Unterrichts- und Lernmaterial für Mikrocontroller
Unterrichts- und Lernmaterial fürMikrocontroller

Grundlagen

Mikrocontroller

Angewandte Naturwissenschaft/ Technik und Mikrocontroller (µC)

Wir leben in einer hochtechnisierten Welt, in der Rechnersysteme, Mikrocontroller und Funknetze den Lebenstakt der Menschen immer stärker bestimmen. Um auch nur ansatzweise zu begreifen, was an technischen Herausforderungen in der Zukunft auf uns zukommt, ist es dringend notwendig, dass sich die Lehrkräfte an allgemeinbildenden Schulen mit dieser Thematik im Unterricht mit ihren Schülerinnen und Schülern umfassend beschäftigen und ihnen ihre technische Lebensumwelt etwas mehr begreiflich machen.

Hier finden Sie u.a. didaktisch aufbereitetes Lern-, Übungs- und Unterrichtsmaterial zu vielen Themen, sowie Übungen und Anregungen für Experimente.

 

Als Einstieg in die Welt der Mikrocontroller eignen sich zum Selbstlernen oder im Unterricht - je nach Alter - die Rubriken

BlocklyProp und Propellerboard ab Primarstufe
mBlock - Scratch ab Primarstufe
BASIC Stamp 2 - BASIC Code ab Jahrgangsstufe 5
Propeller Controller - C-Code ab Jahrgangsstufe 7
AVR-Controller und BASCOM ab Jahrgangsstufe 7/8
Einführung in BASCOM - Basic  

ab Jahrgangsstufe 8/9

Grundlagen im Umgang mit µC sollten vorhanden sein

AVR Studio Assembler Kurs für alle, die tiefer in die Assembler-Programmierung einsteigen möchten

Die Kapitel sind bei den Parallax-Controllern chronologisch aufgebaut und sollten in der Liste "von oben nach unten" durchgearbeitet werden. Für den Propeller-Einstieg sollte parallel dazu der Kurs Einführung in Propeller-C in der Rubrik Grundlagen bearbeitet werden.

Der Einführungskurs zum BASCOM Compiler setzt wenig Grundlagenwissen über µC voraus. Wer bereits Erfahrungen mit der BASIC Stamp oder dem Propeller Controller oder Arduino UNO sammeln konnte, sollte da mal reinschauen und kann sein Wissen über Mikrocontroller mit dem AVR Assembler Kurs noch erweitern.

Der Kurs AVR-Controller und BASCOM wendet sich an diejenigen, die schnell einen Zugang zu den bekannten AVR-Controllern bekommen wollen und dabei eine schnell erlernbare und gut dokumentierte Sprache nutzen möchten.

Der AVR-Assembler-Kurs wendet sich an diejenigen, die tiefer in die Materie einsteigen möchten. Programmiert wird vorrangig über den Editor des kostenfreien Programms AVR Studio.

Inzwischen gibt es viele graphische Programmiersprachen, die die Schwierigkeiten bei textbasierter Programmierung vergessen lassen. Die Fa. Parallax bietet für ihre Propeller-Boards und Roboter mit BlocklyProp einen solchen grafisch gestützten Zugang an, der sich insbesondere an Schülerinnen und Schüler sowie Lehrkräfte der Primarstufe wendet. Voraussetzung dafür ist aber ein Internetzugang. Über eine Client-Software werden die Projekte online entwickelt und auf dem Propellerboard sofort sichtbar gemacht. So ganz nebenbei erlernt man auf recht spielerische Art auch noch etwas Englisch.

Bei der Auswahl der Kontroller-Hardware standen folgende Gesichtspunkte im Vordergrund:

  • kostengünstig und elektronisch robust
  • kostenfreie Software für den Betrieb der Hardware
  • einfache Bedienbarkeit der Soft- und Hardware
  • Einsatz von Shields und Break-out Boards

Viele der bereitgestellten Materialien sind in der Mittel- und Oberstufe sowie in Arbeitsgemeinschaften, Projekten für Hochbegabte, Junior-Ingenieur-Akademien und dem Enrichment-Programm der Sparkasse Schleswig-Holstein unterrichtlich erprobt worden. Alle hier vorgestellten Versuche und Programme wurden ausprobiert und sind lauffähig. Sie sind auch zum Selbststudium hervorragend geeignet.

Die meisten Versuche mit der BASIC Stamp und den Propeller Controllern basieren auf Texten der Fa. Parallax Inc.; ich danke Ken Gracey (CEO, Parallax Inc.) für die Erlaubnis, das sehr umfangreiche Bildmaterial benutzen zu dürfen.

Die Inhalte werden jede Woche erweitert - also bitte immer mal wieder reinschauen! Für Anregungen und Rückmeldungen bin ich jederzeit dankbar.

Wenn es Wünsche gibt, welche Themen noch angesprochen werden sollen, bitte kurze E-Mail an mich!

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© Reinhard Rahner - Gettorf