#bbcmicro:bit

Auf dem BBC micro:bit findest du einen Temperatursensor, in diesem Beitrag möchte ich nun zeigen wie du die Sensordaten als Scrolltext auf der LED-Matrix anzeigen lassen kannst.

Die Idee zu diesem Beitrag habe ich vom Leser U.E. erhalten welchen ich hiermit danken möchte, denn ich bin immer dankbar für Ideen.

Benötigte Ressourcen für den Nachbau

Wenn du das nachfolgende Programm nachbauen möchtest, dann benötigst du: - einen BBC micro:bit, - ein Micro-USB-Datenkabel, - Breadboardkabel, - einen Adapter, - ein 400 Pin / 170 Pin Breadboard Der BBC micro:bit verfügt über einen internen Temperatursensor, welchen wir auslesen können. Jedoch möchte ich dir zeigen, wie du die Sensordaten eines DHT22 Sensors auslesen. Dieser Sensor liefert die Temperatur sowie die rel. Luftfeuchtigkeit.

Aufbau der Schaltung - BBC micro:bit mit DHT22 Sensor

Nachfolgend die kleine Schaltung am BBC micro:bit mit einem DHT22 Sensor.

Schaltung - DHT22 Sensor am BBC micro:bit für Scrolltext Den DHT22 Sensor bekommst du in zwei Varianten, zum einen als einfachen Baustein wie in der Zeichnung zu sehen und auf einer Platine.

Varianten des DHT22 Sensors In meinem Fall habe ich den fertigen Sensor inkl. Widerstand in meiner Schaltung verwendet und somit benötigte ich lediglich 3 Breadboardkabel um diesen an den BBC micro:bit anzuschließen.

Schaltung - BBC micro:bit mit DHT22 Sensor

Programmieren in MakeCode

Den Code hierzu können wir in Micropython oder auch MakeCode erstellen, in diesem Beitrag möchte ich letzteres verwenden. Wie du den Code in MakeCode erstellst, habe ich dir in nachfolgendem kurzen YouTube-Video erläutert. https://youtu.be/iQUi8dc6yyk MakeCode Programm zum auslesen & anzeigen der Sensordaten eines DHT22 Sensors auf der LED-Matrix des BBC micro:bitHerunterladen

Fazit & Ausblick

In meinem vorherigen Artikel über das EDU:BIT-Set von Cytron habe ich bereits eine Einführung in dieses gegeben. Jetzt werden wir uns darauf konzentrieren, wie du es mithilfe von Microsoft MakeCode programmieren kannst. Ich gehe davon aus, dass du keinerlei Vorkenntnisse in der Programmierung hast, daher ist dieser Artikel perfekt für Anfänger geeignet. Selbst wenn du bereits Erfahrung in der Programmierung von Mikrocontrollern hast, wirst du hier sicherlich einige nützliche Tipps und Tricks finden, die dir bisher vielleicht unbekannt waren.

Hinweis: Ich möchte darauf hinweisen, dass ich das EDU:BIT-Set von Cytron kostenfrei erhalten habe, um darüber auf meinem Blog zu schreiben. Meine Meinung zu diesem Produkt ist jedoch unabhängig und basiert auf meinen eigenen Erfahrungen. Jegliche Unterstützung von Cytron beeinflusst meine objektive Bewertung nicht. Mein Blog bleibt ein Ort der Ehrlichkeit und Transparenz gegenüber meinen Lesern.

Welche Entwicklungsumgebung sollte ich nutzen?

Klären wir zunächst die Frage, welche Entwicklungsumgebung (kurz IDE) man nutzen sollte. Das hängt von deinen Skills ab. Wenn du Anfänger bist oder noch nicht so viel Erfahrung mit der Programmierung des BBC micro:bit hast, dann empfehle ich dir MakeCode von Microsoft. Solltest du jedoch einiges an Erfahrung gesammelt haben, so kannst du deinen Mikrocontroller auch in Python oder C++ programmieren. MakeCode von Microsoft Selbst ich, der schon einige Jahre Erfahrung hat, nutzt das Onlinetool MakeCode von Microsoft, denn dieses hat so einige Vorteile. Zum einen ist die Unterstützung der Community für den BBC micro:bit deutlich stark vertreten und zum anderen ist diese Art der Programmierung zwischendrin mal was anderes.

Online Python Editor Im Beitrag Der Einstieg in die Python-Programmierung mit dem BBC micro:bit habe ich dir bereits gezeigt, wie du deinen BBC micro:bit auch in Python programmieren kannst.

Online Python Editor für den BBC micro:bit Diesen einfachen Editor findest du unter https://python.microbit.org/v/3.

Überblick der Funktionen des EDU:BIT - Set

Schauen wir uns einmal die Funktionen bzw. Sensoren & Aktoren des EDU:BIT - Set genauer an.

