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Programmieren für Anfänger

Vom Startscreen aus können wir in eine Lektion "Erste Schritte" starten, in die zahlreichen Lerneinheiten eintauchen, Spike-Modelle nach Lust und Laune bauen oder ein leeres Programmierprojekt starten. Als Sprache kommt dabei die grafische Drag-and-Drop-Programmiersprache auf Basis von Scratch zum Einsatz.

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Über einzelne Blöcke können wir durchaus auch komplexere Programme zusammenklicken. Eine Möglichkeit, den Programmcode direkt zu editieren, sieht die Spike-App aber (noch?) nicht vor. Das ist bei der Programmierumgebung der Open-Roberta-Initiative anders, die bisher NXT, Mindstorms und WeDo, aber noch nicht Spike Prime unterstützt. Über einen Umweg geht es aber doch - dazu später mehr.

Die Oberfläche der Spike-Prime-App ist angenehm sachlich, ohne dabei aber nüchtern zu wirken. Sie ähnelt eher der GUI von Lego WeDo 2.0 (Test) als der von Boost (Test).

Die einzelnen Bereiche der App sind schnell zu erreichen. Kleiner Kritikpunkt: Neue individuelle Projekte können nur von der Startseite aus begonnen werden. In der Projektübersicht unter "Meine Projekte" fehlt die entsprechende Schaltfläche.

Wir beginnen mit den "Ersten Schritten" und lernen so die einzelnen Komponenten besser kennen. Los geht es mit dem Hub und der Punktmatrix. Wir zaubern ein Emoji aufs Display. Danach bauen wir die Sensoren und Motoren in kleine Modelle ein und verbinden die Module mit dem Hub.

Im Endeffekt steuern wir so die Motoren über Interaktion mit Sensoren - ganz ähnlich, wie wir es anfangs mit dem Testprogramm des Hubs taten. Anschließend folgt das erste richtige kleine Modell: Wir bauen mit ein paar wenigen Handgriffen einen "Hüpfer", sozusagen ein Hub auf Beinchen. Das geht fix und das zugehörige Programm ist auch bereits fertig in der App hinterlegt.

Nach den ersten erfolgreichen Hüpfern packt uns gleich das Programmierfieber. Wir starten ein leeres Projekt und passen die Motorsteuerung des Mini-Roboters so an, dass die Beinchen immer auf ihren Gummifüßen zu stehen kommen und der Hüpfer sich um die Kurve bewegen kann. Gar nicht schlecht für den Anfang. Spaß macht es auf jeden Fall und ist auch für Bau- wie Programmieranfänger super simpel umzusetzen. Das Erfolgserlebnis gibt es direkt.

  • Halb voll: die Aufbewahrungsbox des Sets LEGO Spike Prime samt Inhalt nach dem Öffnen. (Bild: Jan Rähm)
  • In die praktischen Einleger kommen die ersten acht Tütchen. Schön zu erkennen sind die sehr exotischen Farben des Sets. (Bild: Jan Rähm)
  • Der Rest der Teile sowie Motoren, Sensoren, Hub und auch der Inhalt einer ominösen Tüte 13 kommen lose in die Box. (Bild: Jan Rähm)
  • Läuft! Bereits im Auslieferungszustand meldet sich der Hub mit einem einfachen Testprogramm für die elektronischen Komponenten. (Bild: Jan Rähm)
  • Geht, geht nicht - die Sensoren schalten die Motoren im Testprogramm an und aus, der optische und der Tastsensor erlauben auch eine Regelung der Ausgangsleistung. (Bild: Jan Rähm)
  • Das Kernstück: der Lego Spike Prime Hub von oben und unten. (Bild: Jan Rähm)
  • Mit sechs variabel nutzbaren Anschlüssen ist der Hub bei Spike Prime allen anderen Serien in Teilen überlegen. (Bild: Jan Rähm)
  • Vorder- und Rückseite sind eher unspektakulär und zeigen lediglich den USB-Port mit Kennzeichnung - einmal geprägt ... (Bild: Jan Rähm)
  • ... und einmal als Aufkleber. (Bild: Jan Rähm)
  • Unser erstes Bauprojekt ist ein kleiner Hüpfer! (Bild: Jan Rähm)
  • Er ist sozusagen ein Hub auf Beinchen. (Bild: Jan Rähm)
  • Treffen der Generationen und ein Fremder: die mehr oder weniger smarten Batterieboxen beziehungsweise Hubs von Lego. Von links oben nach rechts unten: Mindstorms NXT, Spike Prime, Mindstorms EV3, Powered Up, Control+, Power Functions, Buwizz (nicht Lego) (Bild: Jan Rähm)
  • Von links oben nach rechts unten: Mindstorms EV3, Buwizz (nicht Lego), Spike Prime, Mindstorms NXT, Power Functions, Control+, Powered Up (Bild: Jan Rähm)
  • Lego Education im Lauf der Jahre (Bild: Lego/Lego Education)
Unser erstes Bauprojekt ist ein kleiner Hüpfer! (Bild: Jan Rähm)

