02. November 2023:
Wer informatische Bildung mit jungen Schülerinnen und Schülern macht, kommt in der Regel an einer Frage nicht vorbei: Auf welchen Microcontroller setze ich? Mit am häufigsten werden genannt der Calliope mini und der Micro:bit. Seit einigen Monaten hört man auch immer mehr von Bob3. In diesem Artikel fokussieren wir uns jedoch auf den Calliope mini und den Micro:bit in Verbindung mit dem Breakoutboard Crickit.
Insbesondere für Kinder eignen sich Microcontroller, um ins informatische Denken einzusteigen. Sie sind mit einer visuellen Oberfläche programmierbar und enthalten eine Vielzahl an Sensoren sowie Ausgabefunktionen. Richtig interessant wird die Arbeit mit Microcontrollern aber erst beim sogenannten Physical Computing. Das heißt wenn Anwendungen der Informatik in direkter Interaktion mit der physischen Umwelt stehen, etwa wenn ein selbstfahrendes Fahrzeug konstruiert und programmiert wird.
Der Calliope mini mit dem Micro:bit + Crickit im Vergleich
Da ist der Calliope mini erst einmal im Vorteil. Zwar ist er mit 40€ doppelt so teuer wie der Micro:bit, allerdings beinhaltet er zum einen zwei Grove-Steckplätze über die unkompliziert externe Module angeschlossen werden können z.B. Ultraschallsensoren, Displays, Bodenfeuchtemesser. Zweitens hat er einen Motortreiber, über den zwei Gleichstrommotoren angeschlossen und angesteuert werden können.
Möchte man stattdessen mit dem Micro:Bit einen Motor betreiben, kommt man nicht an einem der zahlreichen Erweiterungsmodule, den sogenannten Breakout-Boards, vorbei. So ein Breakout-Board, den Crickit der Firma Adafruit (aktuell für ca. 20€ zu kaufen) in Verbindung mit dem Micro:bit haben wir uns genauer angeschaut, ihn in einem Workshop mit jungen Schülern getestet und mit dem Calliope mini anhand mehrerer Kriterien verglichen:
Schnittstellen
Micro:bit/Crickit: 4 Servomotoren, 2 DC-Motoren, Schrittmotoren, Lautsprecher, Neo-Pixel, weitere Komponenten wie LEDs, Taster, Ultraschallsensoren können am Crickit angeschlossen werden.
Calliope mini: Steckplätze für 2 DC-Motoren. Am Motortreiber funktioniert auch ein externer Lautsprecher. Servomotoren haben keinen eigenen Steckplatz und müssen etwas umständlich über die Pins angeschlossen werden. Schrittmotoren sind nicht kompatibel mit dem Calliope mini.
Parallele Ansteuerung
Micro:bit/Crickit: Bei unseren Tests funktionierten alle angeschlossenen Module gleichzeitig. Wir steuerten parallel 4 Servomotoren, 2 DC-Motoren und einen externen Lautsprecher erfolgreich an.
Calliope mini: DC-Motoren, Servos oder Lautsprecher funktionieren leider nicht gleichzeitig.
Steckplätze für Grove-Module
Micro:bit/Crickit: nein
Calliope mini: Verfügt über 2 Grove-Steckplätze über die plug & play eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren angeschlossen werden können.
Capacitive Touch
Micro:bit/Crickit: Enthält 4 echte programmierbare Touch-Pins, deren Reichweite mit Hilfe von Krokodil-Klemmen erweitert werden kann.
Calliope mini: Nur möglich mit dieser Erweiterung.
Stromversorgung
Micro:bit/Crickit: Über eine 5V-Stromquelle können Mircro:bit und Crickit mit angeschlossenen Modulen gemeinsam betrieben werden. Dafür ist die Kombi Micro:bit/Crickit etwas größer und sperriger.
Calliope mini: Der Microcontroller (3V) sowie externe Motoren (5V – 9V) benötigen eigene Stromquellen. Zwei angeschlossene Batterien heben den Größenvorteil des Calliope mini wieder auf.
Stolpersteine
Micro:bit/Crickit:
– Servos funktionieren reibungslos nur über den abstrakteren Pulsbefehl.
– Ultraschallsensoren müssen etwas umständlich an einer Pin-Leiste angeschlossen werden.
– Externe Taster nur mit Widerstand anschließbar (keine Unterstützung von internen Pullup-Widerständen im Crickit).
– Man muss häufig die Resettaste drücken, damit die Umsetzung des Codes funktioniert.
– Aktuell ist der Adafruit Crickit in Deutschland nur in geringen Stückzahlen zu beziehen.
Calliope mini:
– Kurzschlussgefahr beim Anschließen externer Stromquelle an Motortreiber. In Workshops sind uns auf diese Weise schon ein paar Calliopes kaputt gegangen.
– Häufige Probleme bei der Übertragung von Code über Bluetooth. Abhilfe schafft hier das Aufspielen der Datei Demo.hex vom Flash-Laufwerk.
– Pins für Motortreiber müssen gelötet oder gesteckt werden.
Fazit
Im Vergleich zur Kombi Micro:bit/Crickit eignet sich der Calliope mini eher für Anfänger, die gleich loslegen wollen mit Motoren und anderen externen Komponenten. Die Handhabung vereinfachen insbesondere die beiden Grove-Steckplätze. Sehr hilfreich für den Einstieg ist auch das deutschsprachige Forum. Aber Vorsicht: Beim Anschließen der Motoren-Stromquelle kann bei Unachtsamkeit der Calliope mini schnell in Rauch aufgehen.
Fortgeschrittene kommen beim Calliope mini jedoch schnell an Ihre Grenzen. Auf dem Crickit-Board für den Micro:bit sind mehr Steckplätze für unterschiedliche Module und diese können auch noch gleichzeitig betrieben werden. Besonders kreativ in Verbindung mit menschlicher Interaktion kann mit den Capacitive Touch-Pins gearbeitet werden. In Kürze werden wir auf unserem Blog unsere selbst gestalteten Lernkarten zur Kombi Micro:bit/Crickit veröffentlichen.
Übrigens lässt sich der Calliope mini auch mit dem Crickit verbinden. Dies ist jedoch mit etwas Frickelei oder zusätzlichen Modulen verbunden. Herzlichen Dank an dieser Stelle an Michael Klein für seine Unterstützung bei diesem Artikel.
Sie interessieren sich für die vorgestellten Microcontroller? Sie können diese einzeln oder als Klassensatz bei uns für Ihre Schulprojekte ausleihen. Gern berät Sie hierzu Robert Rymeš.
