Übersicht für Hardwareprojekte

  • Hallo zusammen!


    Ich bin auf der Suche nach einer kompakten Übersicht (Cheat-Sheet wäre der englische Begridff) über alle relevanten Informationen, die man am Anfang für Hardware-Basteleien braucht. Ich denke an eine Übersicht über die Pin-Belegung und die wichtigsten Python-Befehle.


    Könnt ihr mir etwas empfehlen?

  • Hi!


    Pinout des Raspi 3B, gilt auch für den 2B. Für die Raspis die nur 26 Pins am GPIO haben, gilt das meines Wissens nach auch, es sind dann halt die ersten 26 Pins.


    Wann ist ein Python-Befehl unwichtig? Vermutlich wenn man ihn nicht braucht - wir wissen aber nicht was Du brauchst :)
    Mein Tipp: Schau Dich mal hier oder hier um. Wenn Du schon irgendwas anderes programmiert hast, findest Du Dich sicherlich schnell zurecht.


    Wenn Du mit Hardware-Basteleien und Programmieren anfangen willst, investiere vielleicht nochmal ein paar Euro:
    Raspberry Pi: Das umfassende Handbuch
    Sunfounder Super Starter Kit
    (Die beiden Links hier führen Dich zu Amazon, werfen aber ein paar Cent Provision für den Forumsbetrieb ab, wenn Du darüber die Artikel in den Warenkorb wirfst ;))


    Das Buch ist sehr gut und absolut Einsteigergerecht. Auch für Linux-Newbies wird darin ein Einstieg geschaffen und es gibt auch zahlreiche Beispiele. Es gibt vermutlich irgendwann mal eine neuer Ausgabe die den 3Ber Pi berücksichtigt, aber darauf zu warten würde ich nicht empfehlen, da die Unterschiede zum 2Ber nicht groß sind und es vermutlich noch einige Monate dauern dürfte.


    Das andere ist Ein Set aus Elektrokrempel und einer kleinen Anleitung, einem Steckbrett und Kabelgedöns. Wenn man sich die Sachen einzeln beim Chineses des geringsten Mistrauens besorgt, kommt man sicherlich ein bisschen billiger weg, aber so hat man ein Schönes Set wo alles dabei ist. In der beiliegenden Anleitung werden kleine Beispielschaltungen aufgebaut. Code und Heftchen kann man auch bei Sunfounder herunterladen, allerdings macht das ohne den Elektroanteil an der Packung nicht viel Sinn. Ich habe mir das mal kommen lassen und fand, dass man für vergleichsweise übersichtliches Geld schon eine schöne Zusammenstellung bekommt mit der man gleich losbasteln kann. Alles was einem dann noch einfällt besorgt man sich sowieso nach und nach, wobei das China-Zeugs halt häufig einige Wochen Versandzeit braucht - auch das war für mich ein Grund damals zu dem Set zu greifen. Hat man das Set, kann man auch viele Sachen aus dem Buch ausprobieren und nachvollziehen.


    HTH & Gruß
    JC

    --
    "I know the human being and fish can coexist peacefully."
    G. W. Bush, 29. September 2000

    Edited once, last by JCorey ().

  • Danke für deinen Hinweis JCorey. Allerdings sind die Quellen schon zu umfangreich. Mir geht es um eine kompakte und schön gestaltete Übersicht mit den wichtigen Inhalten auf einer Seite. Diese möchte ich ausdrucken und an meine Schüler verteilen, damit sie damit arbeiten können.

  • Hi,
    Du willst Deinen Schülern also etwas vermitteln, was Du selbst nicht kannst und in das Du Dich offensichtlich auch nicht einarbeiten willst? Finde ich reichlich seltsam!


