Arbeitsblatt: Lasershow programmieren

1 Aufgabe Beschreibe die Lasershow und das was sie tut! Schaue die Animation und beobachte was geschieht. Stelle dir vor, du müsstest die Lasershow einer Person am Telefon erklären, um sie ihr zu verkaufen. Schreibe einen Text dazu! Aus welchen Komponenten besteht die Lasershow? Welche Einzelteile sind elektrisch, welche mechanisch? Wie werden die elektrischen Komponenten gesteuert? Welche Bewegungen können die Spiegel ausführen? Wie sind die Spiegel zueinander angeordnet? Wie wird der Laserstrahl über die Spiegel gelenkt? 2 Aufgabe Tic Tac Lasse einen der beiden Spiegel im Takt von 1000ms hin und her springen Das heisst von 100% zu -100% und zurück Wenn du diesen Vorgang schneller machst, zeichnet dein Laser eine Linie Setze die Blöcke richtig im Hauptloop ein und teste dein Programm im Simulator! Zu Beginn den Laser an Ausgang L4 einschalten. Dies ist der einzige Baustein, der nicht in den Hauptloop eingesetzt wird. Zahl klicken und auf –100 ändern 3 Aufgabe Tici Taci Lasse beide Spiegel abwechslungsweise im Takt von 500ms hin und her springen Spiegel 1 vor – Spiegel 2 vor – Spiegel 1 rück – Spiegel 2 rück Wenn du diesen Vorgang schneller machst, zeichnet dein Laser ein Quadrat Setze die Blöcke richtig im Hauptloop ein und teste dein Programm im Simulator! Zu Beginn den Laser an Ausgang L4 einschalten 4 Aufgabe Tici Taci mit Sensor Steuere die Pausenzeit mit einem Regler an Eingang S3, um live mit dem Tempo der Bewegung zu spielen. Der Regler liefert Werte zwischen 0% 100%. Ändere diese Spannweite auf 0ms 500ms. Achte darauf, dass du den richtigen Sensor mit «lesein%» nimmst! Setze die Blöcke richtig im Hauptloop ein und teste dein Programm im Simulator! Spannweite Regler Spannweite Pausenlänge 5 Grundlagen Sinuskurve kennenlernen Die Sinuskurve ist eine wellenförmige Schwingung, wie du sie von verschiedenen Orten aus Natur und Technik kennst. Zum Beispiel vom Hin und Her einer Schaukel. Verwende deinen Taschenrechner auf deinem iPhone oder ähnlich Halte dein Handy quer, um eine der Tasten grad drg rad deg (je nach Rechnertyp) und sin zu sehen Tippe die Taste grad drg rad deg bis im Display RAD steht Teste: sin muss 0 ergeben. Tippe nun diese Rechnung ein: 0.4 sin das entspricht: sin(0.4) Trage das Ergebnis als roten Punkt in der Tabelle ein. Sei präzise! Gehe so mit allen 32 Rechnungen vor und trage die Ergebnisse ein! sin(0.4) 0.38 Schrittweite zwischen 2 Rechnungen: Je kleiner, desto genauer die Kurve aber aufwändiger und langsamer die Berechnung! 6 Aufgabe Sinus-Berechnung automatisieren Es ist sehr Aufwändig eine Sinuskurve von Hand zu berechnen! Deshalb wollen wir diese Fleissarbeit dem Prozessor übergeben, denn das ist seine grosse Stärke: viele einfache Aufgaben in sehr kurzer Zeit erledigen! Steuere die Position des Spiegels an M1 mit der Sinuskurve. Rechne aber in kleineren Abständen: sin(0.005), sin(0.010), sin(0.015) Teste dein Programm im Simulator und beobachte das Ergebnis an Ausgang M1. Ändere für die Simulation den Abstand 0.005 in 0.05! Die Rechnung sin(x) ergibt Werte zwischen -1 und 1. Damit für den Ausgang M1 verständliche %-Werte entstehen, muss das Ergebnis noch mit 100 multipliziert werden! 7 Aufgabe Kreis mit Sinus und Cosinus In Aufgabe 6 hat einer deiner Spiegel die Wellenbewegung einer Sinuskurve gemacht. Steuere jetzt den anderen Spiegel mit einer gleichen, aber zeitlich versetzten Bewegung: einer Cosinuskurve. Verwende dazu eine zweite Variable: cos(y) Spiele mit dem Erhöhungsschritt von oder zwischen zwei Rechnungen und ändere den Wert 0.005 für beide Variablen unterschiedlich: z.B.: 0.005 und 0.006 Die Rechnung cos(y) ergibt Werte zwischen -1 und 1. Damit für den Ausgang M1 verständliche %-Werte entstehen, muss das Ergebnis noch mit 100 multipliziert werden! Spiele mit diesen Werten! Möglich sind: 0.005 bis 0.5 8 Aufgabe Hauptprogramm Laserbilder live verändern In Aufgabe 7 hast du mit dem Laserstrahl einen Kreis gezeichnet, weil beide Schwingungen gleich schnell waren. Steuere jetzt die Abstände zwischen 2 Rechnungen (aus Aufgabe 5) für jeden Spiegel separat mit einem eigenen Sensor. Du hast in Aufgabe 4 bereits die Pausenlänge mit S3 reguliert. Ändere die Spannweite der möglichen Werte, die der Regler liefert auf die mögliche Schrittweite zwischen zwei Berechnungen. S3 liefert 0% 100%, du möchtest aber nur Zahlen von 0 – 0.5 regulieren! Dies sind die Startwerte von und Spannweite Regler Schrittweite Berechnung (siehe Aufg. 5)