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Arduino Experimente mit Neopixeln - Darstellung von Musik mit Licht

Neopixel LED Streifen ermöglichen kreative Arduinoprojekte mit Licht und Musik. In den Unterrichtsmaterialien werden Klänge, Geräusche und Musik mit einem Soundsensor aufgenommen und vom Arduino in eine Lichtanimation umgewandelt. Die Schüler*innen können vorgeschlagene Programmbeispiele ändern und ihrem Geschmack anpassen oder eigene Ideen umsetzen.

Die Lernmaterialien sind strukturiert in einen technischen Teil (anschliessen des LED-Stripes an das Arduino) und einer step-by-step Einführung in die Geheimnisse des Programmierens eines LED-Streifens.

Die Lernmaterialien eignen sich auch für den Unterricht mit tieferen Anforderungen und erlauben einen intuitiven Zugang zum Thema Programmieren, da die Grundprogramme z.T. sehr simpel sind.

Hier ein paar Beispiele für die Darstellung von Musik mit Licht:

Lernzeit
Eine bis fünf Lektionen
Schwierigkeitsgrad
Mittel
Technische Anforderungen

Für 16 SuS:

  • ca. 8 Notebooks oder Tablets sind ok
  • kein WLAN erforderlich PGLU.CH bringt sein eigenes Netzwerk
  • Teacher's Box empfohlen, Programmierung ohne Teacher's Box ist möglich
  • Infos zur Organisation: https://pglu.ch/die-4-szenarien/
Lehrplanbezug
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Wesen und Bedeutung von Naturwissenschaften und Technik verstehen > Die Schülerinnen und Schüler können technische Alltagsgeräte bedienen und ihre Funktionsweise erklären. > Technik: Technik im Alltag > können die Funktionsweise einfacher technischer Geräte erfassen und Komponenten nachbauen (z.B. Handbohrmaschine, Heissluftballon).
Orientierungspunkt
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Wesen und Bedeutung von Naturwissenschaften und Technik verstehen > Die Schülerinnen und Schüler können technische Alltagsgeräte bedienen und ihre Funktionsweise erklären. > Technik: Technik im Alltag > können Anwendungsmöglichkeiten technischer Geräte unter unterschiedlichen Rahmenbedingungen bzw. Einflüssen testen (z.B. erhöhte Reibung, tiefere Temperatur).
Grundanspruch
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Wesen und Bedeutung von Naturwissenschaften und Technik verstehen > Die Schülerinnen und Schüler können technische Alltagsgeräte bedienen und ihre Funktionsweise erklären. > Technik: Technik im Alltag > können technische Geräte austesten, hinterfragen und dazu Verbesserungen vorschlagen (z.B. Schattenwurf und Neigungswinkel bei Solarzellen).
Grundanspruch
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen > Die Schülerinnen und Schüler können elektrische und elektronische Schaltungen untersuchen und analysieren.
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen > Die Schülerinnen und Schüler können elektrische und elektronische Schaltungen untersuchen und analysieren. > Physik, Technik: Elektrische und elektronische Schaltungen > können Schalter, Dioden und veränderbare Widerstände sachgemäss in einen Stromkreis einbauen und die prinzipielle Funktionsweise beschreiben (z.B. Bimetallstreifen, Reedkontakt, Relais, Leuchtdiode, Fotowiderstand, Heiss- oder Kaltleiterwiderstand).
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen > Die Schülerinnen und Schüler können elektrische und elektronische Schaltungen untersuchen und analysieren. > Physik, Technik: Elektrische und elektronische Schaltungen > können einfache Anwendungsprobleme analysieren und eine entsprechende Schaltung entwerfen (z.B. Thermoschalter im Haarföhn oder Rauchmelder).
Grundanspruch
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen > Die Schülerinnen und Schüler können elektrische und elektronische Schaltungen untersuchen und analysieren. > Physik, Technik: Elektrische und elektronische Schaltungen > können die Entwicklung der Halbleitertechnologie recherchieren und die Bedeutung für die Gesellschaft diskutieren.
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen > Die Schülerinnen und Schüler können elektrische und elektronische Schaltungen untersuchen und analysieren. > Physik, Technik: Elektrische und elektronische Schaltungen > können einfache Transistorschaltungen bauen und analysieren (z.B. Alarmanlage oder Feuchtigkeitsmelder).
