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Arduino Experimente - Plexiglas mit Gravur und musikgesteuerten LEDs

Das Projektartige Vorhaben «Plexiglaslampe mit Musik-gesteuerten LEDs» ist die digitalisierte Version eines Klassikers aus dem Repertoire von bekannten TTG-Projekten. Es macht sich die Eigenschaft von (Acryl-)Glas zunutze, welches als Lichtleiter eingesetzt werden kann.

Das Vorhaben besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: einem Chassis aus Holz, dem eigentlichen Acrylglasbild mit Gravur sowie einer Arduino-Steuerung für 6 farbige LEDs und ein Mikrofon.

Die Lerneinheit eignet sich auch für Projekte in tieferen Leistungsniveaus, da der Anteil an gestalterischen Aktivitäten und Programmierung ohne Aufwand stark variiert werden kann. Dies auch innerhalb einer Klasse.

Das Unterrichtsmaterial ist klar aufgeteilt in einen Handwerklichen Teil und die Programmierung des Mikrocontrollers. Damit eignet es sich für überfachliche Projekte in Medien & Informatik mit TTG.

Zyklus/Klasse
Lernzeit
Mehr als fünf Lektionen
Schwierigkeitsgrad
Mittel
Technische Anforderungen
  • Schulwerkstatt von Vorteil
  • Experimentierplatine und Bausätze von PGLU.CH
  • 2-6 Tablet-Computer oder Laptops (bis 14 SuS)
  • WLAN nicht notwendig, PGLU hat ihr eigenes Netzwerk
Lehrplanbezug
Mathematik > Zahl und Variable > Operieren und Benennen > Die Schülerinnen und Schüler können Terme vergleichen und umformen, Gleichungen lösen, Gesetze und Regeln anwenden. > Erweiterung: können Gleichungen sprachlich deuten (z.B. x = y + 1 → x ist um 1 grösser als y) und Textgleichungen umsetzen.
Orientierungspunkt
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 > Sinne und Signale erforschen > Die Schülerinnen und Schüler können optische Phänomene untersuchen. > Physik: Optik > können die Bedingungen für Totalreflexion experimentell bestimmen und ein Versuchsprotokoll anfertigen.
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Wahrnehmung und Kommunikation > Wahrnehmung und Reflexion > Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Zusammenhänge an Objekten wahrnehmen und reflektieren. > Wirkung und Zusammenhänge > können Funktionen und Wirkung von Objekten zielgerichtet untersuchen (Zusammenspiel von Funktion, Konstruktion, Gestaltungselementen).
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Wahrnehmung und Kommunikation > Wahrnehmung und Reflexion > Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Zusammenhänge an Objekten wahrnehmen und reflektieren. > Wirkung und Zusammenhänge > erkennen, mit welchen Verfahren Objekte hergestellt wurden.
Grundanspruch
Gestalten > Textiles und Technisches Gestalten > Wahrnehmung und Kommunikation > Wahrnehmung und Reflexion > Die Schülerinnen und Schüler können gestalterische und technische Zusammenhänge an Objekten wahrnehmen und reflektieren. > Wirkung und Zusammenhänge > können technische Zusammenhänge erkennen und erklären (Energiebereitstellung, Robotik, Overlockmaschine, Web- oder Wirkmaschine).
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 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 > Funktion und Konstruktion > Die Schülerinnen und Schüler können Funktionen verstehen und eigene Konstruktionen in den Themenfeldern Spiel/Freizeit, Mode/Bekleidung, Bau/Wohnbereich, Mechanik/Transport und Elektrizität/Energie entwickeln. > Elektrizität/Energie > kennen Eigenschaften von schwachstrombetriebenen Geräten und können diese anwenden (z.B. Steuerung, Robotik, Leuchte mit Leuchtdioden, Thermobiegegerät).
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 Daten aus ihrer Umwelt darstellen, strukturieren und auswerten. > Datenstrukturen > können logische Operatoren verwenden (und, oder, nicht).
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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