    Ein DIN-A4-Blatt auf dem alles steht (natürlich schön formatiert) und mit dem man dann loslegt ohne Grundkenntnisse zu haben gibt es nicht. Es braucht Grundkenntnisse in Elektrotechnik, Programmierung und Linux und das sind alles drei keine Dinge die man für sich genommen auf einem Blatt Papier zusammenfassen könnte, dass man dann noch irgendwoher kopiert und seinen Schülern einfach mal hinwirft damit die sich dann selbst darum kümmern können etwas zu lernen, wovon der Lehrer keine Ahnung hat.


    Ich denke Du wirst Dich selbst einarbeiten müssen - Lehrer haben ohne Ende Ferien und entgegnem einem immer, dass das kein Urlaub wäre weil sie so viel Nach- und Vorbereiten müssten. Buch Dich mal für einen 2-Tages Kurs Picadamey ein oder so. Du wirst Dich da schon einarbeiten müssen und erstmal ein Konzept enwickeln (Was sollen die Schüler lernen; Welche Schaltungen sind dafür geeignet; Was wird an Bauteilen gebraucht; Was wird an Programmierkentnis gebraucht; Was soll am Ende rauskommen und wie soll der Weg dahin aussehen; ...).


    Das angegebene Buch würde ich Dir dringend empfehlen, damit Du selbst einen Ein- und Überblick in die Geschichte bekommst, um dann in der Lage zu sein ein Konzept und Material für den Unterricht zu entwickeln. Die meisten Bücher fangen mit irgendwelchen LED-Spielereien an, weil die nicht kompliziert im Aufbau sind, wenig Material brauchen und programmiertechnisch simpel zu handeln sind.


    Aus dem oben empfohlenen Sunfounder-Kit stammt beispielsweise die nachfolgende Übung, bei der eine LED zum blinken gebracht wird:


    Schaltungsaufbau




    Ist wie gesagt absolut simpel, aber man lernt schon viel über Python (Verwendet anstatt Klammern Einrückungen; wir haben es hier mit Code für Python 2.x zu tun, denn in Python 3.x ist die Konsolenausgabe über eine Funktion 'print()' realisiert (Deine Schüler sollten gleich in Python3 einsteigen und nicht unnötig Zeit in Python 2 verschwenden)), über die GPIO-Pins (die werden über Nummern angesprochen, die man unterschiedlich definieren kann; sie können als INPUT oder OUTPUT definiert und genutzt werden) und natürlich über Elektronik (Warum geht die LED an, wenn man den steuernden Pin 11 auf LOW (0 V) setzt? Wie groß muss der Widerstand sein (Ohm'sches Gesetz)?) Im Labor werden dazu noch Fragen aufkommen weil scheinbar alles korrekt ist und die LED trotzdem nicht leuchtet (Halbleiter: Durchlass-/Sperrrichtung).



    Letztlich musst Du den Schülern erstmal ein gewisses Handwerkszeug vermitteln. Damit ausgestatet sollte man sie dann nach und nach eigene Ideen entwickeln und realisieren lassen. Wenn Sie von Anfang an alles selbst erarbeiten sollen, werden sie schlicht und ergreifend irgendwas aus dem Internet nachbauen und in Wirklichkeit keinen Cent davon verstehen, was sie da getrieben haben. Ich habe auf Arbeit einen Azubi herumrennen, der mit dem Raspi in der Berufsschule eine Retrokonsole nachgebaut hat und dem ist es genau so ergangen - er hat nicht den Schimmer einer Idee dessen, was er da getan hat. Und das ist letztlich für alle Schade um die investierte Zeit.

    --
    "I know the human being and fish can coexist peacefully."
    G. W. Bush, 29. September 2000

    Edited once, last by JCorey ().

  • Das ist ja ein ganz schöner rauer Ton dir. :( Zudem sind es viele Unterstellungen zu meinen fachlichen Fähigkeiten und meiner Bereitschaft, mich in Themen einzuarbeiten, die natürlich nicht stimmen.


    Wenn ich A suche und du mir B empfiehlst, kannst du mich doch nicht beschimpfen, wenn B nicht meinen Geschmack findet. :(


    Aber vielleicht hat noch jemand Anderes eine Übersicht (Cheat-Sheet), die sich gut für den Einstieg in Hardwarebasteleien eignet.


