Heißer Draht Reloaded
Werkunterricht trifft Coding
Beim Projekt „Heißer Draht Reloaded“ bauen Schülerinnen und Schüler zunächst unseren Bausatz "Heißer Draht" ohne Elektronik - ein klassisches Geschicklichkeitsspiel aus Holz, Draht und einfachen elektronischen Bauteilen. Ziel ist es, einen Metallring entlang eines Drahtparcours zu führen, ohne den Draht zu berühren. Kommt es zu einer Berührung, schließt sich der Stromkreis – normalerweise ertönt ein Summer.
In dieser Version wird das Spiel zunächst mit einem Calliope mini verbunden. Der Microcontroller erkennt Berührungen und reagiert darauf digital: Die LED-Matrix blinkt rot, ein Signalton ertönt und auf Wunsch kann sogar gezählt werden, wie oft der Draht berührt wurde. Im Anschluss wird das Spiel mit der klassischen Elektronik ergänzt. So entsteht ein vollständig funktionierendes Geschicklichkeitsspiel, das auch ohne Calliope genutzt werden kann.
Aus einem klassichen Werkbausatz wird ein spannendes MINT-Projekt aus Konstruktion, Elektronik und Programmierung. Und am Ende entstteht ein funktionierende Geschicklichkeitsspiel für die SuS zum mitnehmen.
Geeignet für:
ab 3. Klasse
ab 8 Jahren
Werken & Technik
MINT/INformatik/Makerspace
Zeitrahmen:
3-4 Unterrichtsunden: Bau des Geschicklichkeitsspiels
1-2 Unterrichtsstunden: Coding-Erweiterung
Lernbereich:
- Coding
- Werken und Konstruieren
- Elektrische Stromkreise
- Programmieren mit Microcontrollern
- Sensorprinzipien
Was wird geschult?
Folgende Kompetenzbereiche werden mit diesem Modell besonders gestärkt:
Fachkenntnisse
- Aufbau und Funktion eines elektrischen Stromkreises
- Verständnis für Sensoren und Eingänge
- Grundlagen der Programmierung mit Microcontrollern
- Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Software
Persönlichkeitsentwicklung
Durchhaltevermögen beim Lösen technischer Herausforderungen entwickeln
Eigene Ideen einbringen, Entscheidungen treffen und Verantwortung für das eigene Projekt übernehmen
Selbstvertrauen durch sichtbare und funktionierende Ergebnisse aufbauen
Kreativität
- Gestaltung individueller Drahtparcours
- Entwicklung eigener Spielvarianten
- kreative Erweiterung durch digitale Funktionen
Das wird benötigt:
Material:
- Bausatz „Heißer Draht“ Nr.111563
- 2 Mignon-Batterien AA
- Calliope mini
- Verbindungskabel oder Krokodilklemmen
- Stromversorgung für den Calliope (Batteriebox oder USB)
Nützlich ist auch:
- Klebeband
- Bleistift
- Edding
- Unterlage
- Computer oder Tablet für MakeCode
Werkzeuge:
- Vorstecher
- Seitenschneider/Abisolierzange
- Rundzange ggf. Flachzange
- Schraubendreher Kreuz + Schlitz
- Schleifpapier
- Lineal
- Schere
Unterrichtsablauf:
Zu Beginn wird das Geschicklichkeitsspiel vorgestellt: Der Metallring soll entlang eines Drahtparcours geführt werden, ohne diesen zu berühren. Die Schülerinnen und Schüler überlegen gemeinsam, warum bei einer Berührung ein Signal ausgelöst wird und wie ein Stromkreis funktioniert. Das Arbeitsblatt „einfacher Stromkreis“ kann zur Vorbereitung eingesetzt werden. Die SuS bauen dabei einen einfachen Stromkreis auf und untersuchen, wann Strom fließt und wie ein Stromkreis funktioniert. Dieses Verständnis wird im Projekt „Heißer Draht reloaded“ direkt aufgegriffen denn der Calliope erkennt genau den Moment, in dem der Stromkreis durch Berührung geschlossen wird.
Im Anschluss bauen die Schülerinnen und Schüler das Geschicklichkeitsspiel aus dem Bausatz auf – zunächst bewusst ohne elektronische Bauteile. Der Fokus liegt dabei auf dem mechanischen Aufbau: Draht wird gebogen, der Parcours gestaltet und der Führungsring vorbereitet. So entsteht ein funktionierendes Grundmodell, das als Ausgangspunkt für die weiteren Schritte dient.
Darauf aufbauend wird der Calliope mini eingeführt. Der bestehende Aufbau wird nun als Eingabesystem genutzt, indem Draht und Ring mit dem Microcontroller verbunden werden. Die Schülerinnen und Schüler programmieren anschließend eine Reaktion auf Berührungen und erleben, wie ein physischer Kontakt als digitales Signal verarbeitet wird.
Im letzten Schritt wird das Spiel um die klassische Elektronik ergänzt. Der Stromkreis wird geschlossen und ein Signalton integriert, sodass ein eigenständig funktionierendes Geschicklichkeitsspiel entsteht, das auch ohne Calliope genutzt werden kann. Auf diese Weise wird deutlich, wie ein technisches System sowohl analog als auch digital umgesetzt werden kann.
Tipp zum Unterrichtsablauf
Plane die Elektronik aus dem Bausatz bewusst erst am Ende ein. So bleibt der Fokus zunächst auf dem Programmieren – und das fertige Spiel wird zum motivierenden Abschluss.
So funktioniert´s:
1. Mechanischen Aufbau erstellen
Der „Heiße Draht“ wird nach Anleitung aufgebaut – zunächst ohne elektronische Bauteile.
Im Mittelpunkt stehen:
- Draht biegen und formen
- Aufbau des Parcours
- Vorbereitung des späteren Kontaktsystems
2. Calliope anschließen und programmieren
Der Draht wird nun als Sensor genutzt:
- Drahtparcours → an Pin P1
- Führungsring → an GND
Die SuS programmieren den Calliope so, dass er auf Berührungen reagiert:
- LED blinkt bei Kontakt
- Ton wird ausgegeben
- Berührungen werden gezählt
Der Fokus liegt hier klar auf Coding und digitalem Verständnis.
3. Elektronik ergänzen
Nach der Coding-Phase wird das Spiel vervollständigt:
- Summer und Stromkreis werden integriert
- das Spiel funktioniert nun ohne Calliope
Die Schülerinnen und Schüler verstehen dabei: Der gleiche Kontakt kann sowohl analog als auch digital genutzt werden.
Kostenfreies Bildungsmaterial:
