Kosmobits im Test: Tausch den Spielecontroller gegen einen Mikrocontroller!
Mit dem Kosmobits-Set(öffnet im neuen Fenster) des Kosmos-Verlages sollen Kinder ab zehn Jahren in die Mikrocontroller-Programmierung einsteigen. Zwar setzt das Set auf die populäre Arduino-Plattform auf, Kosmos hat aber sowohl sein eigenes Arduino-kompatibles Board namens Kosmoduino entworfen als auch ein zugehöriges Sensorboard in der Form und mit der Funktionalität eines einfachen Gamepads. Zusammen mit einer Smartphone-App sollen wir damit " spielend Programmieren lernen ". Wir haben es ausprobiert. Leider waren wir mit konventionellen Lehrmethoden dann doch erfolgreicher.
Neben dem Mikrocontroller- und Sensorboard enthält das Set auch aufsteckbare Sensoren für Licht, Bewegung, Temperatur und Schall, ein Steckbrett, diverse Jumperkabel, LEDs, Widerstände und einen 800-mAh-LiPo-Akku. Dazu kommen die Kunststoffteile für den Bau eines Gamepads, das als Gehäuse für das Sensorboard dient. Doch bevor wir uns weiter den technischen Details widmen, wollen wir erst einmal spielen.
Vor dem Spielen steht der Zusammenbau
Mit Hilfe der ausführlich bebilderten deutschsprachigen Anleitung gelingt uns der Zusammenbau des Gamepads recht flott. Der Mikrocontroller als zentrales Element bleibt dabei frei sicht- und nutzbar. Die Kunststoffteile sind äußert stabil und verwindungssteif. Zusammengebaut wirkt das Gamepad nicht so hochwertig wie ein durchdesignter XBox-Controller, das sollte aber über die Qualität nicht hinwegtäuschen. Als nächstes installieren wir das Spiel auf unserem Bluetooth-fähigen Tablet; es werden sowohl aktuelle Android- wie auch iOS-Versionen unterstützt. Bei Android besteht aber auch hier das einschlägige Problem mit Bluetooth-Low-Energy, das Gerät sollte jünger als zwei Jahre sein.
Wir schalten das Pad an und starten das Spiel. Die App verbindet sich automatisch mit dem Controller. Schließlich sind wir im ersten Spiellevel. Das Spiel ist ein klassisches Jump 'n' Run. Per Drehrad bewegen wir die Spielfigur nach links und rechts. Mit dem rechten Button überspringen wir Hindernisse, der linke löst Aktionen aus. Unsere Aufgabe ist es nicht nur, heil durch das Level zu kommen, sondern auch, kleine Monster einzusammeln. Wir brauchen sie, als wir am Ende an ein Terminal kommen. Denn um das Level zu beenden, müssen wir an dem Terminal eine Programmieraufgabe lösen. Jedes Monster entspricht einem Funktionsnamen oder Programmierkonstrukt. Beim Terminal müssen wir sie in einen lückenhaften Quellcode einsetzen und diesen so vervollständigen. So meistern wir das erste Level erfolgreich.
Sensoren dienen zur Spielsteuerung
In den späteren Leveln wird es schwieriger, denn bestimmte Hindernisse können wir nicht einfach umgehen. Stattdessen müssen wir unsere Spezialfähigkeiten einsetzen. Diese werden durch die aufsteckbaren Sensormodule aktiviert und wir agieren darüber mit der Spielfigur. Zuerst halten wir die kleinen Gehäuse für die Sensoren eher für eine Spielerei. Als wir die Sensoren immer wieder ein- und ausstecken, erweist es sich aber als praktisches Schutzelement.
Der Einsatz der Sensoren ist als solches nicht neu. In Smartphones und zum Beispiel beim Nintendo DS konnten Nutzer auch früher schon Spielaktionen über Bewegungs- und Schallsensoren auslösen. Uns gefällt aber, dass wir lernen, welcher Sensor verwendet wird und wie wir mit ihm interagieren müssen, um eine Aktion auszulösen.
