Spiel und Wissen im Elektronik-Labor        


Elektronik-Labor  Literatur  Projekte  Lernpakete  Mikrocontroller




https://www.franzis.de/media/pdf/ca/b6/65/67008-3_Baubox-Elektronik-Labor_LP.pdf

https://www.amazon.de/Die-große-Baubox-Wissen-Elektronik-Labor/dp/B0714QK7MX


Die große Baubox für kleine Hacker: Spiel und Wissen im Elektroniklabor.  Jedes Modul enthält ein elektronisches Bauteil, das mit einem kleinen aber leistungsstarken Computer im Mikrocontroller-Modul zusammenarbeiten kann. Der Controller enthält 40 unterschiedliche Programme, die durch unterschiedliche Verdrahtung gestartet werden.

Im Mittelpunkt stehen Spiel und Spaß. Die Kinder müssen nichts selbst programmieren, sondern nur die einzelnen Spiele korrekt verdrahten. So wird die Motivation aufrechterhalten und jede Überforderung vermieden. Und trotzdem stellt sich so ganz nebenbei ein Lerneffekt ein. Die Kinder lernen, Schaltungen genau nach den Plänen aufzubauen. Die ersten zehn Experimente behandeln die Grundlagen des elektrischen Stromkreises. Danach geht es um den Mikrocontroller und die vielen Spiele. Der Controller selbst ist dabei zwar eine Black Box, aber viele Details kommen ganz nebenbei zur Sprache. Eingänge und Ausgänge, PWM und analoge Messungen, Arbeitsgeschwindigkeit und Verzögerungszeiten, Entscheidungen und Verzweigungen, all diese Dinge werden an passender Stelle kurz und knapp besprochen

Viele Kinder werden einfach mit Freude die Spiele verwenden und vielleicht am Ende bei einem oder zwei Spielen bleiben. Aber dazu kommt der Stolz etwas selbst aufgebaut zu haben. Und der eine oder die andere wird vielleicht anfangen zu überlegen, wie es denn wäre, wenn man so etwas selbst programmieren könnte.  Das könnte der Anlass werden, sich als nächstes auch mal an Micro:bit, Calliope und Arduino zu wagen.


Inhalt
1 Ein LED-Licht    4
2 Zwei oder mehr LEDs    6
3 Leitfähigkeits-Testgerät    7
4 LED falsch herum    8
5 Dreifarben-LED    10
6 Ein Schalter    11
7 Zwei Schalter in Reihe    12
8 Zwei Schalter parallel    12
9 Heller und dunkler    13
10 Der Neigungsschalter    14
11 Ein Ton aus dem Mikrocontroller    15
12 Martinshorn    16
13 Einstellbare Pieps-Geschwindigkeit    17
14 Regenbogen-Farben    19
15 Rote Luftstriche    20
16 Die Sound-Box    21
17 Fest verdrahtete Sound-Box    22
18 Disco-Playback    23
19 Motorrad-Geräusche    24
20 Ein Stroboskop    25
21 Kikeriki am Morgen    26
22 Optisches Theremin    27
23 Automatisches Nachtlicht    28
24 Infratotlicht-Detektor    29
25 Ganz schnelles Kino    30
26 Disco Light Show    31
27 Drag Race Beschleunigungsrennen    32
28 Fang das Blau!    33
29 Der Dirigent    34
30 Elektronisches Schlagzeug    35
31 Horror, Lachen oder Furz    36
32 Bewegungsmelder    37
33 Kopf oder Zahl    38
34 Elektrische Leitfähigkeit messen    39
35 Licht im Kühlschrank?    40
36 Quiz-Show    41
37 Fang den Blitz!    42
38 Pong – das elektronische Pingpong    43
39 Zauberstab-Geheimnachricht    44
40 Die Ding-Dong-Türklingel    45
41 Sound-Reaktionsspiel    46
42 Elektronischer Würfel    47
43 Helligkeits-Messgerät    48
44 Regenbogen in der Dunkelheit    49
45 Der Fernseh-Freund    50
46 Laser-Alarm    51
47 Baseball    52
48 Die Bleistift-Orgel    53
49 Schüttelrekord    54
50 Das Furz-Rennen    55


Beispielkapitel:

11 11 Ein Ton aus dem Mikrocontroller

Herzlichen Glückwunsch! Die ersten zehn Versuche hast du erfolgreich durchgeführt. Jetzt kennst du schon die Grundlagen des elektrischen Stromkreises. Und deshalb bist du jetzt bereit, ein viel komplizierteres Bauteil zu verwenden: den Mikrocontroller. Er hat sehr viel mehr Anschlüsse. Und deshalb musst du noch sorgfältiger darauf achten, alles richtig zu verbinden. Ganz besonders wichtig: M- ist der Minuspol und gehört an BAT-, und M+ ist der Pluspol und gehört an BAT+. Und erinnere dich an die wichtige Regel: Verbinden – Überprüfen – Einschalten! Das Plus-Kabel wird also zuletzt angeschlossen, erst nachdem alle anderen Verbindungen sogfältig überprüft wurden.

Der Mikrocontroller ist ein kleiner Computer, der ganz unterschiedliche Programme ausführen kann. Alle Programme sind schon fertig eingebaut, du musst nur noch das richtige Programm zum richtigen Versuch starten. Dazu dienen die Anschlüsse A bis H. Um das erste Programm zu starten, musst du den Anschluss A mit dem Anschluss B verbinden. Außerdem muss der Lautsprecher angeschlossen werden. Er hat zwei Anschlüsse, SP1 und Sp2, die mit den Anschlüssen MS13 und MS14 des Mikrocontrollers verbunden werden müssen. Die Abkürzung SP steht für Speaker (Lautsprecher) Sobald du die Batterie angeschlossen hast, ertönt ein heller Ton.

  


Der Mikrocontroller


Wenn du das Mikrocontroller-Modul umdrehst, siehst du auf der Rückseite der Platine einen schwarzen Kecks, der den eigentlichen Mikrocontroller schützt. Er besteht aus einer kleinen Scheibe aus Silizium, die man auch als Chip bezeichnet. Darauf befinden sich sehr viele winzig kleine Bauteile. Es sind hauptsächlich Transistoren, die zu komplexen Schaltungen mit unterschiedlichen Aufgaben verbunden sind. Einige davon sind für die Erzeugung von Tönen zuständig und sind mit den Anschlüssen MS13 und MS14 verbunden, wo der Lautsprecher angeschlossen wird. Immer wenn du in einem Aufbau den Lautsprecher verwendest, wird er genau hier angeschlossen. So ist das auch mit andern Modulen, die immer wieder genau an dieselben Anschlüsse gehören. Nach einigen Versuchen kennst du diese Anschlüsse ganz genau. Du weißt dann, wo eine LED angeschlossen werden kann, wo ein Schalter und wo ein Potentiometer.


Auf der Platine findest du noch viele andere Bauteile. Die meisten sind Widerstände (R1, R2…). Sie dienen dem Schutz des Mikrocontrollers, indem sie die Stromstärke begrenzen. Wenn du mal einen Fehler machst, geht nicht gleich alles kaputt. Außerdem gibt es einige Silizium-Dioden (D2, D3…), die genau wie Leuchtdioden den Strom nur in einer Richtung leiten. Auch sie helfen, bestimmte Fehler zu verhindern und den Mikrocontroller zu schützen. Und außerdem findet man viele Kondensatoren (C4, C5…), die für die Störsicherheit wichtig sind und unterschiedliche weitere Aufgaben erfüllen.
...

 




Elektronik-Labor  Literatur  Projekte  Lernpakete  Mikrocontroller