Schlagwort: Computational Thinking

In der vorletzten Aufgabe verbindest du Konzepte, die du in den vorherigen Übungen bereits gemeistert hast: Schleifen, Bewegung, LEDs und den Einsatz des Bildschirmes. Gleichzeitig lernst du einen neuen Operator zum Verbinden von Werten kennen:

Sieh dir zuerst die möglichen Buchstaben an und suche dir einen aus:

Versuche jeden Schritt der Aufgabe – Buchstaben nachfahren, LEDs einschalten, Ausgabe des Buchstabens am Bildschirm und rückwärts fahren – Stück für Stück zu erledigen und teste zwischendurch, ob dein mBot auch das tut was er soll.

Die Lösung findest du wie immer weiter unten.

In dieser Musterlösung werden wir den Buchstaben C nachfahren. Dazu verwenden wir einen Ausdruck im A4 Format und werden die Maße verwenden. Das musst du aber nicht machen!

Der einfachste Weg wäre natürlich jede Bewegung vollständig als Codeblock einzufügen:

Es gibt aber einen Trick: Anstatt die Bewegungen in VORWÄRTS und RÜCKWÄRTS aufzuteilen, können wir die Rückwärtsfahrt auch mit einer Vorzeichenänderung über Operatoren durchführen – bei einer positiven Zahl (z.B. +23) fährt der mBot 23 cm vorwärts, bei einer negativen Zahl (z.B. -23) fährt der mBot 23 cm rückwärts. Das funktioniert auch mit unseren Winkeln!

Auf diesem Weg kann der Code mit einer Schleife verkürzt werden. Wir müssen dazu nicht mehr machen, als nach der ersten Schleife die Werte auf negative Zahlen zu ändern. Dazu verwenden wir eine VARIABLE “vorzeichen” und den OPERATOR VERBINDE … MIT … :

Was passiert in diesem Code?

Für die Vorwärtsfahrt setzen wir das Vorzeichen zuerst auf ‘+’. In der Schleife wird es durch den Operator mit der Entfernung oder dem Winkel verbunden. Nachdem die Schleife einmal durchgeführt und der Buchstabe nachgefahren wurde, setzen wir das Vorzeichen am Ende nur auf ‘-‘ und beim nächsten Durchgang fährt der mBot so die selbe Strecke, nur rückwärts.

Bei anderen Buchstaben kannst du zusätzliche Schleifen verwenden – wie beim E, in dem sich ein Muster erkennen lässt – um den Code übersichtlicher und kürzer zu halten.

In dieser Aufgabe wollen wir dem mBot erlauben sich etwas freier im Raum zu bewegen, greifen dabei auf den Ultraschallsensor zurück und arbeiten mit bedingten Anweisungen und Verzweigungen:

Dein Grundgerüst aus der vorherigen Aufgabe kannst du hier wieder verwenden, aber du musst einige Änderungen machen und zusätzlich WENN …, DANN Blöcke aus der STEUERUNG verwenden.

Bisher hat dein mBot klar vorgegebene Aufgaben erledigt – geradeaus oder im Quadrat fahren, sich drehen, oder Informationen anzeigen. Das Ende war bekannt. In der Realität müssen Programme aber überprüfen, WANN oder WARUM sie das Programm beenden oder zur nächsten Aufgabe springen sollen. Dafür gibt es in jeder Programmiersprache bedingte Anweisungen und Verzweigungen, die über die Schlüsselwörter WENN, DANN und SONST aufgerufen werden. Der neue Block, den du für diese Aufgabe brauchst, sieht so aus:

Setze ihn ein, um deinem mBot mehr Freiheiten zu geben. Hier hast du einige Fragen, die du dir zur Lösung der Aufgaben stellen kannst – die Lösung selbst findest du weiter unten:

Wie beende ich die Fahrt des Roboters?

Wann frage ich ab, ob der Roboter weniger als 10 cm zum Hindernis entfernt ist?

In welche Richtung soll er sich drehen sobald er auf ein Hindernis stößt?

Möchte ich eine zusätzliche bestimmte Aktion ausführen, wenn der Roboter wendet?

