Grün, gelb, rot - Aufbau, Modellierung und Programmierung einer Ampelanlage

Eine Kreuzung mit Ampelanlage sieht man ja täglich, aber wer weiß schon so genau, wie die eigentlich funktioniert?

Wen das interessiert, der ist hier genau richtig!

Dieses Modul ermöglicht den Teilnehmern in kleinen Teams das Modell einer Ampelanlage selbst aufzubauen, anzuschließen und ihre Funktionen zu modellieren und schlussendlich zu programmieren. Zuerst werden die verschiedenen Kreuzungssituationen selbst aufgebaut und an den Mikrocontroller angeschlossen. Dazu stehen verschiedene Straßenkarten und Ampeln mit LEDs zur Verfügung. Wie im wirklichen Leben gibt es zusätzlich Sensoren, die beispielsweise messen, ob ein Fußgänger wartet oder ein Auto an der Ampel steht. Die Schülerinnen und Schüler erlernen die Modellierung von Zuständen (die Fußgängerampel ist rot) und Übergängen (ein Fußgänger drückt einen Knopf und die Fußgängerampel wird grün). Dies geschieht anhand sogenannter Automaten, welche in der Informatik weit mehr können als bloß eine Cola-Dose auszuspucken. Die Ampelanlage wird mit einem Arduino-Mikrocontroller gesteuert und dieser kann von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern frei programmiert werden. Im Anschluss erfahren die Schülerinnen und Schüler, dass aus Automaten-Modellen auch automatisch Quellcode erzeugt werden kann.
Insgesamt lernen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Programmierung als Werkzeug kennen. Sie erfahren, dass es, bevor es ans eigentliche Programmieren geht, immer erst ein Modell erstellt werden muss. Das Ampelanlagen-Modell wird dabei komplett (alle LEDs und Sensoren) von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern selbst modelliert und anschließend programmiert.