Erweiterte Aufgaben
Programme mit dem micro:bit
Embedded Files
Alle folgenden Übungen stammen aus dem Ideenset der PH Bern auf Grundlage der Masterarbeit von Joël Waeber.
Lernziele
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Programmierkonzept
Programmierkonzept
Theorie "Arrays" (Listen)
Theorie "Arrays" (Listen)
Schau dir das Erklär-Video links an.
Lies die Informationskarte unten.
Wende die Theorie mit den folgenen Übungen an.
Übungen
Übungen
Gestufte Hilfen:
- Du benötigst Blöcke aus den Grundlagen (blau), Eingabe (pink), Variablen (rot) und Logik (türkis).
- Beim Start die Variable "Anzahl Leben" auf 3 setzen.
- Dauerhaft soll gelten: Wenn der Pin 0 gedrückt, werden alle LED angezeigt, die Anzahl Leben um -1 geändert und die Anzahl Leben angezeigt. Ansonsten werden die LED nicht angezeigt.
- Dauerhaft soll ausserdem gelten: Wenn Anzahl Leben 0, wird Text "Game over" angezeigt.
- Lösungsvorschlag
20. "Der heisse Draht"
20. "Der heisse Draht"
Zusätzliches Material: 2 Kabel mit Klemmen, 2 unisolierte Drahtstücke, 1 A4-Blatt, Klebeband.
Das Ziel dieses Spieles ist, das Drahtstück mit der Schlaufe durch den Parcours zu führen, ohne den anderen Draht zu berühren.
Baue mit Hilfe der aufgeführten Materialien den Spielaufbau nach. Je mehr Kurven und Schlaufen du einbaust, desto schwieriger wird es.
Programmiere den micro:bit so, dass die LEDs aufleuchten, sobald sich die zwei Drähte berühren.
Hinweis: Du benötigst einen der drei Pins. Diese gelten als gedrückt, wenn der Pin mit dem GND verbunden ist. Die Verbindung muss den elektrischen Strom leiten.
Zusatzaufträge: Zu Beginn des Spiels soll man 3 Leben haben. Immer wenn der Draht berührt wird, verliert man eines. Hat man alle Leben aufgebraucht, erscheint "Game Over".
Gestufte Hilfen:
- Du benötigst Blöcke aus den Grundlagen (blau), Eingabe (pink), Variablen (rot), Logik (türkis), Mathematik (violett) und Spiel (grün).
- Korb: Beim Start wird für die Variable "Korb" ein neuer Sprite auf der Position x=2 und y=4 erstellt. Wenn Knopf A gedrückt, ändere den x-Wert des Korbes um -1. Wenn B gedrückt, ändere x um 1.
- Früchte: Beim Start wird für die Variable "Frucht" ein neuer Sprite erstellt. Dieser hat einen zufälligen x-Wert von 0 bis 4 und den y-Wert 0.
- Dauerhaft gilt: Der y-Wert der Frucht wird um 1 geändert. Anschliessend wird ca. 300 ms pausiert.
Wenn der y-Wert der Frucht 4 ist, wird dieser auf 0 und der x-Wert der Frucht auf eine zufällige Zahl zwischen 0 und 4 gesetzt. Anschliessend wird wieder ca. 300 ms pausiert. - Lösungsvorschlag
21. Frucht im Korb
21. Frucht im Korb
Hinweis: Lies oben das Programmierkonzept E3 "Spielen mit dem micro:bit".
Spielidee: In der untersten Zeile hat es einen Korb. Dieser kann horizontal bewegt werden. Vom oberen Bildrand fallen dauernd Früchte runter. Diese werden mit dem Korb aufgefangen.
Programmiere den Korb. Dazu musst du einen Sprite erstellen, der sich mit den Tasten A und B nach links und rechts verschieben kann.
Programmiere Früchte, die runterfallen. Die Früchte sollen von einer zufälligen Position der ersten Zeile ausgehend, nach unten fallen.
