KAPITEL 1

DER CALLIOPE MINI

JETZT WIRD ES ZEIT ZU ERKUNDEN, WELCHE WEITEREN BAUTEILE NEBEN DEM MIKROCONTROLLER AUF DER CALLIOPE-MINI-PLATINE SIND UND WIE DU DIESE FÜR DEINE PROJEKTE NUTZEN KANNST. Dabei wird dir dieses Kapitel helfen.

Nach diesem Kapitel wirst du wissen,

• welche Bauteile auf dem Calliope mini verbaut sind und
• wozu du die einzelnen Bauteile nutzen kannst.

WAS KANN DER CALLIOPE MINI?

Wenn du jetzt gehofft hast, dass dein Calliope mini bereits nach dem Auspacken ganz viele tolle Sachen kann, müssen wir dich leider enttäuschen. Von alleine kann der Calliope mini nämlich überhaupt nichts. Aber das ist eigentlich gar nicht so schlimm, da du ihm ganz viel beibringen kannst.

Um dem Calliope mini etwas beizubringen, musst du ein Programm für ihn schreiben und dieses auf den Mikrocontroller (also auf den Calliope mini) übertragen. Wie das geht, erfährst du im nächsten Kapitel. Dieses Schreiben von Programmen nennt man übrigens Programmieren.

Programmieren, so nennen Profis (das sind Informatikerinnen und Informatiker) das Erstellen von Programmen. Auch du wirst in den nächsten Kapiteln dieses Buchs viele Programme für deinen Calliope mini erstellen.

Dein Calliope mini kann also nach der Programmierung genau das, was du ihm beigebracht hast. Bestimmt interessiert dich schon, welche Fähigkeiten denn möglich wären. Daher hier ein paar erste Ideen:

• Du kannst deinen Calliope mini so programmieren, dass er auf Knopfdruck eine Melodie abspielt. Wenn der Ton laut genug ist, könntest du damit den Gong deiner Schule ersetzen.
• Du kannst ihn so programmieren, dass er merkt, wenn ihm jemand zu nahe kommt oder ihn gar schüttelt. Wenn du magst, kannst du ihn dann einen Alarm auslösen lassen, so kann niemand deinen Calliope mini entführen.
• Dein Calliope mini kann auch lächeln, genau genommen einen lachenden Smiley anzeigen. Natürlich kann der Smiley auch traurig gucken, aber wer möchte das schon?
• Du kannst den Calliope mini auch als Würfel programmieren, der zufällig eine Zahl von 1 bis 6 (oder auch bis 8 oder 9) anzeigt. Er ist also auch bei Brettspielen ein toller Begleiter.
• Sogar bunt leuchten kann der Calliope mini. So kannst du ihn als farbenfrohes Schmuckstück tragen.
• Außerdem kannst du mit ihm die Temperatur messen. Dein Calliope mini kann also auch ein Thermometer ersetzen. Wenn du hohe Temperaturen durch einen hohen Ton anzeigst, kann dieses Thermometer sogar von blinden Menschen benutzt werden.

Sicherlich fallen dir noch super viele andere Projektideen ein, oder?

Damit du einschätzen kannst, welche Ideen umsetzbar sind, erfährst du im nächsten Abschnitt alles über die verschiedenen Bauteile des Calliope mini.

BAUTEILE DES CALLIOPE MINI

Der Calliope mini hat im Gegensatz zu anderen Platinen (wie zum Beispiel dem Arduino oder dem Raspberry Pi, falls du davon schon einmal gehört hast) bereits ganz viele Bauteile direkt auf der Platine verbaut. Diese Bauteile wurden alle auf die Platine gelötet. Du musst also keine weiteren Dinge kaufen, um mit dem Calliope mini tolle Projekte umzusetzen.

Du musst keine Angst haben, den Calliope mini anzufassen. Normalerweise sollte man elektrische Geräte nicht einfach anfassen. Da der Calliope mini jedoch mit winzig kleinen Strömen arbeitet, musst du dir keine Sorgen machen. Du kannst nichts kaputt machen und dich auch nicht verletzen.

Das wichtigste Bauteil des Calliope kennst du bereits:

• Mikrocontroller: Der Mikrocontroller wird dein Programm speichern und verarbeiten, er stellt also praktisch das Gehirn deines Calliope mini dar.

Ein Mikrocontroller ist ein spezielles Bauteil, in das der Prozessor eingebaut ist. Auf deinem Calliope mini findest du unten in der Mitte die Bezeichnung PROZESSOR. Die weiße Linie zeigt dir, wo du das schwarze, viereckige, sehr flache Bauteil findest.

Dein Calliope mini hat neben dem Mikrocontroller noch viele weitere Bauteile. Damit du die Bauteile auch findest, sind bereits einige Bezeichnungen auf der Platine aufgedruckt. Außerdem beschreiben wir dir die Lage der Bauteile. Dafür musst du den Calliope mini so halten, wie auf dem Foto am Anfang des Kapitels. Sonst kannst du die Schrift ja auch gar nicht lesen.