Vokabeltest statt Programmieren
Auch wenn die Sensoren Abwechslung ins Spiel bringen, am grundsätzlichen Ablauf ändern sie nichts. Das gilt insbesondere für die Programmierung am Terminal. Stets gilt es, einfach nur einen Lückentext aufzufüllen. Mit gutem Willen könnten wir das als eine Art Vokabeltrainer betrachten, aber Programmieren lernen wir so nicht.
Wir erhalten beim Spielen selbst weder sinnvolle Hinweise noch Anleitungen zu den Befehlen, zu Programmierkonstrukten und Algorithmen. Diese gibt es zwar, allerdings als eigenständige Erklärtexte, die App müsste sie nur ins Spiel integrieren. Was uns noch mehr verwundert: In den Programmen geht es immer darum, eine LED leuchten zu lassen – es gibt im Spiel aber keine LEDs. Es fehlt jeglicher Bezug zwischen dem Programmcode im Terminal und dem Spieleinhalt.
Dabei wäre es doch gerade bei einem Jump-'n'-Run-Spiel so naheliegend und ansprechend gewesen, tatsächlich bei kniffligen Stellen die Spielfigur per Algorithmus zu steuern, wir halten schließlich einen programmierbaren Controller in der Hand. Apples Swift Playgrounds hat diese Idee, allerdings ohne Spielecontroller, sehr gut umgesetzt.
Wem das Spiel als solches trotzdem gefällt, der kann auch eigene Levels erstellen, allerdings auch hier keine eigenen Programme. Selbst gestaltete Level können mit anderen geteilt werden – ein Angebot, das gut angenommen wird.
Endlich lernen wir etwas!
Schließlich greifen wir erneut zur Anleitung, die mehr als farbenreiche 60 Seiten dick ist. Sie ist deutlich lehrreicher als das Spiel. Eine Einleitung und 19 Projekte widmen sich ausführlich Programmierkonstrukten und der Arduino-Programmierung, auch das beiliegende Steckbrett kommt hier zur Anwendung. Die Sensoren und ihre Abfrage werden erklärt. Die Quellcodes der Beispielprogramme sind deutlich besser als die Minibeispiele in der App. Kleine Einschübe lockern die Erklärungen auf und geben tiefergehende, manchmal auch eher unterhaltende Informationen. Auch typische Fehlermeldungen der Arduino-IDE sind aufgelistet und typische Fehlerursachen werden erklärt. Die Anleitung gehört hinsichtlich des Umfangs und ihrer altersgerechten Aufmachung zu den besten, die wir für Programmierkits bislang gesehen haben. Mit ihr können wir tatsächlich programmieren lernen.
Allerdings geht die Anleitung kaum auf Aspekte der Elektroniktechnik ein. Dafür hat der Kosmos-Verlag aber seit Jahrzehnten eigenständige Sets. Leider vermissen wir auch ein Projekt, bei dem der Spielcontroller als solcher wieder zum Einsatz kommt, er hätte sehr schön zur Erklärung von Processing(öffnet im neuen Fenster) getaugt, um Programme auf einem Computer zu steuern. Die Bluetooth-Fähigkeit spielt auch keine Rolle mehr. Wenn auch nicht ohne Macken, haben die Entwickler der BBC-Mikro gezeigt , wie eine Fernsteuerung per Bluetooth demonstriert werden kann, ohne gleich eine eigene Smartphone-App schreiben zu müssen.
Offene Architektur erfreut das Bastlerherz
Um das Mikrocontroller-Board im Rahmen der Projekte zu programmieren, kommt die Arduino-IDE(öffnet im neuen Fenster) zum Einsatz. Der Kosmoduino wird als Arduino Uno erkannt und ist mit diesem Software-kompatibel. Denn als Mikrocontroller wird ein Atmega 328P verbaut. Für die Kommunikation per Bluetooth dient ein CC2451 von Texas Instruments. Die Stromversorgung erfolgt entweder über eine Mikro-USB-Schnittstelle oder über die Steckbrett-kompatiblen Pins des Boards. Die Antenne für Bluetooth befindet sich auf der Platine, ein Anschluss für eine externe Antenne fehlt.