    Natürlich soll die gesuchte Übersicht nicht fachlich vollständig sein, sondern als Gedankenstütze dienen. Wenn es das nicht gibt, mache ich es eben selbst. Ich dachte nur, ich frage mal vorher (freundlich).


    Ich denke an etwas wie die Zusammenfassung ab Seite 16 in Ausgabe 36 des MagPi.

    Edited once, last by pintman ().

  • Hi,
    naja, ich habe halt den Eindruck, dass Du mit minimalen Aufwand etwas haben willst - also nicht nach Hilfe zum Angeln fragst, sondern gerne den fertig zubereiteten Fisch auf den Teller geliefert bekommen möchtest.


    Sei's drum, was sollen denn die Schüler lernen/machen und von welcher Altersklasse darf man ausgehen?


    Gruß
    JC

    --
    "I know the human being and fish can coexist peacefully."
    G. W. Bush, 29. September 2000

  • Die Schüler sind mindestens 16 Jahre alt und sollen einfache Programme für die GPIOs schreiben - LEDs blinken lassen, Taster und vielleicht einen Sensor lesen.

  • Hi,


    ... Taster und vielleicht einen Sensor lesen.


    aber da geht's doch schon los. Was erzählst Du denen, wenn sie fragen warum das Signal des Tasters so hin und her wackelt? Und was schlägst Du dann als Lösung vor, wenn es darum geht das zu stabilisieren? Oder wenn die Funken fliegen, weil ihr einen Motor ansteuert? Was tun, um die Störungen weg zu bekommen? Und warum funktioniert der eine aber der andere Lösungsansatz nicht? Wie baust Du eine Treiberstufe auf? Was, wenn die Schüler nachfragen, warum ein Darlington so reagiert und nicht anders?
    Was, wenn plötzlich Fragen zum Betriebssystem gestellt werden, z.B. wie das mit den Timeslices im Scheduler funktioniert. Oder einfach nur Fragen zu Linux-Kommandos oder zur bash-Programmierung?


    Du siehst, ohne Hintergrund-Wissen wird das ziemlich schwierig. Und nur stumpf eine Liste mit Kommandos abzuarbeiten ohne zu wissen, was man da eigentlich tut ... das kann's auch nicht sein ;)


    cu,
    -ds-

  • *seufz*


    Ich zitiere mich mal selbst.



    Natürlich soll die gesuchte Übersicht nicht fachlich vollständig sein, sondern als Gedankenstütze dienen. Wenn es das nicht gibt, mache ich es eben selbst.


    Den Antworten entnehme ich, dass es eine Übersicht wohl scheinbar (noch) nicht oder nicht in deutsch zu geben scheint.


    Und nur stumpf eine Liste mit Kommandos abzuarbeiten ohne zu wissen, was man da eigentlich tut ... das kann's auch nicht sein ;)


    Stimmt.

    Edited once, last by pintman ().

  • Ich würde so vorgehen:


    1.) Auswahl der verschiedenen Experimente
    Da müsstest Du Dir Gedanken machen, von wo nach wo Du mit Deinen Schülern insgesamt kommen möchtest und welche Zwischenschritte sinnvoll sind. Letztlich wird damit auch der Materialbedarf ermittelt (natürlich immer mit dem ein oder anderen Ersatzteil kalkulieren ;-)).


    2.) Musterlösungen
    Jetzt würde ich mich hinsetzen und Musterlösungen entwickeln. Natürlich muss man das Rad nicht neu erfinden, man kann ruhig auf Bestehendes zurückgreifen, wichtig ist aber, dass man versteht was man da tut. Man kann den Schülern ja nur dann Antworten oder hilfreiche Tipps geben, wenn man selbst nachvollziehen kann wie der Aufbau funktioniert.