EDU:BIT im Überblick Wir haben nachfolgende Sensoren & Aktoren zur Verfügung: ModulFunktionenMusic Bit Modul3,5 mm Klinkenbuchse und Piezo-BuzzerSound Bit ModulGeräuschdetektorPotentio Bit ModulDrehpotentiometerIR Bit ModulInfrarot Abstandssensor (einstellbar über Drehpotentiometer)RGB Bit Modulvier NeoPixel-LEDs (für farbige Lichteffekte)TrafficLight Bit Moduldrei LEDs (rot, gelb, grün, wie bei einer Verkehrsampel)Button Bit Modulzwei Taster für die Eingabe von BefehlenWeitere SchnittstellenI2C-Kommunikation - UART-Kommunikation Anschlüsse für Motoren und Servomotoren Sowie noch am BBC micro:bit selber noch 2 frei programmierbare Taster, einen kapazitiven Touch-Sensor und eine 5x5 LED Matrix. Sowie noch einen Beschleunigungssensor, Temperatursensor und Piezo Buzzer. Den Beschleunigungssensor können wir in diesem Fall nur bedingt verwenden, daher werde ich diesen bei meinen Beispielen hier ausklammern.

Programmieren des EDU:BIT in MakeCode von Microsoft

Für das EDU:BIT gibt es eine Erweiterung für MakeCode somit wird die Programmierung deutlich einfacher, da man für jedes Modul spezielle Blöcke hat.

Beispiele mit den Modulen Kommen wir nun dazu und programmieren die Module des EDU:BIT. Ich möchte dir jedoch nachfolgend ein paar Verbindungen der Module zeigen und somit lernst du Stück-für-Stück das Programmieren des EDU:BIT kennen. Ampelschaltung programmieren Mit den drei 10 mm LEDs (rot, gelb und grün) lässt sich super eine kleine Ampelschaltung realisieren. Eine Ampelschaltung hat vier Phasen, wie nachfolgend angezeigt.

Wechsellichtzeichen nach §37 Abs.2 StVO Im nachfolgenden Code wird dauerhaft die Funktion "ledLichAN" ausgeführt, jedoch ändern sich die Werte der Parameter für die LEDs. Damit können wir sehr einfach eine kleine Ampelschaltung realisieren und dabei noch doppelten Code reduzieren.

Im nachfolgenden Video siehst du die vier Phasen einer Ampelschaltung. Ampelschaltung am EDU:BIT für BBC micro:bitHerunterladen NeoPixel steuern Auf dem EDU:BIT sind 4 NeoPixel verbaut, welche sich über den Pin P13 steuern lassen. Wenn wir jetzt die Helligkeit der NeoPixel mithilfe des Drehpotentiometers steuern wollen, benötigen wir eine kleine mathematische Formel. Die Fakten: - der Drehpotentiometer hat eine Range von 0..1023, - die Helligkeit hat eine Range von 0..255 Diese beiden Werte müssen wir nun "irgendwie" miteinander mappen. Dazu teilen wir den größtmöglichen Wert beider Ranges durcheinander, 1023/255, das Ergebnis von 4,01 (gerundet) ist jetzt unser Faktor durch welchen wir den Wert des Potentiometers teilen.

Im nachfolgenden Video erkennst du, je nach Stellung des Drehpotentiometers sind die NeoPixel heller oder dunkler. steuern der Helligkeit der NeoPixel am EDU:BIT mit einem DrehpotentiometerHerunterladen Lüftersteuerung Dem Set EDU:BIT liegt ein kleiner Motor sowie ein Lüfterrad bei, über diesen und dem Temperatursensor vom BBC micro:bit können wir eine Temperaturgesteuerte Lüftersteuerung realisieren.

Wenn nun die Temperatur größer als 20 Grad Celsius ist, dann wird der Lüfter aktiviert und dieser dreht sich umso schneller je wärmer es ist. Temperaturgesteuerte Lüftersteuerung am EDU:BITHerunterladen

Abschluss & Fazit zur Programmierung des EDU:BIT

In diesem Beitrag möchte ich an meinen letzten Beitrag Der Einstieg in die Python-Programmierung mit dem BBC micro:bit anknüpfen und dir zeigen, wie du die Sensoren & Aktoren deines BBC micro:bit in Python programmieren kannst.

Das Tool zur Python-Programmierung für den BBC micro:bit ist sehr gut auf Englisch dokumentiert und theoretisch könnte der Beitrag jetzt hier mit einem Verweis auf diese enden. Jedoch möchte ich dir hier Schritt-für-Schritt zeigen, wie du die Sensoren & Aktoren des BBC micro:bit programmierst.

Features des BBC micro:bit

Zunächst möchte ich dir die Features des BBC micro:bit auflisten: - einen Temperatursensor, - einen Lagesensor, - einen Kompass (Magnetometer), - einen "Lichtsensor", - ein Mikrofon, - ein Piezo Buzzer, - ein Touch Sensor, - eine drahtlose Schnittstelle

Verwenden der Dokumentation / Reference zum Programmieren des BBC micro:bit

Wie erwähnt findest du unter dem Punkt "Reference" eine Dokumentation zu den Features vom BBC micro:bit und der Python-Programmierung.

