahtlos und ganz ohne Berührungsängste nahtlos weiter. Was Calliope imho ausmacht, ist genau diese stufenlose Einsetzbarkeit (gibt es diese Wort eigentlich überhaupt?!) von der dritten Grundschulklasse bis hin zu komplexen Problemlösungen. So wie Beppo Straßenkehrer es gemacht hätte.

„Man darf nie an die ganze Straße auf einmal denken, verstehst du? Man muss nur an den nächsten Schritt denken, an den nächsten Atemzug, an den nächsten Besenstrich. Und immer wieder nur an den nächsten. […] Dann macht es Freude; das ist wichtig, dann macht man seine Sache gut. Und so soll es sein.“

Calliope ist kein Hardwareprodukt. Calliope ist auch kein Wirtschaftsförderungsprogramm. Calliope ist der Versuch, Kinder und Lehrende abzuholen und ihre Fähigkeiten ins Spiel zu bringen. Ich weiß nicht, ob wir das so richtig machen, aber besser hat’s sonst auch noch keiner gemacht, glaube ich.

P.S.: Vergesst nicht, uns beim Crowdfunding zu unterstützen! Kein Cent geht davon an mich, jeder Cent in neue Boards für Kinder!

*) Den Blogpost von @holadiho findet Ihr hier, den von mir hier.

 

 

10 Kommentare zu „Vom Elektro-Bastelkurs zur Controller-Fanatasielandschaft

      1. Ok, wir werden das berücksichtigen. Wie sind denn die Spezifikationen der Pins. Wie viele Milliampere vertragen die, bzw. die gesamte Platine, die Pins für die Motoren. Der USB wird wohl um die 500 mA liegen?

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  1. Die Pins vertragen nicht viel, mehr als 15mA in Summe(!) sind nicht zu empfehlen. Der Motor-Treiber verträgt dagegen max 1.8A peak. Die USB-Frage verstehe ich nicht ganz, das ist ja kein Host-USB. Der mini wird jedenfalls am USB üblicherweise so zwischen 30 und 100mA ziehen, je nach Peripherie und Einsatz der Komponenten.

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    1. OK, 15mA in Summe (aller PIN’s) scheint mir sehr wenig. Der micro:bit verträgt 20mA je PIN und in Summe 90-120 mA. Eine normale LED (rot,grün) wird häufig mit 15-20mA betrieben. Der Calliope dürfte da ähnlich liegen, sonst müsste man vor jeden PIN einen Transistor vorschalten.

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      1. Na ja, ein Widerstand reicht schon (z.B. 220Ohm). Dass der microbit so viel mehr vertragen sollte kann ich mir nicht vorstellen, denn es ist exakt der gleiche Prozessor verbaut. Unsere Angaben oben sind die offiziellen des Herstellers (Nordic –> https://devzone.nordicsemi.com/question/31394/number-of-nrf51822-high-drive-pins/).
        Faktisch verträgt der natürlich kurz durchaus mehr, empfehlenswert ist es aber nicht. Übrigens verträgt auch ein Arduino UNO nur etwa 40mA pro Pin.

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      2. Hab nochmal nachgesehen, ist beim micro:bit auch so, 5mA je PIN und in Summe max 3 PIN’s, macht max 15mA für alle GPIO PINs. Da schaltet man die LED’s besser mit Transistor oder Treiber IC, sicher ist sicher.

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