Papierlampen bauen & programmieren
Kreative Lichtgestaltung mit Calliope und LOFI ROBOTs
In diesem Projekt bauen die Schülerinnen und Schüler kleine geometrische Papierlampen von LOFI Cardboard Robots, die mit dem Calliope mini v3 gesteuert und programmiert werden. Durch synchronisierte Lichteffekte sowie eine optionale Magnetsteuerung erwachen die Lampen scheinbar wie durch Zauberhand zum Leben.
Geeignet für:
ab Klasse 5
ab 11 Jahren
Werken & Technik
MINT
AG & Makerspace
Zeitrahmen:
4-6 Unterrichtsstunden
Lernbereich:
- Konstruktion und Gestalten mit Papier
- Grundlagen der Elektronik (LED, Stromkreis)
- Blockbasiertes Programmieren
- Technisches Problemlösen
- Digitale Bildung
- Gestalten technischer Produkte
Was wird geschult?
Folgende Kompetenzbereiche werden mit diesem Modell besonders gestärkt:
Fachkenntnis:
- Verständnis einfacher Stromkreise
- Grundprinzipien der LED-Steuerung
- Logische Programmabläufe
- Schwerpunkte: Variablen, Sequenz, Schleifen, Verzweigungen, Funktionen, Ereignis, Zufall
Kreativität:
- Gestalterische Entscheidungen bei Form und Lichtwirkung
- Eigenständige Lösungsansätze
Sozialverhalten:
- Kooperation in Kleingruppen
- Arbeitsteilung und gegenseitige Unterstützung
Das wird benötigt:
Material:
- Calliope mini 3
- DIN A4 Papier
- Kleber
- Magnet (optional für Magnet-Steuerung)
Nützlich ist auch:
- Unterlage
- Laptop oder Tablet
Werkzeuge:
- Schere
- Falzbein
Unterrichtsablauf:
Zu Beginn setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Bauvorlage auseinander und klären Sicherheits- und Arbeitsregeln (Schere, sauberes Falten, Kleber sparsam). Anschließend wird die Papierlampe präzise konstruiert. Erst wenn die Form stabil steht, folgt die Technik: LED/Neopixel (je nach Ausstattung) und der Calliope mini werden angeschlossen und ein erster Funktionstest durchgeführt.
Die Programmierung wird in sinnvollen Lernschritten aufgebaut: erst ein verlässlicher „Licht an“-Grundzustand, dann Effekte und schließlich – für Fortgeschrittene – Interaktion (Magnet) oder Funk-Synchronisation mehrerer Lampen. Den Abschluss könnte eine kleine Präsentation bilden, kurze Fehlersuche-Reflexion (Was hat funktioniert, was nicht – und warum?) sowie eine kleine Ausstellung im Klassenraum.
Organisation und Sozialform: Für jede Papierlampe wird ein eigener Calliope mini v3 benötigt. Wie viele Lampen parallel entstehen, hängt daher von der technischen Ausstattung der Schule ab. Bewährt hat sich die Arbeit in 2er- oder 3er-Gruppen. So können Konstruktion, Technik und Programmierung sinnvoll miteinander verzahnt werden. Wichtig ist, dass Rollen nicht dauerhaft festgelegt werden: Während der Bauphase arbeiten alle am Produkt, in der Codingphase sollte jedes Gruppenmitglied mindestens einmal aktiv programmieren oder eine Codeänderung durchführen. Bei begrenzter Ausstattung kann ein Rotationsmodell eingesetzt werden, bei dem Bau- und Programmierphasen zeitlich versetzt stattfinden. So sammeln alle Lernenden sowohl praktische als auch informatische Erfahrungen.
Keine Vorkenntnisse notwendig
Der Calliope mini wird über eine browserbasierte Programmierumgebung gesteuert. Die Programmierung erfolgt per Drag-and-Drop mit Codeblöcken und wird per USB auf das Board übertragen.
Step-by-Step:
Alle Programmier-Codes, Schritt-für-Schritt-Videos und Zusatzinfos zum Aufbau der Papierlampen und der Programmiereung mit dem Calliope mini findet ihr auch direkt bei Calliope - klicke hier.
Einstieg: Kurzer Impuls „Ist das Magie?“ – Beispiele für Lichtdesign im Alltag. Lernziel klären: Wir bauen eine Lampe und steuern Licht per Code.
Vorlage nutzen: Audgedruckte Vorlagen der Lampe verteilen, Falt-/Klebelinien erklären.
Bauphase: Ausschneiden, falzen (Falzbein), kleben. Stabilitätscheck (steht die Form, sind Kanten dicht?).
Technik einbauen: Batteriebox/Unterlage vorbereiten, Calliope positionieren, Kabel/LED (oder Neopixel) sicher führen, erster Tests durchführen.
Coding Grundlagen:
- Schritt 1: Lass deinen Papierlampe leuchten - starte mit deiner Lieblingsfarbe - zum makecode
- Schritt 2: Erweitere deinen Lichteffekt und lass deine Papierlampe blinken - zum makecode
- Optional: Schalter A für Fortgeschrittene - zum makecode
- Fortgeschritten: Regenbogen: nutze die Neopixel-Erweiterung für Regenbogen Farbwechsel, Schleifen und weitere Funktionen. Regenbogenlauf programmieren - zum makecode
- Fortgeschritten: Magnet-Steuerung :Werte im seriellen Monitor anzeigen lassen, Grenzwert festlegen. Bei Magnet „an/aus“ oder Effektwechsel auslösen. Hinweis: Der Magnet wird über den Lagesensor/Kompasswerte als messbare Veränderung genutzt – erst messen, dann entscheiden.
Tipp:
Sichtbare „Programmier-Minuten“ einplanen: „Alle stoppen jetzt 2 Minuten und beobachten: Was macht euer Code genau?“
Das fördert echtes Verstehen, gerade bei Schleifen oder Regenbogen-Effekten extrem hilfreich.