Hier kannst du die Codeschnipsel per Drag'n Drop in den Editor ziehen und so ähnlich wie mit den Blöcken in MakeCode den Quellcode erstellen.

Sensoren auslesen

Lesen wir zunächst die Werte vom Temperatursensor sowie vom Lichtsensor aus und zeigen diese auf der 5x5 LED Matrix an. Das gute ist, wir brauchen für langen Text keinen extra Code schreiben, denn hier brauchen wir lediglich die Funktion "scroll" aufrufen. Temperatursensors auslesen und Anzeigen der Werte auf der 5x5 LED Matrix Der Prozessor nRF52 verfügt über einen Temperatursensor, welcher nachfolgende technische Daten hat: EigenschaftWertMessbereich-40 °C bis 105 °CAuflösungSchritte von 0,25 °CGenauigkeit+/- 5 °C (nicht kalibriert) In der Referenz kannst du hier recht einfach den passenden Codeschnipsel in deinen Code einfügen und mit dem Taster "A" verknüpfen. from microbit import * # starten der Endlosschleife while True: # Wenn der Taster A gedrückt wurde, dann... if button_a.was_pressed(): # ausgeben der Temperatur auf der LED Matrix display.scroll(temperature()) Lichtintensität auslesen Der Mikrocontroller hat jetzt keinen extra Lichtsensor, sondern man kann die LEDs der 5x5 Matrix als Lichtsensor verwenden. Wie du das am Arduino machst, habe ich dir bereits im Beitrag Arduino Lektion #101: LED als Lichtsensor erläutert. Du brauchst hier zusätzlich eine kleine Taschenlampe, um die LEDs der Matrix anzustrahlen! from microbit import * # starten der Endlosschleife while True: # Wenn der Taster A gedrückt wurde, dann... if button_a.was_pressed(): # Wenn die Matrix mit einer Taschenlampe bestrahlt wird, # dann ist der Wert > 0 ansonsten ist dieser gleich 0 display.scroll(display.read_light_level())

Aktoren ansteuern

In vorherigen Artikeln habe ich ausführlich über den BBC micro:bit berichtet und verschiedene kreative Projekte damit vorgestellt. In diesem Beitrag liegt der Fokus darauf, wie du diesen Mikrocontroller mithilfe der Python-Programmiersprache nutzen und spannende Anwendungen entwickeln kannst.

Ich werde dir nachfolgend Schritt-für-Schritt zeigen, wie du diesen Mikrocontroller und deinen PC für die Programmierung in Python einrichtest und kleine Schaltung programmierst. Der BBC micro:bit verfügt bereits über einige Sensoren & Aktoren, womit wir schon ohne zusätzliche Komponenten starten können. Der BBC micro:bit ist derzeit in der Version 2.21 erhältlich, du kannst die Beispiele jedoch auch mit dem Vorgängermodell der Version 1.5 nachbauen, da sich diese im Grunde nur marginal unterscheiden.

BBC micro:bit v2.2

BBC micro:bit v1.5 Den hier verwendeten Mikrocontroller habe ich dir bereits im Beitrag BBC micro:bit V2.2 vorgestellt. Ich empfehle dir jedoch noch ein Set, welches dir gleich eine Vielzahl von Sensoren & Aktoren liefert, welches ich dir ebenso bereits in einem gleichnamigen Beitrag Vorstellung Microbit Starter Kit für den BBC micro:bit präsentiert habe.

Technische Daten & Features des BBC micro:bit

Schauen wir uns zunächst die technischen Daten und Feature des BBC micro:bit v2.2 an: FeatureBBC micro:bit V2.2Prozessor32-bit Arm® Cortex-M4 mit FPUGeschwindigkeit64 MHzFlash ROM512 KBRAM128 KBBluetoothBluetooth Low Energy (BLE) 5.0SensorenBewegungssensor ST LSM 303, Temperatursensor nRF51, 3 Achsen Lagesensor, MagnetometerAktorenkapazitiver Touch Sensor (Logo), Mikrofon, Speaker, Power On LED, 5x5 LED Matrix, Pushbuttons (A & B, Vorderseite)Abmaße (Breite x Höhe)5 cm x 4 cmTechnische Daten des BBC micro:bit V2

Programmierung des BBC micro:bit in Python

Starten wir nun mit der Programmierung des BBC micro:bit in Python, in dem wir den Editor unter https://python.microbit.org/v/3 öffnen. Es wird hier auch gleich ein Beispiel angezeigt, wo auf der 5x5 LED Matrix ein Herz und das englische Wort "Hello" ausgegeben wird.

Um diesen Code auf den BBC micro:bit zu übertragen, stehen uns zwei Optionen zur Verfügung. Erstens können wir ihn direkt aus dem Browser an den Mikrocontroller senden. Zweitens können wir eine HEX-Datei speichern und diese über den Dateimanager auf das Laufwerk des BBC micro:bit kopieren. Option 1 - übertragen des Codes via Browser Zuerst müssen wir die Verbindung zum Mikrocontroller herstellen, dazu klicken wir unten links auf die Schaltfläche "Send to micro:bit". Es öffnet sich nun ein Wizard, welcher uns durch diesen Prozess begleitet.