    3.) Aufgaben formulieren und Cheat-Sheet erstellen
    Anhand der Musterlösungen kannst Du dann Dein Cheat-Sheet erstellen, wobei es vielleicht sinnvoll sein könnte je nach Übung entsprechende Tipps und Hinweise vorzuhalten. Die generelle Vorstellung des Pis (wie aus dem von Dir verlinkten MagPi-Artikel) sollte man ganz am Anfang ausgeben - da dürfte sich in den Weiten des Webs auch was deutschsprachiges finden (ich habe jetzt nichts gesucht, aber Tutorials wie man mit dem Raspi startet gibt es wie Sand am Meer). Erst mit den Musterlösungen bist Du letztlich in der Lage etwas einzuschränken was aus den Bereich "Betriebssystem", "Programmiersprache", "Raspberry Pi & Sensoren" und "Elektrotechnik" für Deine Übungen wichtig und nützlich ist.



    Der Raspi ist ja ursprünglich genau für den von Dir angedachten Einsatz entwickelt worden, dementsprechend findest Du im Netz auch einiges an Material für ein derartiges Unterfangen.
    Seiten die ich Dir noch gerne Empfehlen möchte:
    https://www.raspberrypi.org/documentation/ (Grundlegendes)
    https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/ (Übungen für Schule und Studium)


    Herausforderung für Dich wird es sein, die Übungen so zu gestalten, dass man die Lösungen nicht sofort ergoogeln kann (sonst droht Nachbau ohne Hirn und Verstand ;-).


    Was für ein Fach ist es eigentlich (wegen des fachlichen Schwerpunktes)?
    Wie stellst Du Dir den Unterricht vor (Theorie im Vortrag durch Dich oder durch Referate, Praktischer Teil in Grupen zu x Schülern, ...)?
    Und wann wolltest Du mit den Schülern loslegen?



    Ich finde es gut so etwas im Unterricht zu machen. In meiner Schul- und Studienzeit waren praktische Sachen immer die, die mir den meisten Spaß gemacht haben, in die ich mich dann auch mit Engagment reingehangen haben und bei denen für mich am meisten bei rumgekommen ist. Aber, und daher mein etwas scharfer Ton, da muss auch der Lehrkörper bzw. dessen Hiwis mitspilen. Aus einem Java-Programmierkurs bei einem Prof, der selbst in Wirklichkeit keine Zeile Java programmieren kann, abgetippte Lückentexte aus einem der Standard-Werke als Prüfungsaufgaben verkauft hat und sich in einer mündlichen Prüfung dann noch als großer und fleißiger Didakt hinstellen wollte, bin ich mit der Erkenntnis ausgestiegen, dass manch ein hohler Prof mit ihm verratenen Wahrheiten schlecht umgehen kann und von Java-Programmierung habe ich bis heute kaum einen blassen Schimmer.

    --
    "I know the human being and fish can coexist peacefully."
    G. W. Bush, 29. September 2000

  • Vielen Dank für deine ausführliche Antwort. :)



    > 3.) Aufgaben formulieren und Cheat-Sheet erstellen


    Das Cheat-Sheet oder manchmal auch Refcard genannt soll sich nicht auf spezielle Aufgaben beziehen, sondern übergreifend funktionieren. Bei https://dzone.com/refcardz gibt es eine ganze Reihe guter Zusammenfassungen aus dem Bereich der Softwareentwicklung.


    Es gibt viel und umfangreiches Material zum Raspberry Pi. Das ist auch zugleich das/mein Problem. Ich suche nicht breite oder tiefe Darstellungen, sondern Zusammenfassungen und Reduktionen. Den Rest habe ich bereits. :)


    > Herausforderung für Dich wird es sein, die Übungen so zu gestalten, dass man die Lösungen nicht
    > sofort ergoogeln kann (sonst droht Nachbau ohne Hirn und Verstand ;-).


    Das stimmt. Wenngleich ich den Schülern auch klarmachen möchte, dass es nicht darum geht, ein Tutorial aus dem Internet nach zu klicken. Das Verständnis zeigt sich jedoch recht schnell, wenn sie ihre Schritte vorstellen und beschreiben müssen.



