Mission 5
Growbot
Erinnerst du dich noch an die Installation grow:bot im missimo-Truck? In Mission 5 baust du deinen eigenen Growbot, der dir dabei hilft deine Lieblingspflanze immer mit genรผgend Wasser zu versorgen.
Ziel
Das Ziel bei dieser Mission ist es, dass du etwas รผber Sensoren und Pflanzen lernst. Du baust einen eigenen Growbot, รคhnlich wie im missimo-Truck. Er soll dich dabei unterstรผtzen, eine Pflanze zu beobachten und zu schauen, ob sie unter idealen Bedingungen lebt. Mit dem Feuchtigkeitssensor kannst du messen, ob du die Pflanze gieรen musst, oder ob bereits zu viel Wasser im Blumentopf ist. Genau das programmierst du bei dieser Mission. Viel Spaร beim Bauen deines eigenen Growbots!
![](https://missimo.at/wp-content/uploads/2024/03/DSC_5593-scaled.jpg.webp)
Materialien
Fรผr diese Mission brauchst du folgende Materialien:
- BBC micro:bit V2
- Micro-USB-Kabel
- Krokodilklemmen
- Feuchtigkeitssensor
- Pflanze im Blumentopf
- Wasser
- Digitales Endgerรคt mit Internetzugang: Computer, Tablet oder Smartphone
![](https://missimo.at/wp-content/uploads/2024/03/DSC_5552-scaled.jpg.webp)
Bauanleitung
Schritt 1
Dein Growbot besteht aus dem Feuchtigkeitssensor, der mit drei Krokodilklemmen an die Pins deines micro:bit angeklemmt wird. Befestige zuerst drei verschiedene Krokodilklemmen an der Steckerleiste. Im Foto unten sind die richtigen Pins noch einmal markiert: Pin โ0โ, Pin โ3Vโ und Pin โGNDโ.
missimo-Tipp
Die Farbe der Krokodilklemmen kannst du dir gerne aussuchen. Meistens wird fรผr โGNDโ das schwarze Kabel verwendet.
Schritt 2
Im nรคchsten Schritt befestigst du die Krokodilklemmen am Sensor. Der Sensor hat ebenso Pins, an denen das andere Ende der Krokodilklemmen fixiert werden kann. Diese Pins sind mit โSโ, โ+โ und โ-โ beschriftet.
Es ist jetzt wichtig, dass du die Pins am micro:bit mit den richtigen Pins am Sensor verbindest. In der Tabelle siehst du, welche Pins zusammengehรถren:
micro:bit
Pin โ0โ
Pin โ3Vโ
Pin โGNDโ
Feuchtigkeitssensor
Pin โSโ
Pin โ+โ
Pin โ-โ
Schritt 3
รberprรผfe zum Schluss, ob dein fertiger Growbot so aussieht:
Du kannst den Sensor bald in deinen Blumentopf stecken und die Feuchtigkeit der Erde messen. Wie immer muss dein micro:bit aber zuerst programmiert werden!
missimo-Tipp
Sind die Krokodilklemmen locker oder fallen immer wieder herunter?
Dann fixiere sie einfach in einem rechten Winkel zum Sensor.
Programmierung
Erinnere dich! Der Growbot soll messen, ob die Erde im Topf zu trocken, zu nass, oder gut fรผr deine Pflanze ist.
Schritt 1
Die ideale Feuchtigkeit
Jede Pflanze braucht andere Bedingungen, was die Feuchtigkeit der Erde betrifft. Um herauszufinden, was die ideale Feuchtigkeit fรผr deine Pflanze ist, musst du sie lรคnger beobachten. So kannst du herausfinden, wieviel Wasser sie braucht, damit sie am besten wรคchst. Wahrscheinlich braucht sie aber ungefรคhr dasselbe, wie die meisten Pflanzen auch. Die Erde soll nie staubtrocken und auch nie tropfnass sein. Die ideale Feuchtigkeit liegt also ungefรคhr in der Mitte, zwischen staubtrocken und tropfnass.
missimo-Tipp
Beobachte unterschiedliche Pflanzen! Ein Kaktus braucht ganz andere Bedingungen als eine Pflanze mit groรen Blรคttern. Beobachte, wie eine Pflanze sich verรคndert, wenn du sie gieรt oder austrocknen lรคsst. Du findest damit sicher heraus, wieviel Wasser sie mag, damit sie gut wachsen kann. Spรคter lernst du, wie du deinen Growbot auf genau
diese Feuchtigkeit einstellen kannst.