Starte mit deiner Lösung aus der vorherigen Aufgabe:

Mit diesem Code stoppt der mBot sein Programm, sobald er die vorgegebene Entfernung erreicht hat. Diese Bedingung müssen wir verändern, damit die Fahrt trotz Erreichen eines Hindernisses fortgesetzt wird. Ein einfacher Weg wäre es wieder eine Taste zu drücken:

Tausche diesen Block mit der Abfrage des Abstandes aus, heb den anderen Block aber auf! Die Anzeige der Beschriftung und die Vorwärtsbewegung können wir auch dort lassen wo sie sind. Um die bedingte Anweisung zum Abbiegen abzufragen, setzen wir den WENN, … DANN Block VOR der Vorwärtsbewegung IN der WIEDERHOLE Schleife ein:

In die diamantförmige Öffnung ziehst du den Operator, der den Vergleich KLEINER ALS 10 CM durchführt:

Durch diesen Code bewegt sich dein mBot vorwärts und überprüft vor jedem Schritt, ob der Abstand zum Hindernis mittlerweile zu gering ist. Der Codeblock in der bedingten Anweisung wird nur ausgelöst, wenn die Bedingung erfüllt ist. In diesem Fall ist der bedingte Codeblock das Drehen in eine bestimmte Richtung:

Durch diese Änderungen ist dein mBot startklar für seine erste Freifahrt durch einen Raum. Sei kreativ und überlege dir, was passiert, wenn er auf ein Hindernis stößt. In der Beispiellösung spielt der Roboter zum Beispiel einen traurigen Ton ab:

Bedingte Anweisungen werden dir in deiner Karriere als Coder*in immer wieder helfen deine Ziele zu erreichen – behalte sie für spätere Aufgaben gut in Erinnerung!

Hier findest du nochmal einen Überblick der Blöcke, die du für diese Aufgabe verwenden konntest:

Es ist Zeit für eine Aufgabe, in der du zeigst, was du schon alles kannst – Bewegungen, Schleifen, Abstandsmessung und LEDs. Ergänzen werden wir deine bisherigen Skills mit Operatoren – so wirst du langsam ein Coding-Genie:

Dein Grundgerüst aus der vorherigen Aufgabe kannst du hier wieder verwenden, aber du musst kleine Änderungen machen und zusätzlich OPERATOREN verwenden. Operatoren sind wichtige Elemente in der Programmierung, mit denen du rechnen, vergleichen und Befehle verknüpfen kannst. Ein paar Beispiele für den mBot wären:

Sieh dir die Aufgabe nochmal an: “Wenn die Entfernung KLEINER ALS 10 CM ist” kannst du mit den Operatoren auch als Code ausdrücken. Suche dazu einen, der dieses KLEINER ALS beschreibt und baue ihn mit der Bewegung, Abstandsmessung und Lichtanzeige zu einem vollständigen Programm zusammen. Die Lösung findest du wie immer weiter unten.

Erinnere dich an dein Grundprogramm aus der letzten Aufgabe. Auch diesmal wollen wir den Code mit der Taste A starten und ausführen bis eine bestimmte Situation eintrifft:

Diese bestimmte Situation “Wenn die Entfernung kleiner als 10 cm ist” können wir durch den Operatoren KLEINER ALS ausdrücken:

Was vergleichen wir jetzt mit diesen 10 cm? Hier kommt unser Ultraschallsensor aus der letzten Aufgabe ins Spiel – während der mBot fährt wird immer wieder verglichen, ob er noch über 10 cm vom Hindernis entfernt ist:

In der Schleife zeigst du wieder den aktuellen Abstand als Beschriftung an und lässt den Roboter vorwärts fahren:

Die Schleife wird beendet, sobald der Abstand kleiner als 10 cm ist – sobald diese Bedingung eintritt schaltest du die LEDs ein und stoppst den Roboter. Diesen Code fügst du NACH der Schleife ein:

Dein fertiger Code könnte so aussehen:

Lass deinen Roboter fahren und beobachte, ob er wirklich vor dem Hindernis stehen bleibt. Du kannst den Code auch erweitern und den mBot einen Tanz aufführen lassen, sobald er sein Ziel erreicht hat!

Die nächste Aufgabe baut wieder auf deinem neu gewonnenen Wissen auf und ermöglicht deinem mBot seine erste Freifahrt!

Hier findest du nochmal einen Überblick der Blöcke, die du für diese Aufgabe verwenden konntest: