Konzipierung und Evaluierung von Arduino-Projekten verschiedener Schwierigkeitsgrade für die Lehre: Unterschied zwischen den Versionen
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| Einsteiger || Pulsierende LED || https://funduino.de/nr-4-pulsierende-led || Hochwertige Quelle, detaillierte Angaben, viele Bilder, bekannte Internetseite | | Einsteiger || Pulsierende LED || https://funduino.de/nr-4-pulsierende-led || Hochwertige Quelle, detaillierte Angaben, viele Bilder, bekannte Internetseite | ||
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Version vom 11. Juli 2023, 12:50 Uhr
Autor: Justin Frommberger
Art: Bachelorarbeit
Dauer: 24.05.2023 - 24.09.2023
Betreuer: Prof. Schneider
Einleitung
Die Durchführung von Arduino-Projekten senkt die Hemmschwelle im praktischen Umgang mit Sensoren, Aktoren, Bauelementen sowie die C-Programmierung. In Lektionen verschiedener Schwierigkeitsgrade wird der Umgang mit Hard- und Software geübt und die Selbstlernzeit kann gezielt genutzt werden, um Wissen zu vertiefen oder eigene mechatronischen Projekten zu verwirklichen.
Je nach Zielgruppe haben die mechatronischen Projekte unterschiedliche Taxonomiestufen nach Bloom.
Zielgruppe | Kognitiver Komplexität |
---|---|
Einsteiger | Wissen/Erinnerung (1), Verständnis (2), Anwendung (3) |
Fortgeschritten | 1-3 und zusätzlich Analyse (4) |
Experte | 1-4 und zusätzlich Synthese (5) und Beurteilung (6) |
Dieser entwickelte Baukasten ist somit ein didaktischer Zauberkasten.
Aufgabenstellung
- Recherche bestehender Projekte
- Analyse der Zielgruppen und Definition zielgruppenspezifischer Lernziele
- Entwicklung von Projekten für die verschiedenen Taxonomiestufen.
- Entwicklung von Kursprogrammen für die 3 Zielgruppern (vgl. Tabelle 1)
- Vergleich, Auswahl und Evaluation der passenden Programmierumgebung für die Zielgruppen
- Zusammenstellung eines geeigneten Hardwarebaukastens für jede Zielgruppe
- Erarbeitung der Projekte und Projektunterlagen (Baukasten)
- Test der Projekte von Probanden der 3 Zielgruppen
- Analyse und Evaluation/Bewertung der Testergebnisse
- Dokumentation nach wissenschaftlichem Stand im HSHL-Wiki
Anforderungen an die wissenschaftliche Arbeit
- Wissenschaftliche Vorgehensweise (Projektplan, etc.), nützlicher Artikel: Gantt Diagramm erstellen
- Zweiwöchentlicher Fortschrittsberichte (informativ)
- Projektvorstellung im Wiki
- Regeln zum Umgang mit SVN
- Studentische Arbeiten bei Prof. Schneider
- Anforderungen an eine wissenschaftlich Arbeit
SVN-Repositorium
Link: SVN URL: Arduino Projektbaukasten
Getting Started
Nutzen Sie diese Artikel, um sich in das Thema einzuarbeiten:
- Arduino-Einstieg
- Arduino Praxiseinstieg WS22/23
- Wiki-Artikel_schreiben, die Vorlage finden Sie hier: Artikelvorlage
- Regeln zum Umgang mit SVN
Projektplan
Anforderungen
# | Anforderung |
---|---|
Req 01 | blank |
Req 02 | blank |
Req 03 | blank |
Req 04 | blank |
Req 05 | blank |
# | Anforderung |
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Req 01 | blank |
Req 02 | blank |
Req 03 | blank |
Req 04 | blank |
Req 05 | blank |
Funktionaler Systementwurf / Technischer Systementwurf
Recherche bestehender Projekte
Schwierigkeitsgrad | Titel | Quellenangabe | Bewertung |
---|---|---|---|
Einsteiger | Pulsierende LED | https://funduino.de/nr-4-pulsierende-led | Hochwertige Quelle, detaillierte Angaben, viele Bilder, bekannte Internetseite |
