Ziel des Lernszenarios ist der Aufbau einer automatischen Bewässerung für ein Gewächshaus / Blumentöpfe. Dabei werden verschiedene Lerninhalte betrachtet: Nutzung von Sensoren: 1) Feuchtigkeit und Temperatur 2) Feuchtigkeit und Wasserstand Nutzung eines externen Displays / als Erweiterung Eingabe von Schwellenwerten für Feuchtigkeit / Wasserstand Kopplung verschiedener Stromkreise (Pumpe, Sensoren)
| Autor | Jan Pawlowski, Idzik Martin |
| Fach | Informatik, Biologie |
| Länge | 90 Minuten |
| Ansatz | Entdeckendes Lernen |
| Kompetenzen | Neue Technologien |
| Klasse | ab 5. Klasse |
| Technologien | Arduino, Open Roberta |
Kontextualisierung
Die SuS bekommen jeweils einen vertrockneten Blumentopf. Alternativ können Situationen aus dem Biologie-Unterricht herangezogen werden („wie viel Feuchtigkeit benötigt eine bestimmte Pflanzenart wie z.B. Gartenkresse“)
Erarbeitung
Die SuS erkunden die Nutzung von Sensoren. Es werden zunächst Feuchtigkeitssensor und Wasserstandsensor angeschlossen. Es werden verschiedene Zustände der Erde ausprobiert (ganz trocken, ganz nass). Es wird überlegt, wie man ein Bewässerungssystem konstruieren kann. Dann überlegen die SuS, was Pflanzen alles benötigen –es werden Variablen und Regeln / Bedingungen formuliert, die man braucht, um ein Gewächshaus zu steuern. Dazu werden Arbeitsblatt Gewächshaus (Vorbereitung) und Arbeitsblatt Gewächshaus Schritt für Schritt verwendet. Die Erarbeitung beginnt mit dem Aufbau des Arduino mit den beiden Sensoren. Die Sensoren werden an analoge Pins angeschlossen. Es wird zunächst getestet, welche Werte die Sensoren bei Trockenheit bzw ohne Wasser liefern. Dann werden die Sensoren weiter getestet (feuchte Erde, Wasserbehälter ein wenig gefüllt). Als Erweiterung können 2 LEDs angeschlossen werden, die bei Über- / Unterschreitung eines bestimmten Wertes leuchten. Arbeitsblatt Gewächshaus Schritt für Schritt
Nun kommen weitere Sensoren hinzu, wie etwa Temperatur-, Feuchtigkeits- oder Helligkeitssensor Als Erweiterung können 2 LEDs angeschlossen werden, die bei Über- / Unterschreitung eines bestimmten Wertes leuchten.
Zunächst werden die Werte auf dem Serial monitor (PC) ausgegeben. Dann wird zusätzlich ein externes Display angeschlossen, damit der Rechner nicht immer am Blumentopf stehen muss.
Reflektion / Erweiterung
Wie könnte das System noch erweitert werden?
The following worksheet can be freely used and modified. To modify the worksheet, please make a copy in your google drive folder. Please do not forget to reference the COTA project when changing the material.
Link zum Arbeitsblatt: https://docs.google.com/document/d/1ZUOUKd07AChsKmW1g4eMoZLKrPRxSG6K/edit
Link zum Arbeitsblatt: https://docs.google.com/document/d/16cfiNfmH-Bjkut4_gFvGHWoxIXZ85bIk/edit#heading=h.gjdgxs
Link zum Arbeitsblatt: https://docs.google.com/document/d/1ZUOUKd07AChsKmW1g4eMoZLKrPRxSG6K/edit
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