Tipps: Erstelle für alle Früchte nur einen Sprite. Dieser hüpft wieder in die erste Zeile, sobald er die letzte Zeile erreicht hat. Wenn du nach einer Bewegung des Sprites eine Pause einfügst, verlangsamt sich diese.
Falls eine Frucht neben dem Korb landet, soll das Spiel enden. Frucht und Korb werden gelöscht und der Spielstand wird angezeigt.
Zusatzauftrag 1: Erstelle eine Variable für den Spielstand. Immer wenn eine Frucht gefangen wird, wird um 1 erhöht.
Zusatzauftrag 2: Optimiere dein Spiel, indem du z.B. einen Countdown oder einen "Game over"-Schriftzug einfügst. Letzterer wird angezeigt, wenn die Frucht nicht gefangen werden konnte.
Gestufte Hilfen:
- Du benötigst Blöcke aus den Grundlagen (blau), Eingabe (pink), Variablen (rot), Logik (türkis), Schleifen (grün) und Mathematik (violett).
- Setze beim Start die Variable «kleiner als (√20)» auf 4 und die Variable «grösser als (√20)» auf 5.
Wenn der Knopf A gedrückt ist, soll folgendes 10-mal wiederholt werden:
22. Quadratwurzel annähern
22. Quadratwurzel annähern
Manchmal kann man die Quadratwurzel einer Zahl im Kopf bestimmen. Die Wurzel von neun (√9) gibt z.B. drei, weil drei mal drei, neun gibt. Viele Wurzeln von Zahlen lassen sich nur näherungsweise bestimmen. Dabei greifen wir in der Regel auf den Taschenrechner oder einen Computer zurück.
Unten wird ein Näherungsverfahren für √20 dargestellt. Dabei startet man mit einer Zahl, die kleiner und einer die grösser ist als √20. Im nächsten Schritt wird jeweils eine der Zahlen durch den Durchschnitt der beiden letzten Zahlen ersetzt. Dazu überprüft man, ob die neue Zahl grösser oder kleiner, als √20 ist. So wird das Intervall immer kleiner und die Annäherung für √20 immer genauer.
Wiederholt man dieses Vorgehen einige Male, erreicht man schon ein ziemlich genaues Ergebnis. Trotzdem ist es mühsam, wenn man jeden Schritt einzeln berechnen muss.
Lass dies den micro:bit für dich erledigen und schreibe ein Programm, das √20 in 10 Schritten annähert.
Hinweis: Der micro:bit zeigt nur 2 Nachkommastellen an.
Gestufte Hilfen:
- Du benötigst Blöcke aus den Grundlagen (blau), Eingabe (pink), Variablen (rot), Logik (türkis), Mathematik (violett) und Spiel (grün).
- Katze: Beim Start wird für die Variable "Katze" ein neuer Sprite auf der Position x=2 und y=2 erstellt. Dauerhaft soll folgendes gelten:
- Wenn der Rotationswinkel «Winkel» < -10° ist → ändere den y-Wert der Katze um -1 und pausiere 100 ms.
- Wenn der Rotationswinkel «Winkel» > 10° ist → ändere den y-Wert der Katze um 1 und pausiere 100 ms.
- Wenn der Rotationswinkel «rollen» < -10° ist → ändere den x-Wert der Katze um -1 und pausiere 100 ms.
- Wenn der Rotationswinkel «rollen» > 10° ist → ändere den x-Wert der Katze um 1 und pausiere 100 ms.
- Maus:
- Beim Start wird für die Variable «Maus» einen neuen Sprite erstellt. Dieser hat zufällige x- und y- Werte von 0 bis 4. Die Helligkeit der Maus wird auf 10 gesetzt.
- Dauerhaft soll folgendes gelten: Wenn die Maus von der Katze berührt wird, wird die Maus gelöscht. Anschliessend wird sie wieder auf zufällige x- und y-Werte gesetzt und ihre Helligkeit reduziert.
- Lösungsvorschlag
23. Katze und Maus
23. Katze und Maus
Hinweis: Lies oben das Programmierkonzept E3 "Spielen mit dem micro:bit".