Natur, Mensch, Gesellschaft (NMG) > Natur und Technik > Mechanische und elektrische Phänomene untersuchen > Die Schülerinnen und Schüler können elektrische und elektronische Schaltungen untersuchen und analysieren. > Physik, Technik: Elektrische und elektronische Schaltungen > können die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern beschreiben.
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Wahrnehmung und Kommunikation > Kommunikation und Dokumentation > Die Schülerinnen und Schüler können Gestaltungs- bzw. Designprozesse und Produkte dokumentieren und präsentieren. > Dokumentieren und Präsentieren > können die Phasen des Designprozesses und die entwickelten Produkte nachvollziehbar dokumentieren und präsentieren (z.B. Portfolio, Lernjournal, Ausstellung).
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Wahrnehmung und Kommunikation > Kommunikation und Dokumentation > Die Schülerinnen und Schüler können Gestaltungs- bzw. Designprozesse und Produkte dokumentieren und präsentieren. > Dokumentieren und Präsentieren > können mit fachspezifischem Wortschatz über Prozesse und Produkte kommunizieren.
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Prozesse und Produkte > Gestaltungs- bzw. Designprozess > Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Produkte planen und herstellen. > Planen und Herstellen > können unter Berücksichtigung formaler, funktionaler und konstruktiver Bedingungen Produkte planen (z.B. Konstruktionsplan, mehrteilige Schnittmuster, Schaltschema).
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Prozesse und Produkte > Gestaltungs- bzw. Designprozess > Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Produkte planen und herstellen. > Planen und Herstellen > können das geplante Produkt herstellen.
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Prozesse und Produkte > Verfahren > Die Schülerinnen und Schüler können handwerkliche Verfahren ausführen und bewusst einsetzen. > Formgebende Verfahren: Verbinden > können die Verfahren erkunden, zunehmend selbstständig und genau ausführen und üben: - nähen (Naht, Randabschlüsse, Verschlüsse, verstürzen); - kleben (Polystyrol), schrauben, popnieten, weichlöten.
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Kontexte und Orientierung > Kultur und Geschichte > Die Schülerinnen und Schüler können technische und handwerkliche Entwicklungen verstehen und ihre Bedeutung für den Alltag einschätzen. > Erfindungen und Entwicklungen > können Erfindungen und deren Folgen verstehen und bewerten (z.B. synthetische Materialien, Bionik, Energiebereitstellung, Robotik).
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Kontexte und Orientierung > Kultur und Geschichte > Die Schülerinnen und Schüler können technische und handwerkliche Entwicklungen verstehen und ihre Bedeutung für den Alltag einschätzen. > Erfindungen und Entwicklungen > können Entwicklungen und Innovationen aus Design und Technik in ihrer Vernetzung analysieren und deren Folgen für den Alltag einschätzen (z.B. Stickcomputer, CNC-Maschine, 3D-Drucker).
Grundanspruch
Medien und Informatik > Informatik > Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. > Algorithmen > können Programme mit Schleifen, bedingten Anweisungen und Parametern schreiben und testen.
Grundanspruch
Medien und Informatik > Informatik > Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. > Algorithmen > können selbstentdeckte Lösungswege für einfache Probleme in Form von lauffähigen und korrekten Computerprogrammen mit Schleifen, bedingten Anweisungen und Parametern formulieren.
Medien und Informatik > Informatik > Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. > Algorithmen > können selbstentwickelte Algorithmen in Form von lauffähigen und korrekten Computerprogrammen mit Variablen und Unterprogrammen formulieren.
Grundanspruch
Orientierungspunkt
Medien und Informatik > Informatik > Die Schülerinnen und Schüler können einfache Problemstellungen analysieren, mögliche Lösungsverfahren beschreiben und in Programmen umsetzen. > Algorithmen > können verschiedene Algorithmen zur Lösung desselben Problems vergleichen und beurteilen (z.B. lineare und binäre Suche, Sortierverfahren).
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