Schritt 2
Als ersten Schritt erstellst du eine Variable. Sie ist ein Platzhalter fรผr die Werte aus deinen spรคteren Messungen mit dem Feuchtigkeitssensor. Wie du eine Variable erstellst, weiรt du bereits aus Mission 3: Klicke in der Kategorie โVariablenโ auf โErstelleโ und gib den Namen โIdeale Feuchtigkeitโ ein. Ziehe dann den Block โsetze Ideale Feuchtigkeit aufโ in die Klammer โbeim Startโ.
Der Sensor des Growbots versteht nur Zahlen. Fรผr den Sensor bedeutet โtropfnassโ der Wert 1024. โStaubtrockenโ heiรt fรผr ihn 0. Die ideale Feuchtigkeit liegt irgendwo dazwischen und ist abhรคngig von deiner Pflanze. Da wir diesen Wert erst spรคter genau messen werden, nehmen wir einstweilen an, dass er genau in der Mitte liegt. So kann sich der Growbot ungefรคhr orientieren. Verรคndere also den Wert im weiรen Kรคstchen auf 512 (das ist die Hรคlfte von 1024).
Schritt 3
Kalibrieren
Der Sensor soll auf deine Pflanze abgestimmt werden. Dazu musst du ihn kalibrieren. Andere Wรถrter fรผr โkalibrierenโ sind โeichenโ oder โanpassenโ. Messe dafรผr, welche Feuchtigkeit die Erde hat, wenn es deiner Pflanze sehr gut geht. Die Variable โIdeale Feuchtigkeitโ erhรคlt dann diesen Wert und speichert ihn. รber den Pin โ0โ misst der Sensor den Wert der Feuchtigkeit in der Erde.
Der Growbot wird jedes Mal neu kalibriert, wenn du die Knรถpfe A+B gleichzeitig drรผckst.
Schritt 4
Die Programmierung dafรผr sieht dann folgendermaรen aus:
Zuerst brauchst du aus der Kategorie โEingabeโ den Block โwenn Knopf A geklicktโ.
Klicke bei โAโ auf den kleinen weiรen Pfeil und รคndere โAโ zu โA+Bโ.
Schritt 5
Ziehe nun aus der Kategorie โVariablenโ den Block โsetze Ideale Feuchtigkeit aufโ in die Klammer.
Die Variable soll den Wert bekommen, den der Sensor misst. Klicke dazu wie in Mission 4 auf โFortgeschrittenโ und รถffne die Kategorie โPinsโ.
Aus dieser Kategorie brauchst du โanaloge Werte von Pin P0โ. Ziehe diesen in das weiรe Feld mit der โ0โ des Blocks โsetze Ideale Feuchtigkeit aufโ.
Schritt 6
Du solltest jetzt diese Blรถcke auf deiner Programmierebene haben:
Sieht das bei dir auch so aus? Super, dann kann es ja weitergehen! In den nรคchsten Schritten programmierst du, was der micro:bit auf der LED-Matrix anzeigen soll, wenn er die Feuchtigkeit der Erde misst.
Schritt 7
Messen der Feuchtigkeit
Als nรคchstes misst du, wie feucht die Erde ist. Dafรผr brauchst du eine Variable, die du โFeuchtigkeit der Erdeโ nennst. Sie ist ein Platzhalter fรผr den Wert, den der Feuchtigkeitssensor spรคter im Blumentopf misst. Dieser Wert kann irgendein Wert von staubtrocken bis tropfnass sein, je nachdem ob du deine Pflanze vorher gegossen hast. Das bedeutet fรผr den Sensor รผbersetzt, dass eine Zahl von 0 bis 1024 gemessen werden kann.
รffne also wieder die Kategorie โVariablenโ und erstelle eine neue Variable mit dem Namen โFeuchtigkeit der Erdeโ. Ziehe dann den Block โsetze Feuchtigkeit der Erde aufโ in die Klammer โdauerhaftโ.