Im letzten Schritt müssen wir den Mikrocontroller aus dem Dialog wählen und dieses mit der Schaltfläche "Verbinden". Bei jeden weiteren klick auf die Schaltfläche "Send to micro:bit" wird das Programm direkt auf den Mikrocontroller kopiert und somit sparen wir uns sehr viel Zeit. Option 2 - übertragen des Codes über den Dateimanager Wenn wir den BBC micro:bit mit dem Computer verbunden haben, dann sollten wir das Laufwerk "MICROBIT" im Dateimanager sehen. Im Browser wählen wir die Schaltfläche "Save" und vergeben dem Projekt einen Namen. Danach wird die HEX-Datei heruntergeladen und die kopieren wir dann auf das genannte Laufwerk.

Codesnippets aus der Referenz verwenden

Wie erwähnt ist der BBC micro:bit für Anfänger bestens geeignet, dieses spiegelt sich auch in diesem Editor wider. Wenn wir links auf "References" klicken, dann finden wir verschiedene Kategorien, welche die Funktionen des Microbit widerspiegeln. Hier finden wir dann wiederum einzelne Codeschnipsel (auch Snippets genannt) welche wir per Drag'n Drop in unseren Quellcode ziehen können.

Hinweise zum Programmieren in Python

Bevor wir mit dem Programmieren einzelner Beispiele kommen, möchte ich zur Syntax von Python kommen. Hier gibt es einige Hinweise, welche du beachten solltest und manchmal auch musst. Einrücken von Code Der Code muss immer eingerückt werden, hier kannst du entweder 3 Leerzeichen oder einen Tab benutzen. Das siehst du am bereits vorgeladenen Beispiel sehr deutlich, der Beginn der While-Schleife ist auf Ebene 0 und der Code innerhalb der Schleife eine Ebene tiefer. Wenn wir nun das Codesnippet zum Taster in diese Schleife einfügen, dann wird wiederum dieser Code der If-Bedingung ebenso eine Ebene tiefer gesetzt. while True: if button_a.is_pressed(): display.scroll('A') display.show(Image.HEART) sleep(1000) display.scroll('Hello') Sprechende Variablennamen verwenden Damit du jederzeit in deinem Code weißt, welche Variable für welche Funktion steht, solltest du sprechende Namen verwenden. Wenn du einfache mathematische Operationen durchführen möchtest, dann möge das vielleicht wie im nachfolgenden Beispiel noch gehen: if button_a.is_pressed(): a = 1 b = 2 c = a + b display.show(c) Jedoch für komplexe Anwendungen solltest du sprechende Bezeichnungen verwenden. message = "" while True: if button_a.is_pressed(): message = "Hallo Welt!" if button_b.is_pressed(): message = "Test 123" display.scroll(message) Quellcode Dokumentation Im Code selber kannst du Text schreiben, welcher zu keiner Ausführung kommt, dieses nennt man Dokumentation. Hier solltest du besonders am Anfang gebrauch von machen, denn so kannst du deinen Code beschreiben und weißt auch noch am nächsten Tag oder Woche was diese Zeile Code macht. Mit einer Raute "#" startest du einen einzeiligen Kommentar und mit drei einfache Anführungszeichen einen mehrzeiligen Kommentar. while True: #Hier steht ein einzeiliger Kommentar ''' Ein mehrzeiliger Kommentar wird mit drei einfachen Anführungszeichen gestartet und beendet. '''

Beispiel - Taster abfragen

Hey du! Bist du bereit, in die spannende Welt des Programmierens einzutauchen? Egal, ob du ein absoluter Anfänger oder schon ein kleiner Code-Künstler bist, ich habe heute etwas ganz Besonderes für dich. Ich möchte dir das "EDU:BIT-Set" von Cytron vorstellen, ein echtes Schatzkästchen, das dir die Türen zur Programmierung öffnet und dabei jede Menge Spaß macht!

Programmieren leicht gemacht: Das EDU:BIT-Set für Bildung und Spaß Stell dir vor, du könntest deine eigenen Lichtshows entwerfen, Musik komponieren, Geräusche erkennen oder Roboter zum Leben erwecken – und das alles ganz einfach mit einem Mikrocontroller namens "BBC micro:bit v2.21" und einigen cleveren Modulen. Klingt cool, oder? In diesem Beitrag werde ich dir alles über das EDU:BIT-Set erzählen, wie es funktioniert und wie es dir helfen kann, Programmieren spielend zu lernen. Also schnall dich an und lass uns loslegen! Disclaimer: Bevor wir in die aufregende Welt des EDU:BIT-Sets eintauchen, möchte ich transparent sein und erwähnen, dass ich dieses Set freundlicherweise von der Firma Cytron erhalten habe. Es ist wichtig zu betonen, dass ich für diesen Beitrag keinerlei Vorgaben oder Anweisungen von Cytron erhalten habe und meine folgenden Aussagen und Meinungen ausschließlich auf meiner eigenen Erfahrung und Meinung basieren. Mein Ziel ist es, dir eine ehrliche und unvoreingenommene Einschätzung dieses Produkts zu präsentieren. Das bedeutet, dass ich sowohl die positiven als auch die eventuellen negativen Aspekte des EDU:BIT-Sets beleuchten werde, damit du eine fundierte Entscheidung treffen kannst, ob es das richtige Werkzeug für deine Programmierabenteuer ist. Also lasst uns gemeinsam in die Welt des EDU:BIT-Programmierens eintauchen und herausfinden, was dieses Set wirklich draufhat!

