Der Trini: Roboterwerkstatt für Kids Teil 3/5 – Modul #2: Die Steuerung

10. Oktober 2024: Trini wird smart. Im nächsten Schritt fügen die Kinder eine Halterung für den Calliope Mini V3 hinzu und schließen diesen an. Grundlage für das Steuerungs-Modul ist also das fertige Trini-Fahrgestell aus Modul #1. Der Calliope Mini V3 ist ein Mikrocontroller, der speziell für die Grundschule entwickelt wurde, jedoch auch vielfältige und komplexe Programmierungen ermöglicht. Das Besondere am Calliope Mini V3 ist, dass er über zahlreiche Sensoren und Schnittstellen verfügt, so dass z.B. Motoren direkt angeschlossen werden können. Wir empfehlen für den Trini die aktuelle Version (V3) zu verwenden, da sie zahlreiche Vorteile im Vergleich zum Vorgängermodell bietet. Die Bluetooth-Verbindung ist stabiler, Calliope und Motoren können über eine gemeinsame Stromquelle betrieben werden, es ist ein Steckbrett vorhanden, auf dem Motoren direkt angeschlossen werden können etc.

Hier geht es zur Anleitung.

Erste Schritte mit dem Calliope mini und Bau der Halterung  

Vor dem Bau der Halterung haben wir den Lernenden den Calliope mini und seine Komponenten kurz vorgestellt. Erste Schritte mit der Programmierumgebung Makecode können mit Hilfe der Storycards von Creative Coding gemacht werden. Wichtig ist in jedem Fall zu lernen, wie ein Programm auf den Calliope mini übertragen werden kann. Unsere Schülerinnen und Schüler arbeiteten mit iPads und haben per App und Bluetooth ihren Code überspielt. Eine Übertragung per USB-C Verbindung ist auch möglich. Mit der aktuellen Calliope-Version (V3) haben wir gute Erfahrungen gemacht. Allerdings ist es wichtig darauf zu achten, dass die Übertragung nicht gestört wird. Ansonsten wird nur ein Bruchteil des Programms überspielt und das Startprogramm des Calliope muss kabelgebunden neu aufgespielt werden. 

Für den Bau der Halterung kann auf Werkzeuge und Baumaterialien aus Modul #1 zurückgegriffen werden. Beim Anschließen des Calliope mini ist unbedingt darauf zu achten, dass die externe Batterie korrekt angeschlossen wird, sonst kann der Microcontroller kaputt gehen. Die Vorgehensweise ist in der Anleitung genau beschrieben. Wir haben die Kinder jeweils in unserer Gegenwart diesen Schritt machen lassen. 

Trini programmieren 

Den Trini eine Strecke kontrolliert fahren zu lassen, ist programmiertechnisch komplexer, als z.B. (nur) ein Smiley auf dem Display erscheinen zu lassen. Um das Navigieren des Trinis zu erleichtern, haben wir für die Lernenden spezielle Programmierumgebungen in Makecode vorbereitet, zu denen man Zugang über die QR-Codes auf den Anleitungen bekommt. Die vorbereiteten Programmierumgebungen bestehen aus mehreren einfachen Funktionen, welche die Kinder und Jugendlichen abrufen können. Am einfachsten geht dies über den integrierten QR-Scanner in der Calliope-App. Selbstverständlich können die Kids auch in den Inhalt der Funktionen eingreifen. An manchen Stellen ist dies auch notwendig, um z.B. einen rechten Winkel mit dem Trini fahren zu können. 

Vorbereitete Programmierumgebung für den Bereich “Fahren”.

Lernmaterial Trini-Navigator

Haben die Lernenden den Calliope mini angeschlossen und eine Einführung in Makecode bekommen, wird es Zeit für den Trini Navigator. Er ist ein digitales Arbeitsheft mit sieben Lernszenarien inkl. Differenzierung. In jedem Lernszenario wird eine Strecke vorgegeben, die der Trini abfahren muss. Mit jedem Lernszenario nimmt die Komplexität zu. Das Fahrergebnis und der Code werden im Arbeitsbuch multimedial dokumentiert. Zur Bearbeitung eignet sich die App Book Creator (auch in der kostenlosen Testversion, sofern noch kein Dokument angelegt wurde). 

Im dritten und letzten Modul (erscheint in zwei Wochen) wird Trini in ein richtiges Fahrzeug verwandelt und mit zusätzlich Komponenten und Funktionen versehen.