Schritt 8
Die Variable soll nun den Wert bekommen, den der micro:bit รผber den Pin โ0โ erhรคlt. Ziehe dazu noch einmal aus der Kategorie โPinsโ den Block โanaloge Werte von Pin P0โ auf die Programmierebene.
Dieser Block kommt bei โsetze Feuchtigkeit der Erde aufโ in das weiรe Feld mit der โ0โ.
Schritt 9
Der micro:bit braucht eine kleine Denkpause , damit er die Messungen verarbeiten kann. Den Block โpausiereโ findest du in der Kategorie โGrundlagenโ. Ziehe ihn in die Klammer, direkt unter den letzten Block.
Stelle dann die Pausenzeit im weiรen Kรคstchen auf eine halbe Sekunde. Das sind 500 ms (Millisekunden).
Der micro:bit รผberprรผft nun dauerhaft die Feuchtigkeit der Erde, die in deinem Blumentopf ist.
Schritt 10
Anzeigen der Feuchtigkeit auf der LED-Matrix
Der micro:bit soll auf der LED-Matrix anzeigen, wie feucht oder trocken die Erde im Topf derzeit ist. Dafรผr brauchst du drei verschiedene Blรถcke:
zu trocken
gut
zu nass
Bereite drei Blรถcke โzeige LEDsโ aus der Kategorie โGrundlagenโ mit den unterschiedlichen Linien vor. Wie das geht, hast du bereits in den vorherigen Missionen gelernt. Lasse sie anschlieรend einfach auf der Programmierebene liegen.
Schritt 11
Als nรคchstes brauchst du eine Bedingung. Der micro:bit soll wissen, wann welche LED-Anzeige leuchten soll. Gehe dazu in die Kategorie โLogikโ und ziehe den Block โwenn wahr dannโ unter die Pause.
Weil du drei verschiedene Anzeigen brauchst, klickst du zweimal auf das Zeichen โ+โ, um zwei weitere Klammern zu รถffnen.
Schritt 12
Ziehe nun deine drei vorbereiteten Blรถcke โzeige LEDsโ untereinander in die Klammern. Achte genau auf die Reihenfolge:
Sieht dein Programm so aus? Dann kannst du weiter machen!
Schritt 13
Damit der micro:bit weiร, welche der drei Anzeigen er wรคhlen soll, muss er einen Vergleich machen.
Er soll messen, wie feucht die Erde jetzt gerade ist und wie feucht sie eigentlich sein sollte. Erinnere dich, du hast dafรผr zwei Variablen erstellt.
- Die Variable โIdeale Feuchtigkeitโ hat gespeichert, wie feucht die Erde beim Kalibrieren war. Zu diesem Zeitpunkt ist es der Pflanze sehr gut gegangen.
- Die Variable โFeuchtigkeit der Erdeโ misst dauerhaft, wie feucht die Erde im Moment ist.
Der micro:bit soll immer die beiden Variablen vergleichen. Damit weiร er, welche Anzeige auf der LED-Matrix leuchten soll.
Schritt 14
Du weiรt bereits, wo sich die Vergleiche verstecken: Hole dir einen eckigen Block โ0 = 0โ aus der Kategorie โLogikโ und ziehe ihn in das eckige Feld bei โwenn wahr dannโ. So sollte dein Programm dann aussehen:
Setze nun die Variable โFeuchtigkeit der Erdeโ im ersten weiรen Feld des Vergleichs ein.
Schritt 15
Bereiche festlegen
Es kann nicht immer ganz genau die ideale Feuchtigkeit erreicht werden. Damit der Vergleich funktionieren kann, musst du die Werte, die der Sensor misst, in drei Bereiche teilen:
1. Im ersten Bereich ist es zu trocken. Hier fรผhlt sich die Pflanze nicht mehr ganz so wohl.
2. Im zweiten Bereich geht es der Pflanze gut. Die Erde ist nicht zu trocken, aber auch noch nicht zu nass.
3. Im dritten Bereich ist die Erde zu nass.
Schritt 16
Was heiรt das aber nun fรผr den micro:bit? Der micro:bit soll nun die richtigen LEDs anzeigen, wenn die Erde entweder im Bereich zu trocken, gut oder zu nass liegt.