Warum sollte ich programmieren lernen?

Das EDU:BIT-Set ist wirklich cool, und hier ist der Grund, warum du es ausprobieren solltest: - Spaß und Kreativität: Mit dem Set kannst du deine eigenen Spiele erstellen, Musik machen, Lichtshows gestalten und sogar Roboter zum Leben erwecken! Das bedeutet, du kannst wirklich kreativ sein und Dinge erschaffen, die du dir ausdenkst. - Verstehen, wie Dinge funktionieren: Es hilft dir zu verstehen, wie Computer und Technologie um dich herum funktionieren. Du wirst nicht nur ein Nutzer sein, sondern verstehen, wie die Dinge im Hintergrund arbeiten. - Lösen von echten Problemen: Mit dem Programmieren kannst du echte Probleme lösen. Zum Beispiel könntest du eine App entwickeln, die dir hilft, deine Hausaufgaben zu organisieren, oder eine Erfindung machen, die das Leben einfacher macht. - Spaß mit Freunden: Du kannst mit deinen Freunden zusammenarbeiten und gemeinsam coole Projekte erstellen. Es ist eine großartige Möglichkeit, Zeit miteinander zu verbringen und etwas Neues zu lernen. - Karrieremöglichkeiten: Wenn du programmieren lernst, öffnest du dir auch Türen für zukünftige Jobs. Es gibt viele spannende Berufe in der Technologie, die sehr gut bezahlt werden. Denk daran, du musst nicht sofort alles wissen. Das EDU:BIT-Set ist perfekt für Anfänger, und du kannst in deinem eigenen Tempo lernen. Es ist wie ein Abenteuer, bei dem du entdeckst, wie man Computer dazu bringt, das zu tun, was du möchtest. Viel Spaß dabei!

Unboxing und erster Überblick über das EDU:BIT Set

Packen wir erstmal das Set aus und schauen uns im Detail an, was alles enthalten ist, an. Zunächst ist etwas Bastelmaterial und eine sehr ausführliche, farbig bebilderte Anleitung dabei.

Verpackung EDU:BIT

Platine EDU:BIT & Kabel

Was mich aber besonders interessiert hat, ist das Board zum EDU:BIT Set denn dieses bietet durch seine Vielzahl an Anschlüssen viele Ideen zu Projekten rund um den BBC micro:bit. Übrigens, was den BBC micro:bit betrifft, im EDU:BIT-Set ist die aktuellste Version 2.21 dieses Mikrocontrollers enthalten. Das bedeutet, dass du direkt mit der neuesten Version arbeiten kannst.

BBC micro:bit Version 2.21

BBC micro:bit eingesteckt im EDU:BIT

Technische Daten und Features des BBC micro:bit V2.21

Lassen Sie uns zuerst einen Blick auf die technischen Daten des BBC micro:bit werfen. Dieser äußerst kompakte Mikrocontroller ist trotz seiner geringen Größe mit einer beeindruckenden Vielzahl von nützlichen Funktionen ausgestattet. - Mikrocontroller: Nordic nRF52833 ARM Cortex-M4 mit Bluetooth 5.0 - Flash-Speicher: 512 KB - RAM: 128 KB - Bluetooth: Integriertes Bluetooth LE zur drahtlosen Kommunikation - Beschleunigungsmesser: Integrierter Beschleunigungssensor (3-Achsen) - Magnetometer: Integrierter Magnetometer (Kompass) - Temperatursensor: Integrierter Temperatursensor - Lichtsensor: Integrierter Helligkeitssensor (Lichtstärke) - Energieversorgung: Betrieb mit 2 AAA-Batterien oder über USB Features des BBC micro:bit V2.21 - Programmierung in Python, JavaScript (MakeCode), oder über die Mikro:bit-Entwicklungsumgebung - 25 programmierbare LEDs in einer 5x5-Matrix zur Anzeige von Text, Symbolen und Animationen - Touch-fähige Pins zur Interaktion mit der physischen Welt - Mehrere GPIO-Pins für den Anschluss von Sensoren und Aktoren - Integrierter Eingang/Ausgang für Krokodilklemmen (Alligator Clips) - Kompatibel mit Zubehör und Erweiterungsmodulen - Robustes und haltbares Design, ideal für den Schulgebrauch - Breite Unterstützung in der Maker-Community und Bildungsbereich

Wie programmiere ich das EDU:BIT Set?