Das Sensorboard umfasst einen Buzzer, eine mehrfarbige Neopixel-LED und die Ladeschaltung für den Akku. Dazu kommen die beiden Buttons und das Drehrad mit Encoder. Ansonsten ist auf der Platine viel Freiraum. Das macht auf den ersten Blick die Platine teurer als notwendig, aber wir fühlen uns beim Hantieren mit der Elektronik damit auch deutlich wohler. Beim kleinen BBC-Micro hatten wir immer wieder die Befürchtung, irgendein Bauteil zu beschädigen, wenn wir ihn anfassten. Außerdem dürften Kinder die Smartphone-große Elektronik tatsächlich als wertvoller ansehen als einen BBC-Micro.
Auch die Trennung von Mikrocontroller- und Sensorboard wie auch die Sensormodule verteuern die Hardware. Alle Komponenten auf eine Platine zu platzieren, wäre preiswerter geworden. Doch die Vorteile überwiegen die höheren Kosten aus unserer Sicht. Das Mikrocontroller-Board ist eigenständig verwendbar, keine Pins sind durch festverdrahtete Bauteile blockiert. Alle Anschlüsse sind auf den Platinen beschriftet. So ist die Elektronik auch noch dann vielseitig verwendbar, wenn am Gamepad-Konzept selbst kein Interesse mehr besteht.
Die Spielfigur springt endlich von allein
Schließlich sind wir neugierig. Könnten wir das programmierbare Gamepad doch dazu bringen, das Spiel automatisiert zu spielen? Der Quellcode des originalen Steuerprogramms Kosmobits_App steht in einem Paket zusammen mit den Quellcodes der übrigen Projekte und der notwendigen Bibliotheken zum Download zur Verfügung.
Wir überfliegen den Quellcode des Steuerprogramms. Uns irritiert, dass Kommentare im Code mal auf Deutsch, mal auf Englisch sind. Die Formatierung ist inkonsistent. Das Wort Gefrickel ist hier tatsächlich angebracht. Leider ist nirgends die Kommunikation zwischen dem Mikrocontroller und dem Bluetooth-Chip dokumentiert.
Wir versuchen, die Logik des wirren Codes zu verstehen, und experimentieren ein wenig herum. So finden wir heraus, dass der Bluetooth-Chip über die serielle Schnittstelle angebunden ist und wir tatsächlich Steuerbefehle mit einem eigenen Programm auslösen können. Es wäre trivial gewesen, die Funktionalität in eine Bibliothek zu legen und so die Steuerung wie auch Sensorauswertung anfängerfreundlich für eigene Programmierexperimente zu verpacken. Hier wird eine motivierende Lehrmöglichkeit für das Denken in Algorithmen und ihre Umsetzung ausgelassen.
Leider verzichtet der Kosmos-Verlag auf eine Nutzerplattform wie ein Forum, damit wir unsere Erkenntnisse mit anderen teilen können.
Verfügbarkeit und Fazit
Das Kosmobits-Set ist bereits im Spielzeug- und Elektrohandel verfügbar. Die Preisempfehlung des Herstellers beträgt 150 Euro. Bei einigen Händlern liegt der Preis aber deutlich darunter.
Fazit
Bei der Hardware und der Anleitung hat der Kosmos-Verlag mit den Kosmobits ein sehr gutes Set abgeliefert. Dank der modularen Trennung der Elektronikmodule können wir sie auch für Projekte außerhalb der Set-Vorgaben verwenden. Das Kosmoduino-Board würde auch als Produkt allein seine erwachsenen Käufer finden.
Im Gegensatz dazu steht die uninspirierte App. Sie ist tatsächlich eine Spiele-App, keine Lern-App, hier wurde viel Potenzial verschenkt. Die vielfältigen Möglichkeiten eines programmierbaren Gamepads als Lehrwerkzeug werden insgesamt kaum ausgenutzt. Findige Nutzer beziehungsweise ihre Eltern dürften diesen Mangel zum Teil ausgleichen können – wenn ihnen der Verlag denn ein Forum bieten würde. Dass die Bereitschaft vorhanden ist, beweist die rege Nutzung selbst gestaltete Levels mit anderen zu teilen.
In der Summe ist das Set seinen (Straßen-)Preis durchaus Wert. Die Behauptung, man könne damit " spielend Programmieren lernen ", ist zum jetzigen Zeitpunkt allerdings deutlich überzogen.
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