Einsteiger | Servomotor mit Poti steuern | https://praxistipps.chip.de/arduino-projekte-die-3-coolsten-projekte-fuer-einsteiger_101795 | Unübersichtliche Quelle, wenig Bilder, kein Schaltplan, bekannte Internetseite |
Fortgeschritten | LED Würfel | https://www.instructables.com/Arduino-Led-Dice/ | Hochwertige Quelle, detaillierte Angaben, viele Bilder, unbekannte Internetseite |
Fortgeschritten | Sicherheitssystem | https://projecthub.arduino.cc/Krepak/ultrasonic-security-system-a6ea3a | Hochwertige Quelle, detailliert Angaben, viele Bilder, bekannte Quelle, Code funktioniert nicht ohne Anpassungen |
Experte | Lichtverfolgung | https://www.youtube.com/watch?v=3w0Qlr67v9M&t | Nicht so hochwertige Quelle, kein Schaltplan, sehr unübersichtlich, noch nicht ausprobiert |
Experte | Pong Game | https://www.makeuseof.com/tag/arduino-retro-gaming-oled-display/ | schlechte Quelle, unübersichtlich, Code funktioniert nicht |
Experte | Pong Game | https://www.youtube.com/watch?v=YbztpjIDKHE | Hochwertige Quelle, wenig Code, funktioniert |
Analyse der Zielgruppen und Definition zielgruppenspezifischer Lernziele
Voraussetzungen | Lernziele |
---|---|
Verständnis von einem Computer haben. | Ziel für die Einsteiger ist, ihr erstes kleines Projekt umzusetzen und das Interesse an weiteren Projekten zu wecken. |
Geringe Vorkenntnisse mit dem Thema Programmierung haben. | Das Einsteigerprojekt soll eine Vorbereitung sein für die anderen Schwierigkeitsgrade. |
Selbstständig an Projekten arbeiten und mit dem Internet umgehen können. | |
Interesse an dem Thema Arduino und die dazugehörigen Projekte haben. |
Voraussetzungen | Lernziele |
---|---|
Verständnis von einem Computer haben. | Ziel für die Fortgeschritten ist, weitere Projekt umzusetzen und für noch komplexere Projekte dazuzulernen. |
Mittlere Vorkenntnisse mit dem Thema Programmierung haben. | Zur Vorbereitung für die Experten Projekte. |
Selbstständig an Projekten arbeiten und mit dem Internet umgehen können. | |
Vorkenntnisse anwenden und komplexere Programme verstehen können. |
Voraussetzungen | Lernziele |
---|---|
Verständnis von einem Computer haben. | Ziel für die Fortgeschritten ist, weitere Projekt umzusetzen und für noch komplexere Projekte dazuzulernen. |
Gute Vorkenntnisse mit dem Thema Programmierung haben. | Ziel für die Experten ist, weitere Projekt umzusetzen und selber dazuzulernen, Lösungen zu finden. |
Selbstständig an Projekten arbeiten und mit dem Internet umgehen können. | Zur Vorbereitung für ein Fachabitur oder Studium im Bereich Programmierung. |
Vorkenntnisse anwenden und sehr komplexere Programme verstehen können. | |
Selbstständig Fehler erkennen und dafür eine Lösung finden. | |
Projekte erweitern und eigene Ideen umsetzen können. |
Projekte unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade
Projekte für Einsteiger
1. Pulsierende LED (Projekt 1)
2. Servomotor mit einem Potentiometer steuern (Projekt 2)
Projekte für Fortgeschrittene
3. Arduino LED Würfel (Projekt 3)
4. Ultraschallsensor Sicherheitssystem mit Buzzer (Projekt 4)
Projekte für Experten
5. Lichtverfolgung mit dem Arduino (Projekt 5)
6. Arduino Pong Spiel (Projekt 6)
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
YouTube Video
Das Video von diesem Projekt finden Sie auf Youtube unter dem Link:
Weblinks
Literatur
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