Jetzt fragst du dich bestimmt wie du dieses Set mit seiner vielzahl an Sensoren und Aktoren programmieren kannst. Die Antwort hier lautet Microsoft MakeCode. Dieses Tool benutzt du online und kannst dort Blöcke zusammen schieben und so deinen Code Schritt-für-Schritt aufbauen, ohne eine einzige Zeile Quellcode zu schreiben.

Microsoft MakeCode Du kannst aber auch wenn du etwas fortgeschrittener bist in diesem Editor zwischen der Blockansicht und JavaScript wechseln. Jedoch bedenke, dass deine selbst geschriebenen Zeilen in JavaScript derzeit noch nicht interpretiert werden können.

Vorteile von MakeCode

Ein großer Vorteil ist, dass du schnell zu einem Ergebnis kommst, da du über diese Art der Programmierung recht wenig falsch machen kannst, denn die Blöcke passen immer nur in bestimmten Bedingungen zueinander. Des Weiteren kannst du schon einiges online testen. online testen eines Codes von MakeCode

Nachteil beim Programmieren mit MakeCode

Wo Vorteile sind, sind leider auch manchmal Nachteile. Mit den Grundfunktionen dieser Entwicklungsumgebung kannst du schon einiges machen, wenn du jedoch Sensoren / Aktoren steuern oder lesen möchtest, dann benötigst du zusätzliche Bibliotheken, welche du nachladen musst. Hier gibt es eine große Community, welche bereits Projekte veröffentlicht hat, welche du laden kannst und so diese Bibliothek bekommst.

öffentliche Projekte zum Nachbauen der Community von MakeCode Überblick der Funktionen der EDU:BIT Platine Schauen wir uns einmal an, was die Platine zum EDU:BIT bietet. Wenn du den Beitrag Automatische Bewässerung mit dem BBC micro:bit von mir bereits kennst, dann wird dir dieser Aufbau etwas bekannt vorkommen, denn diese Platine ist recht ähnlich, hat jedoch einige Module mit Sensoren und Aktoren verbunden.

EDU:BIT im Überblick ModulFunktionenMusic Bit Modul3,5 mm Klinkenbuchse und Piezo-BuzzerSound Bit ModulGeräuschdetektorPotentio Bit ModulDrehpotentiometerIR Bit ModulInfrarot Abstandssensor (einstellbar über Drehpotentiometer)RGB Bit Modulvier NeoPixel-LEDs (für farbige Lichteffekte)TrafficLight Bit Moduldrei LEDs (rot, gelb, grün, wie bei einer Verkehrsampel)Button Bit Modulzwei Taster für die Eingabe von BefehlenWeitere SchnittstellenI2C-Kommunikation - UART-Kommunikation Anschlüsse für Motoren und Servomotoren Die Module kannst du mit einem scharfen Seitenschneider von der Platine trennen und später mit den beigelegten Grove Verbindungskabel wieder mit der Platine verbinden. Jedoch würde ich dir zunächst empfehlen diese an der Platine zu belassen, da so dein Schreibtisch sehr übersichtlich bleibt. (Die Grove Kabel sind der unflexibel und somit fliegen die Sensoren / Aktoren ungeordnet umher.)

Verbinden des Sets mit dem Computer

Dem Set ist ein Kabel beigelegt, welches über einen Micro-USB-Stecker sowie einen Jack-Adapter verfügt. Da in dem Set viele Aktoren verbaut sind, welche viel Strom aufnehmen und der Mikrocontroller hier an seine Grenzen stoßen würde, gibt es eine externe Stromquelle über die USB Schnittstelle.

Stecker zum Verbinden des EDU:BIT mit dem Computer Bedenke jedoch, wenn du mit Motoren und Servos's arbeitest, deine USB-Schnittstelle vom PC nicht zu überlasten! Dem Set beigelegtem Servo und Motor sind unbedenklich. Links oben findest du im Bereich "Power Supply" einen kleinen Schalter um die externe Stromquelle AN & AUS zu schalten.

Schalter zum aktivieren / deaktivieren der externen Stromquelle Zusätzlich hast du hier noch drei LEDs für die Indikation von: - Strom AN/AUS, - Batteriespannung niedrig, - Stromaufnahme zu hoch

Beispielprogramm auf dem Mikrocontroller

Wenn du das Set mit dem Computer verbunden hast, dann wird auch gleich ein ausführliches Programm abgespielt. Solltest du dieses nicht sehen so hast du wahrscheinlich den Schalter oben links nicht auf die Stellung AN gestellt.

Beispielprogramm auf dem EDU:BIT Es werden so ziemlich alle Aktoren in diesem Programm eingebunden. Wenn du einfach mal Musik per PC, Radio, Handy startest, dann solltest du auf der LED Matrix einen Ausschlag sehen. Diesen kannst du mit dem Drehpotentiometer (Modul "Sound Bit" & "Potentio Bit") steuern.

