gamedesign

Calliope

Zur Programmierung ist die Webseite OpenRoberta (lab.open-roberta.org) sehr hilfreich, auf der die einzelnen Programmierbefehle in einer grafischen Oberfläche zusammengesteckt werden können. In diesem Text wird beispielhaft ein kleines Projekt, das Bauen eines programmierbaren Lego-Autos, beschrieben.

Das Calliope Mini ist ein Einplatinenrechner, also ein Computersystem, bei dem alle wichtigen Bauteile auf einer einzigen Platine verlötet sind, mit dem spielerisch das Programmieren gelernt werden kann. Hierfür können diverse Sensoren, beispielsweise für Licht, Sound und Bewegungen, und Kontakte sowie Anschlüsse zu anderen Geräten genutzt werden.

Aufbau des Calliope Mini

  • LED-Panel: Alle LEDs können einzeln angesteuert und dadurch Symbole und Texte dargestellt werden
  • Knopf A+B: Digitale Knöpfe, welche zu Beginn den Controller ersetzen können
  • Lautsprecher zur Ausgabe von MIDI-Noten
  • P0-3: Anschlüsse für Controller (immer oben am – erden!
  • 3 Reihen Steckplätze für PINs, es wurden nur die drei linken Steckplätze der obersten Reihe verwendet (von links nach rechts: Erdung, Motor B, Motor A)

Bild: Cornelsen Verlag, CC-BY-SA

Das Calliope Mini bietet zahlreiche weitere Steckplätze, Erweiterungs- und Anschlussmöglichkeiten, welche viele Möglichkeiten zum Experimentieren bieten.

Vorbereitung

Zum Bauen der Autos werden Legobausteine benötigt, im Idealfall auch viele Lego-Platten. Außerdem sollte es pro Auto mindestens eine Vorderachse ohne Motor sowie zwei Hinterräder mit jeweils eigenem Motor geben. Die Kabel der Motoren können abgeschnitten und abisoliert werden, wodurch sie mit anderen Kabeln oder Krokodilklemmen erweitert werden können.

Hinweise:

Es kann sein, dass es Probleme beim gleichzeitigen Ansteuern der Motoren bei Drücken des A- und B-Knopfes gibt. Dies lässt sich umgehen, wenn ein Knopf für Start/Stopp und der Andere zum Wechseln zwischen den Fahrrichtungen vorwärts/links/rechts verwendet wird.

Weiterhin ist es nur möglich entweder zwei Motoren anzuschließen, die nur in eine Richtung fahren können oder einen Motor, der sowohl vorwärts als auch rückwärts fahren kann.

Außerdem können die Motoren nur bei Verwendung einer 9V-Batterie mit voller Geschwindigkeit angesteuert werden.

Da die Programme mitunter komplex werden, empfiehlt es sich, Screenshots von den einzelnen Zwischenständen zu machen. Weiterhin sind viele Ersatzbatterien sinnvoll, da diese teilweise innerhalb einer Stunde leer sein können.

Packzettel

  • Je Auto ein Calliope Mini incl. Micro-USB-Kabel
  • Verschiedenste Legobauteile incl. Platten
  • Je Auto zwei vorbereitete Legomotoren mit Rädern
  • Je Auto eine Achse ohne Motor
  • Je Auto mind. 8 Kabel
  • Leitfähige „Controller“ (Elemente zur Steuerung des Calliope)
  • Mindestens ein Laptop, besser ein Laptop je Calliope Mini

Durchführung

In dem dreistündigen Workshop wurde ein Lego-Auto gebaut und mit verschiedenen Befehlen programmiert. Hierbei wurde das Vorgehen in folgenden Schritten durchgeführt:

  1. Programmierung der LEDs
  2. Programmieren der LEDs auf den A- und B-Knopf
  3. Verbinden und starten eines Motors bei Tastendruck
  4. Anschließend verkabeln und starten beider Motoren
  5. Bau des Autos
  6. Entwerfen eines einfachen Controllers (bspw. mit Knete)
  7. Anschließen des Controllers und Anpassung der Programmierung

Eine sehr gute und ausführliche Handreichung für den universellen Umgang mit dem Calliope Mini findet sich auch beim Cornelsen Verlag:

https://calliope.cc/content/3-schulen/schulmaterial2/cornelsen_lehrerhandreichung.pdf

Kreative Controller

Wollten wir nicht schon alle mal einen Controller aus Bananen bauen? Mit sogenannten System Development Boards wie Makey Makey ist das möglich.

Es gibt auch andere System Development Boards, die ähnlich gut wie Makey Makey verwendet werden können, hier wird beispielhaft aber dieses Tool beschrieben.

Auf der Platine sind Anschlüsse für die Pfeiltasten, Leertaste und Linksklick vorhanden. Außerdem gibt es auf der Rückseite zwei Steckplätze für Erweiterungsboards. An die vorgegebenen Kontakte der Platine können dabei mit einer Kabelverbindung alle leitenden Gegenstände angeschlossen werden. Egal ob Wasserbecken, Obst, Wäscheklammern, Knete oder einfach nur Bleistiftstriche – sofern die Gegenstände leiten, sind der Kreativität nahezu keine Grenzen gesetzt. Es muss nur darauf geachtet werden, dass immer ein geschlossener Stromkreis mit Erdung zustande kommt.

Mit den vorhandenen sechs Tasten lassen sich bereits zahlreiche Spieleideen umsetzen. Als kreative Denkanstöße sind viele Projekte auf https://labz.makeymakey.com/d/ zu finden. Außerdem können eigene Games mit Programmierbaukästen, wie beispielsweise Scratch, Kodu etc. entwickelt werden. Hierzu lassen sich zahlreiche Tutorials im Internet finden.

Grundsätzlich sollten neben den Controller-Bausätzen, bestehend aus Platine, einem USB-Kabel, mehreren Kabeln mit Krokodilklemmen sowie Kabeln mit Steckverbindungen, eine Auswahl an potenziellen Controller-Elementen sowie mehrere Ersatzkabel mitgenommen werden.