GSL - Programmier-Challenge 1/2023

Abb. 1: Display, Klang und Steinlampen

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Schule:	Gesamtschule Lippstadt
Datum:	01.12.2023
Bearbeitungsdauer:	60 Minuten

Aufgabe 1

1. Fahrt mit Euren Autos ein Rennen.
2. Start der Zeitmessung und Fahrt beim Klatschen.
3. Stopp 40  cm vor dem Karton.
4. Zeit die gefahrene Zeit in s und die Geschwindigkeit in m/s im Display an.
5. Vergleicht Eure Ergebnisse. Welches Auto ist das Schnellste?

Aufgabe 2

1. Verbinde einen Taster mit dem EV3-Brick und lese das Signal ein.
2. Der Taster soll die Zeitmessung starten und wieder beenden.
3. Bei Start soll ein kurzer Ton erklingen und die Steinlampe grün leuchten.
4. Bei Stopp soll ein langer Ton erklingen und die Steinlampe rot leuchten.
5. Zeigen Sie die verstrichene Zeit im Display an.
6. Vergleicht Eure Ergebnisse. Wer hat die beste Reaktionszeit.

Aufgabe 3

Abb. 2: Rotation eines Motors messen

Abb. 3: Großer Motor

Abb. 4: Mittlerer Motor

Abb. 5: Ventilator

Abb. 6: Drehrichtung anzeigen

1. Schließe einen großen Motor (vgl. Abb. 3) an den Port A an. Starte den EV3 und schalte im Display zum Menu Port View. Schalte hier auf den Port A und bewege am Motor das Rad mit der Hand und beobachte, was am Display ausgegeben wird. Schalte auch auf die andere Darstellungsart (Umdrehungszahl, Gradzahl).

Musterlösung  Der Motor hat einen Sensor (Inkrementalgeber) verbaut, der die Radumdrehungen messen kann und daraus den Drehwinkel errechnet.

1. Prüfe, ob auch der mittlere Motor (vgl. Abb. 4) einen Rotationssensor anbietet.

Musterlösung  Auch der mittlere Motor hat einen Sensor (Inkrementalgeber) verbaut, der die Radumdrehungen messen kann und daraus den Drehwinkel errechnet.

1. Die Motoren sollen ein Potentiometer simulieren. Schreibe ein Programm, das einen Dauerton durch Drehen des Motors B laut bzw. leise werden lässt. Der Motor C soll in gleicher Weise die Tonhöhe beeinflussen.

Musterlösung 

Abb. 7: Manipulation der Lautstärke und der Tonhöhe

1. Ebenfalls mit dem Drehregler am mittleren Motor lässt sich ein Ventilator (vgl. Abb. 5) konstruieren, der stufenlos langsamer oder schneller gestellt werden kann.

Musterlösung 

Abb. 8: Ventilator mit EV3 (Motor C)

1. Mit Hilfe eines Rades soll der Einschaltknopf einer Musikanlage simuliert werden. Dazu dreht man das Rad im Uhrzeigersinn um 20°. Dann ertönt ein Klickgeräusch und die Anlage beginnt, Musik zu machen. Der Einfachheit halber reicht hier ein Dauerton. Mit dem Drehen des Rades in die andere Richtung wird wieder mit einem Klickgeräusch die "Anlage" ausgeschaltet.

Musterlösung 

Abb. 9: Musikanlage ein- und ausschalten

1. Erweiterung: Nach dem Einschalten wirkt das Rad wie das Potentiometer aus Aufgabe 3. Die Musik/der Ton wird eingeschaltet und anschließend lauter beim Nach-Rechts-Drehen. Beim Zurückdrehen wird der Ton leiser und schließlich wieder mit einem Click abgestellt.
2. Die Anzeige soll kenntlich machen, dass der Motor B vor- bzw. zurückgedreht wird. Wird der Motor vorwärts bewegt, zeigt die Anzeige "vorwaerts", erst wenn der Motor rückwärts bewegt wurde, ändern sich die Anzeige auf "rueckwaerts" (vgl. Abb. 5)! Dazu ist es notwendig, dass, wenn nichts passiert, nichts wegradiert wird!

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