Abschluss & Ausblick

Eine automatische Bewässerung im Garten ist nicht nur praktisch, sondern auch sinnvoll. Denn sie ermöglicht eine gleichmäßige Bewässerung der Pflanzen, die notwendig ist, um ein gesundes Wachstum zu fördern. Zudem spart sie Zeit und Mühe, da man nicht ständig manuell gießen muss. Auch können durch eine automatische Bewässerung Wassermengen und Kosten gespart werden. https://youtu.be/ng9RiCTlWNM In diesem Beitrag möchte ich dir gerne zeigen, wie du das Kit von der Firma Cytron Technologies aufbaust und einsetzen kannst. Der Vorteil von diesem Kit ist, dass alles enthalten ist, was du für deine automatische Bewässerung benötigst. Okay, einzig der BBC micro:bit ist nicht enthalten, aber dieser kann ebenso über den Shop erworben werden.

Lieferumfang des Kits zum Aufbau einer automatischen Bewässerung mit einem Mikrocontroller

Das Kit enthält wie erwähnt alles, was du für den Aufbau benötigst, dazu zählt: - eine Anleitung (auf Englisch), - ein kapazitiver Bodenfeuchtesensor, - eine kleine Pumpe mit Schläuchen, - ein Mikro-Servo Typ 9g mit Anschlusskabel, - diverse Kleinteile zum Aufbau (Schrauben, Kabelbinder etc.)

Zusätzlich benötigen wir noch ein Gefäß für die Pumpe, hier habe ich mir einmal eine 2-Liter-Flasche aus dem örtlichen Baumarkt mit einem breiten Hals besorgt. Des Weiteren empfehle ich dir noch ein Gehäuse für die Schaltung, hier reicht auch schon eine Brotdose welche du im Sonderposten Markt wie Thomas Philips, Zimmermann oder auch bei Kik, T€di etc. finden kannst.

Benötigtes Werkzeug für den Aufbau

In dem Kit ist bereits ein kleiner Schraubendreher enthalten, zusätzlich benötigst du noch: - einen Seitenschneider, - eine Bohrmaschine, inkl. 14er Bohrer

Aufbau der automatischen Bewässerung mit dem BBC micro:bit

Der Aufbau mit einem Kit wie dem von Cytronic ist recht einfach, denn du hast nun alles für deine automatische Bewässerung da und musst dir theoretische keine Sorgen darum machen, wie diese Komponenten zusammenarbeiten müssen. Das Herzstück der Schaltung ist die Hauptplatine mit der Bezeichnung "REKA:BIT" auf welche wir die einzelnen Komponenten anschließen werden.

Schritt 1 - Anschluss des kapazitiven Bodenfeuchtesensors Als erstes schließen wir den Bodenfeuchtesensor an den Pin an den Pin P2:P12 am REKA:BIT Board an.

Aufbau des kapazitiven Bodenfeuchesensors Der Bodenfeuchtesensor von Cytronic verfügt über drei LEDs, welche den aktuellen Zustand anzeigen. - DRY - trocken, - MOIST - feucht, - WET - nass https://youtu.be/qkTMT7CV2VE Schritt 2 - Anschluss des Servomotors Bevor der Servomotor an das Board angeschlossen wird, muss dieser mit zwei doppelseitigen Klebepunkte an ebenso zwei Holzspicker verbunden werden. https://youtu.be/llz2XEaxYvI Wenn dieses geschehen ist, dann wird der Servo mit der Verlängerung (war bei mir bereits angeschlossen) an das REKA:BIT Board an den Pin S1 angeschlossen. Beim Anschluss der Verlängerung musst du ebenso Acht geben, dass du beim Einstecken auch Schwarz mit Braun, Rot mit Rot und Gelb mit Weiß verbindest. Schritt 3 - Anschluss der Pumpe an das REKA:BIT Board Die kleine Pumpe hat zwei Adern, eine Rote und eine Schwarze.

Diese beiden werden wie folgt mit dem Board verbunden: - Rot - M2A - Schwarz - M2B Zum Abschluss wird dann der Schlauch mit der Pumpe verbunden. Dieser sitzt sehr stramm auf der Öffnung, daher muss man ziemlich stark drücken. Es kann auch helfen, wenn man den Schlauch bei Draufdrücken etwas hin und her dreht. Wichtig Laut Anleitung würdest du noch das andere Ende des Schlauches mit dem Ruderhorn am Servomotor verbinden, das machen wir jedoch zunächst NICHT. Der Hintergrund ist dabei, dass wir zunächst den Servomotor ausrichten müssen. Das machen wir mit einem kleinen Programm, welcher ich dir in dem Abschnitt zur Programmierung zeigen werde.

Varianten des BBC micro:bit

Es gibt den BBC micro:bit in derzeit zwei Varianten. Zum einen den alten in der Version 1.5 und den neuen mit der Version 2.2. Beide haben jedoch das gleiche Pinout, somit kannst du auch das alte und günstige Model für deine automatische Bewässerung nutzen.

Der neue BBC micro:bit V2.2 hat zusätzlich noch eine Bluetoothschnittstelle und somit kannst du diesen auch aus der Ferne steuern.