• LED-Display: In der Mitte des Calliope mini siehst du das LED-Display. LED ist eine Abkürzung und steht für den englischen Ausdruck light-emitting diode, was auf Deutsch übersetzt »lichtaussendende Diode« oder einfach ausgedrückt »kleine Lampe« heißt. (Eine Diode ist ein sehr spezielles elektronisches Bauteil.) Auf dem Calliope mini sind insgesamt 25 winzige rote LEDs angebracht und in einem Viereck angeordnet. Du kannst jede der 25 LEDs einzeln anschalten und so zum Beispiel einen lachenden Smiley »zeichnen« oder einen beliebigen Buchstaben »schreiben«.
• RGB-LED: Die RGB-LED ist eine ganz besondere LED. Sie ist größer als die anderen LEDs, kreisrund und unterhalb des LED-Displays zu finden. Das Besondere an dieser LED ist, dass sie nicht nur rot, sondern in vielen verschiedenen Farben leuchten kann. Die Abkürzung RGB steht für Rot, Grün und Blau. Aus diesen drei Grundfarben lassen sich alle beliebigen Farben des Regenbogens mischen. Wenn die RGB-LED gleichzeitig rot und blau leuchtet, ergibt sich die Farbe Lila.
• Lautsprecher: Der viereckige, schwarze Kasten rechts auf deinem Calliope mini ist ein Lautsprecher. Er kann verschiedene Töne abspielen, sodass du mit ein bisschen Geschick ein kleines Lied komponieren kannst.

  Die drei Bauteile LED-Display, RGB-LED und Lautsprecher haben eine Sache gemeinsam: Sie erzeugen Ausgaben, also Vorgänge, die du sehen oder hören kannst. Solche Bauteile nennt der Profi Aktoren. Das kannst du dir einfacher merken, wenn du daran denkst, dass sie eine Aktion ausführen.

• Knöpfe A und B: Den blauen Knopf A (links auf dem Calliope mini) und den roten Knopf B (rechts) kannst du herunterdrücken. Dies merkt der Calliope mini, und du kannst ihn so programmieren, dass der Calliope mini etwas Bestimmtes tut, zum Beispiel einen Ton abspielt, wenn Knopf A gedrückt wird.
• Reset-Knopf: Wenn du genau hinschaust, erkennst du oben in der Mitte einen kleinen, weißen Knopf, der mit RESET beschriftet ist. Das englische Wort reset bedeutet auf Deutsch »zurücksetzen«. Wenn du diesen Knopf drückst, wird das aktuelle Programm zurückgesetzt, also neu gestartet.
• Mikrofon: Mit dem eingebauten Mikrofon kannst du deine Stimme oder auch andere Töne aufnehmen.

Alle Bauteile, mit denen man dem Calliope mini ein Signal geben kann (zum Beispiel das Signal »Knopf A wurde gedrückt«), nennt man Sensoren. Davon hat der Calliope mini einige. Sensoren sind Bauteile, die Veränderungen der Umwelt messen. Das kann das Drücken eines Knopfs sein, der von dir heruntergedrückt wird, aber auch eine Veränderung der Temperatur, wenn es im Raum wärmer oder kälter wird.

Neben den Knöpfen, die in den meisten Fällen von Menschen zur Eingabe eines Signals genutzt werden, gibt es noch viele weitere Sensoren. Die weiteren Sensoren messen Eingaben aus der Umwelt, also zum Beispiel die Temperatur oder die Helligkeit im Raum.

• Lichtsensor: Fast unsichtbar versteckt sich dieser Sensor mitten im LED-Display. Er misst die Lichtstärke (also die Helligkeit). Der Calliope mini kann damit feststellen, wie hell es gerade über ihm ist. Wenn du deine Hand nah über den Calliope mini hältst, wird es dunkler. So kannst du den Lichtsensor nutzen, um zu messen, ob sich jemand deinem Calliope mini nähert und wenn gewünscht ein Alarmsignal auslösen.
• Lagesensor: Der Lagesensor ist ein winziges Bauteil, das aber etwas ganz Besonderes kann. Über den Lagesensor merkt der Calliope mini, wie herum er gehalten wird. Du könntest also ein Programm schreiben, sodass die RGB-LED rot leuchtet, wenn du den Calliope mini auf den Kopf drehst.
• Bewegungssensor: Dieser Sensor misst, ob der Calliope mini bewegt wird, also zum Beispiel, ob du ihn schüttelst.
• Kompass: Mit diesem Sensor kann der Calliope mini herausfinden, in welcher Richtung Norden ist. Mit dem richtigen Programm kannst du dich auch in fremder Umgebung orientieren.
• Runde Ecken: Sicher hast du schon die sechs goldenen Kreise rund um deinen Calliope mini entdeckt. Sie tragen alle verschiedene Beschriftungen. Eine Ecke ist mit -, eine mit + beschriftet. Die anderen vier tragen die Ziffern 0, 1, 2 und 3. Diese runden Ecken machen es möglich, weitere Bauteile anzuschließen.

  Neben den vielen Bauteilen, die bereits auf die Platine gelötet sind und die du für deine Projekte verwenden kannst, hast du auch noch die Möglichkeit, weitere Bauteile anzuschließen. Diese nennt man dann externe Bauteile, im Gegensatz zu...