Nach dem Grundkurs geht es in die vier verschiedenen Lerneinheiten. Nach Aussage von Lego Education sind die Inhalte "auf die aktuellen Lehrpläne der MINT-Fächer abgestimmt", also Mathe, Informatik, Naturwissenschaften und Technik. Die Aufgaben sind demnach für die 5. bis 8. Klasse konzipiert und auf 45-minütige Unterrichtsstunden zugeschnitten. Aus eigener Lehrerfahrung heraus halten wir die Zeitplanung teilweise für etwas optimistisch.

Programmieren für Fortgeschrittene

Inhaltlich gliedern sich die Lektionen in "Alltagshelfer", "Unternehmensgründung", "Erfinderteam" und "Wettbewerbsvorbereitung", wobei die Titel nicht zu wörtlich zu nehmen sind. So entsteht im Bereich der Alltagshelfer beispielsweise ein Zeichenroboter für die Gemüseaufzucht, der Echtzeit-Wetterdaten nutzen kann, um zu entscheiden, ob die Pflanzen in den nächsten Tagen gegossen werden müssen.

Im Bereich Unternehmensgründung geht es weniger um Businesspläne und Geschäftsideen als vielmehr um verschiedene Roboter, die Aufgaben wie Automatisierung erfüllen oder gar eine Qualitätsprüfung vornehmen: Dabei prüft der Roboter, ob ein Baustein die richtige Farbe hat.

Im Erfinderteam können die Kinder allerlei hilfreiche oder lustige Roboter wie den bereits beschriebenen Hüpfer bauen und programmieren. Dabei sind die Aufgaben wie in den anderen Lektionen auch von unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad. Während der Hüpfer sehr schnell und einfach entsteht, sind Bau und Programmierung einer Greifhilfe schon deutlich komplexer.

Am kompliziertesten wird es in der Lektion Wettbewerbsvorbereitung. In dieser Lerneinheit sollen die Schülerinnen und Schüler einen Einblick in die Welt der Roboterwettbewerbe erhalten und sich allmählich Grundlagen aneignen, um mithilfe von Sensoren autonome Roboter zu bauen und zu programmieren.

Die Bauanleitungen für die einzelnen Lektionen können direkt über die App genutzt oder wahlweise im PDF-Format aus dem Internet heruntergeladen werden. In der App selbst zeigen kurze Videos, was entstehen wird, oder sie erklären Aspekte der Aufgabenstellung visuell. Für die Programmierung gibt es kleine Codebeispiele, die ergänzt beziehungsweise vervollständigt werden müssen.

Hacking Spike Prime

Wem die grafische scratchbasierte Programmierumgebung nicht mehr ausreicht, kann mit etwas Aufwand auch direkt in Micropython auf dem Spike Prime Hub programmieren. Dazu muss der Hub per USB an den Rechner angeschlossen werden. Per Terminal (Emulation) kann direkt auf das System zugegriffen und losprogrammiert werden. Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung gibt es unter Instructables.com.

Auch in Sachen Sensoren ist mit den verfügbaren drei Sensoren noch lange nicht Schluss. Wer einen Ultraschallsensor opfert, kann sich einen universellen Konverter basteln oder gleich ein ganzes Breadboard zum Experimentieren. Den Konnektor gibt es mittlerweile bereits vorkonfektioniert zu kaufen.

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 Erste Tests mit Kraft- und FarbsensorenWas nicht so gut funktioniert 
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mrballz 20. Mai 2020

wie auf jedem ordinärem bus-system, mittels zeitfenstern für jedes beim host angemeldete...

minnime 14. Mai 2020

Die Erklärung passt so aber das hat eben alles nichts mit Parallelisierung zu tun. Ne...

JanX 14. Mai 2020

Äpfel? Birnen? Das eine ist das mechanische System, dem LEGO seit Anfang an treu...

JanX 14. Mai 2020

Da bin ick mal gespannt :)

ap (Golem.de) 14. Mai 2020

Magst du das noch mal hier los werden?


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