Vorsicht beim Wiederverwenden eines BBC micro:bit

Ich verwende die Mikrocontroller in diversen Projekten, daher kann und wird auf dem Mikrocontroller bereits ein Programm laufen welches diverse Pins aktiviert / deaktiviert. Um hier nicht irgendwas zu zerstören, werde ich zunächst ein leeres Programm auf den BBC micro:bit aufspielen und danach mit der eigentlichen Programmierung beginnen. Hier bekommst du ein leeres Programm als HEX-Datei zum Download. leeres Projekt für den BBC micro:bitHerunterladen

Einstecken des BBC micro:bit in die REKA:BIT Platine

Den Mikrocontroller steckst du in die Platine so ein, dass die 5x5 LED Matrix nach oben zeigt.

Da die Schneidklemmen sehr stramm sitzen, bedarf es etwas Kraft, aber nur etwas!

Programmieren der automatischen Bewässerung mit MakeCode

Die Programmierung erfolgt in MakeCode von Microsoft welches du in einem beliebigen Browser aufrufen kannst.

Oberfläche von MakeCode von Microsoft Erstellen wir also zunächst ein neues Projekt, indem wir auf die Schaltfläche "Neues Projekt" (1) klicken. Im neuen Dialog vergeben wir dem Projekt einen Namen (2) und bestätigen dieses mit der Schaltfläche (3).

Erweiterung für das Board REKA:BIT hinzufügen Bevor wir die Schnittstellen des REKA:BIT Boards aus MakeCode heraus ansteuern können, müssen wir die Erweiterung REKA:BIT hinzufügen. Dazu klicken wir zunächst auf den Eintrag "Erweiterungen" (1), um danach nach "REKA:BIT" (2) zu suchen. In den Suchergebnissen wählen wir den Eintrag "reka:bit" (3) aus. Wenn die Einrichtung abgeschlossen ist, dann solltest du nun einen neuen Menüpunkt "REKA:BIT" (4) mit zusätzlichen Elementen finden.

Damit haben wir jetzt Zugriff auf die Schnittstellen und können die Pumpe, den kapazitiven Bodenfeuchtesensor und den Servomotor ansteuern bzw. auslesen. Wichtig Wenn du dein Programm, also die HEX-Datei auf den BBC micro:bit überspielst, dann darf das REKA:BIT Board nicht aktiv sein. Das heißt, du muss den Schalter oben links auf die Stellung OFF (oben) setzen. Wenn der Upload erfolgt ist, dann kannst du das Board wieder aktivieren (Stellung ON / unten).

Schritt 1 - Ausrichten des Servomotors Zunächst beenden wir den Aufbau und richten den Servomotor aus, um dann den Schlauch anzuschließen. In meinem Fall waren die Winkel

Hier jedoch der Code als HEX-Datei zum Download. Diesen kannst du wieder per Drag'n Drop auf das Laufwerk deines BBC micro:bit ziehen. Servomotor ausrichtenHerunterladen Schritt 2 - Funktion für die Bewegung des Servomotors Der Servomotor kann einen Winkel zwischen 0 und 90 Grad anfahren, dafür benötigt dieser eine Zeit X. In meinem Fall möchte ich das, dass Wasser um die Pflanze verteilt wird, daher steuere ich den 90° Winkel in drei Schritten, mit jeweils 0,5 Sekunden Pause an. Da der Code in MakeCode immer sehr lang wird, lagere ich diese Funktion aus.

MakeCode - ausgelagerte Funktion zum drehen des Servos Schritt 3 - Auslesen des Bodenfeuchtesensors Den Bodenfeuchtesensor haben wir an den Pin P2 angeschlossen, zunächst wollen wir den Wert auf Knopfdruck auslesen und auf der 5x5 LED Matrix anzeigen.

Den Bodenfeuchtesensor habe ich zunächst in ein Glas Wasser gestellt, dieses sorgt für die Anzeige der Grenzen (minimal & maximal). https://youtu.be/Rf1P5xYesCY Der maximale Wert für den Bodenfeuchtesensor liegt in meinem Fall bei 648 und der minimale Wert bei 480. Wobei der kleinste Wert von 480 ermittelt wurde, wo der Bodenfeuchtesensor im Glas Wasser stand und 648, wo dieser trocken war. Unsere Pflanze möchten wir natürlich gar nicht erst an die Grenze bringen und daher wähle ich im Code den Wert von 550. Schritt 4 - Bewässerung starten bei trockenem Boden Die beiden ermittelten Grenzen wollen wir nun nutzen, um die Pumpe zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Wenn du den BBC micro:bit in der Version 2.20 verwendest, dann kannst du auch zusätzlich noch einen Ton über den Piezo Buzzer ausgeben, wenn die Bewässerung gestartet wird.

Finales Programm

Mit dem letzten Schritt haben wir jetzt das Projekt abgeschlossen und unsere automatische Bewässerung fertiggestellt.

Hier nun das fertige Programm zum download. MakeCode Programm für die automatische Bewässerung mit dem BBC micro:bitHerunterladen

Fazit