Wie der micro:bit den richtigen Bereich fรผr die Anzeige auswรคhlt, lernst du im nรคchsten Schritt.
missimo-Tipp
Du kannst dir auch andere Bilder fรผr die verschiedenen Bereiche รผberlegen und auf deiner LED-Matrix programmieren! Wie wรคre es z.B. mit einem Tropfen fรผr den nassen Bereich und einer Sonne fรผr den trockenen Bereich?
Schritt 17
Um einen Bereich festzulegen, รถffne die Kategorie โMathematikโ und ziehe die erste Gleichung in das weiรe Feld des ersten Vergleichs.
Die Anzeige soll leuchten, wenn die Erde zu nass ist. Nun legst du den Bereich fest, in dem die Erde zu nass ist.
Schritt 18
Setze dafรผr die Variable โIdeale Feuchtigkeitโ in das erste weiรe Feld der Gleichung.
In das zweite weiรe Feld schreibst du den Wert โ128โ.
missimo-Tipp
Wie groร die drei Bereiche sind, mรผssen wir festlegen. Fรผr unsere Pflanze haben wir den Wert 128 gewรคhlt. Die Beobachtungen haben ergeben, dass sich unsere Pflanze dann am wohlsten fรผhlt. Experimentiere mit deiner Pflanze, welcher Bereich fรผr sie am besten passt, indem du sie genau beobachtest.
Schritt 19
Jetzt musst du nur noch im eckigen Vergleich das โ=โ zu einem โ>โ รคndern.
Damit erkennt der micro:bit, wann es der Pflanze zu nass ist. Ist der Wert des Sensors zu hoch, soll die obere Linie auf der LED-Matrix leuchten.
Schritt 20
Hier siehst du den Bereich noch einmal eingezeichnet.
Schritt 21
Das gleiche machst du nun fรผr den trockenen Bereich. Du kennst schon den missimo-Tipp โDuplizierenโ. Klicke einfach mit der rechten Maustaste auf den eckigen Vergleich und wรคhle โDuplizierenโ.
Bewege den duplizierten Block in den eckigen Bereich der nรคchsten Bedingung. Damit legst du fest, was passiert, wenn die Erde zu trocken ist.
Du bist schon fast mit dem Programmieren fertig!
Schritt 22
รndere jetzt noch im eckigen Bereich das Zeichen โ>โ zu โ<โ und im runden Bereich das Zeichen โ+โ zu einem โ-โ.
Der micro:bit kann nun bereits nasse von trockener Erde unterscheiden.
Schritt 23
Hier siehst du den Bereich noch einmal eingezeichnet.
Schritt 24
Den dritten Bereich โgutโ musst du nicht mehr extra programmieren. Ist die Erde weder zu nass noch zu trocken, geht es unserer Pflanze gut. In diesem Fall leuchtet auf dem micro:bit die mittlere Linie.
Schritt 25
Der fertige Code sollte jetzt so aussehen:
Schritt 26
Zur Wiederholung ist hier noch einmal beschrieben, was die verschiedenen Blรถcke bedeuten:
Gratuliere, du hast deinen Growbot nun fertig gebaut und programmiert!
Lade dein Programm gleich auf den micro:bit hoch!
Teste den Growbot!
Wenn dein Programm auf dem micro:bit gespeichert ist, dann kannst du mit dem
Kalibrieren beginnen.
Schritt 1
Gieรe deine Pflanze bis die Erde die ideale Feuchtigkeit erreicht hat. Stecke dann den Feuchtigkeitssensor zum Kalibrieren vorsichtig in die Erde.
Schritt 2
Starte nun mit dem Kalibrieren, indem du die Knรถpfe A und B einmal gleichzeitig drรผckst.
Schon merkt sich dein micro:bit, wie feucht die Erde jetzt gerade ist. Nun kannst du an deinem micro:bit ablesen, ob deine Pflanze durstig ist oder du sie zu viel gegossen hast.
Schritt 3
Hier sind die drei verschiedenen Bereiche als LED-Anzeigen noch einmal dargestellt.
Bereich โgutโ:
Bereich โzu trockenโ:
Bereich โzu nassโ:
Lernvideo
Hier die Auflรถsung als Editor-Projekt
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