    > Was für ein Fach ist es eigentlich (wegen des fachlichen Schwerpunktes)?


    Der Pi kommt derzeit in den Fächern Programmieren und Datenbanken zum Einsatz. Nun wollen wir die Kollegen aus den Bereichen Rechner- und Systemtechnik sowie Elektrotechnik schulen und auch ins Boot holen.


    > Wie stellst Du Dir den Unterricht vor (Theorie im Vortrag durch Dich oder durch Referate,
    > Praktischer Teil in Grupen zu x Schülern, ...)?


    Das hängt vom jeweiligen Kollegen, dem Fach und auch vom konkreten Thema ab. Referate sind vielleicht als Einstieg oder für theoretische Fundamente geeignet. Selbst-gesteuerte kleine Lerngruppen in umfangreicheren Projekten, die in kleinere Segmente unterteilt sind.


    > Und wann wolltest Du mit den Schülern loslegen?


    Es hat schon begonnen. :)


    Der Teil, auf den sich meine Frage bezieht, ist für die Zeit vor den Sommerferien geplant.



    > Aus einem Java-Programmierkurs bei einem Prof, der selbst in Wirklichkeit keine Zeile Java
    > programmieren kann, abgetippte Lückentexte aus einem der Standard-Werke als Prüfungsaufgaben
    > verkauft hat und sich in einer mündlichen Prüfung dann noch als großer und fleißiger Didakt
    > hinstellen wollte, bin ich mit der Erkenntnis ausgestiegen, dass manch ein hohler Prof mit ihm
    > verratenen Wahrheiten schlecht umgehen kann und von Java-Programmierung habe ich bis heute
    > kaum einen blassen Schimmer.


    Das sind natürlich sehr negative Erfahrungen, die du gemacht hast. Letztlich würde ich das jedoch nicht verallgemeinern - zumindest nicht für unsere Schule. Ich kennen viele Kollegen, die mehr wollen und auch tun als ihnen organisatorisch ermöglicht wird. Viele Lehrerinnen und Lehrer sind Idealisten.

  • Eine kompakte Übersicht auf nur 1-2 A4 Seiten gibt es nicht fertig, die müsstest du wenn dann selber erstellen und das geht nur indem du die für Dich benötigen Informationen aus den sehr Umfangreichen Quellen über den Pi zusammen trägst...


    "Leider" sind die Möglichkeiten mit dem Pi derart umfassend und vielseitig das "Hardware-Basteleien" eine viel zu oberflächliche Anforderung beziffert... Da müsstest Du schon mehr ins Detail gehen, was den Schülern zur Verfügung steht und in welchem Umfang es überhaupt möglich wäre "Hardware-Basteleien" durchzuführen, wie zum Beispiel ob jeder Pi ein Steckbrett mit Kabeln besitzt sowie Taster LEDs Servos Sensoren oder sonst was... Ansonsten können wir dir nur Quellen verlinken und Du wählst dann selber die für Euch relevanten Sachen da raus...
    Es gibt aber leider auch viele Blogs/Artikel im Internet die nicht alle 100% korrekt sind, also auch beim zusammentragen der Informationen muss man achtsam sein.
    Aber wie gesagt ist das alles kaum auf nur einer A4 Seite unterzubringen. Wie meine Vorredner schon sagten würde auch ich nicht nur "schließ das Rote Kabel an Pin3 an und das Schwarze Kabel an Pin5 ..." beschreiben sondern vorher Grundkenntnisse vermitteln; was ist GPIO, wie kann man diese verwenden, welche Besonderheiten gibt es, welche Unterschiede gibt es, was kann man daran anschließen, welche Vorteile bestehen wenn man es so und nicht anders macht... Der Weg ist das Ziel :fies: Wenn man die Grundkenntnisse verstanden hat fällt es viel leichter auch "Hardware-Basteleien" durchzuführen und zu auftretenden Problemen auch Lösungen zu entwickeln etc.