Spielidee: Die Katze kann sich frei auf dem Display bewegen. Je nach Neigung des micro:bits rennt sie in eine andere Richtung. Die Maus erscheint beim Start auf einer zufälligen Position. Immer wenn sie von der Katze beinahe gefangen wird, hüpft sie erneut auf eine zufällige Position auf dem Display.
Erstelle einen neuen Sprite für die Katze. Diese bewegt sich auf dem Display, wenn man den micro:bit neigt. Ist also z.B. der Winkel der Seitwärtsneigung (rollen) grösser als 10 °, dann rennt die Katze nach rechts.
Erstelle einen neuen Sprite für die Maus. Diese hüpft auf eine zufällige Position des Displays, wenn sie von der Katze berührt wird. Um die Maus von der Katze unterscheiden zu können, kannst du ihre Helligkeit verringern.
Gestufte Hilfen:
- Du benötigst Blöcke aus den Grundlagen (blau), Eingabe (pink), Variablen (rot), Logik (türkis), Mathematik (violett) und Spiel (grün).
- Beim Start soll folgendes gelten:
- Es wird für die Variable «Helikopter» einen neuen Sprite auf der Position x=0 und y=0 erstellt.
- Es wird für die Variable «Hindernisse» einen neuen Sprite erstellt. Dieser hat den x-Wert 4 und einen zufälligen y-Wert von 0 bis 4.
- Die Anzahl Leben werden auf 3 gesetzt.
- Dauerhaft soll gelten (Helikopter):
- Wenn der Knopf B gedrückt ist, wird der y-Wert des Helikopters um -1 geändert. Anschliessend wird für ca. 150 ms pausiert.
- Ansonsten wird der y-Wert des Helikopters um 1 geändert. Anschliessend wird für ca. 250 ms pausiert.
- Dauerhaft soll gelten (Hindernisse):
- Der x-Wert der Hindernisse wird um -1 geändert. Danach wird für ca. 200 ms pausiert.
- Wenn der x-Wert der Hindernisse 0 ist, dann werden die Hindernisse gelöscht und es wird wiederum für die Variable «Hindernisse» einen neuen Sprite erstellt. Dieser hat den x-Wert 4 und einen zufälligen y-
Wert von 0 bis 4.
- Dauerhaft soll ausserdem gelten:
- Wenn der Helikopter die Hindernisse berührt, wird die Anzahl Leben um -1 geändert.
- Wenn die Anzahl Leben 0 sind, dann wird der Schriftzug «Game over» gezeigt.
- Lösungsvorschlag
24. Helikopter
24. Helikopter
Spielidee: Mit einem Helikopter kann rauf und runter geflogen werden. Im Flug kommen ihm ständig Hindernisse entgegen, denen er ausweichen muss. Trifft der Helikopter ein Hindernis, verliert er ein Leben.
Programmiere den Helikopter. Dazu musst du einen neuen Sprite erstellen. Der Helikopter befindet sich am linken Bildrand. Wenn man den Knopf B gedrückt hält, fliegt der Helikopter nach oben, ansonsten fällt er nach unten.
Programmiere Hindernisse, die dem Helikopter entgegenfliegen. Die Hindernisse sollen von einer zufälligen Position am rechten Bildrand ausgehend, nach links fliegen.
Tipps:
Erstelle für alle Hindernisse nur einen Sprite. Dieser hüpft wieder an den rechten Bildrand, sobald er den linken Bildrand erreicht hat.
Wenn du nach einer Bewegung des Sprites eine Pause einfügst, verlangsamt sich diese.Zusatzauftrag 1: Beim Start soll der Helikopter drei Leben haben. Immer, wenn er mit einem Hindernis zusammenprallt, verliert er eines davon.
Hinweis: Nachdem der Helikopter ein Leben verloren hat, musst du eine Pause von 1000 ms einbauen. Ansonsten werden zu viele Leben abgezählt.Zusatzauftrag 2: Wenn der Helikopter keine Leben mehr hat, wird ein «Game over»-Schriftzug angezeigt.
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