Lernziele
- Verständnis von
andundorin Wahrheitstests: Sie verstehen, wie man mit den Operatorenandundormehrere Bedingungen logisch verknüpfen kann.- Programmierung eines Linientrackers: Sie können ein Blockprogramm in Makecode schreiben, das einen Maqueen-Roboter einer Linie folgen lässt.
- Parametrisierung der Geschwindigkeit: Sie wissen, wie Sie die Geschwindigkeit des Roboters dynamisch anpassen können.
1. Logische Verknüpfungen mit and und or
Um mehr als eine Bedingung zu prüfen, können Sie in Python die logischen Operatoren and und or verwenden. Diese ermöglichen es, mehrere Bedingungen gleichzeitig zu überprüfen.
Beispiel:
wetter = "sonnig"
hose = "Badehose"
if wetter == "sonnig" and hose == "Badehose":
gehInDieBadi()In Scratch und Makecode gibt es diese Verbindung ebenfalls:
Hier werden die beiden Bedingungen mit and verknüpft. Das bedeutet, dass der Codeblock nur ausgeführt wird, wenn beide Bedingungen wahr sind.
Mit dem or-Operator können Sie alternative Bedingungen prüfen:
wetter = "sonnig"
jacke = "Regenjacke"
if wetter == "sonnig" or jacke == "Regenjacke":
machSpaziergang()In diesem Fall wird der Code ausgeführt, wenn mindestens eine der beiden Bedingungen wahr ist. Auch das oder gibt es in Scratch und Makecode:
2. Programmierung eines Linientrackers
Nun werden wir das Konzept der logischen Verknüpfungen anwenden, um einen Linientracker zu programmieren.
Diskussion
Überlegen Sie, welche Kombinationen von
andundormit unseren zwei Helligkeitssensoren sinnvoll sein könnten und welche Aktionen der Roboter in den verschiedenen Situationen ausführen sollte. Schreiben Sie eine Struktur in Pseudocode.
So könnte das aussehen
Die Geschwindigkeiten wissen wir noch nicht, aber grundsätzlich ist die Logik:
- Wenn beide Sensoren (
leftundright) hell messen (left == 1 and right == 1), fährt der Roboter geradeaus.- Wenn der linke Sensor dunkel misst und der rechte hell (
left == 0 and right == 1), dreht sich der Roboter nach links.- Wenn nur der linke Sensor hell misst und der rechte dunkel (
left == 1 and right == 0), dreht sich der Roboter nach rechts.- Wenn beide Sensoren dunkel messen, gibt es sicher ein gröberes Problem. Stoppen wir dann doch am besten einfach beide Motoren.
Intuitiv würden Sie das in Makecode vielleicht so umsetzen, aber Sie werden merken, dass das Probleme verursacht.
Diskussion
Versuchen Sie den Grund dafür zu charakterisieren.
Lösung
Es scheint, mit diesen Ereignisblöcken fragt der Microbit die Sensoren nicht oft genug ab. Der Roboter reagiert zu langsam!
Sie müssen das Programm mit einer eigenen Endlosschleife und if-Blöcken bauen. So wiederholt der Microbit die Befehle so schnell er nur kann.
3. Finden einer möglichen Geschwindigkeit
Wie so oft muss man sich bei diesem Problem zu Beginn eingestehen: Wir haben nur eine sehr vage Ahnung, welche Geschwindigkeiten optimal sind. Aber kein Grund zur Verzweiflung!
Es ist in der Informatik - und speziell der Robotik - oft so, dass Sie mit einem System spielen müssen, um es zu verstehen. Das ist kein Fehler Ihrerseits, sondern ein ganz normaler Prozess! Hacken Sie einfach mal drauf los.
Elegantes Anpassen
Was Ihnen nach einigen Versuchen aufgefallen sein sollte: Es ist umständlich, die Geschwindigkeiten bei jedem Versuch überall anzupassen. Was könnten Sie tun, um sich das Testen zu erleichtern und die Übersicht zu verbessern?
Lösung
Sie könnten die verschiedenen Geschwindigkeiten am Anfang des Programms in eine Variabel speichern. So müssen Sie dann nur noch die Variabel anpassen.
4. Dynamische Geschwindigkeitsanpassung:
Sie können sich das Testen weiter erleichtern, indem Sie eine Möglichkeit programmieren, die Geschwindigkeit während des Betriebs anzupassen. z.B. indem Sie die Knöpfe nutzen. *Räusper* … das könnten Sie mit einem zweiten Microbit per Funk machen …
Dazu wäre es sicher hilfreich, wenn Ihre aktuelle Geschwindigkeit irgendwie auf dem Display angezeigt wird. Wenn Sie eine gute Geschwindigkeit gefunden haben, können Sie sie so wenigstens ablesen.
*Räusper* … auch das könnten Sie mit einem zweiten Microbit per Funk machen …