Ozobot

Aus Unterrichtsmaterial
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Ozobots sind kleine Roboter, die sich entweder ganz ohne Computer mit Farbcodes auf Papier oder mit einer Blocksprache am Computer programmieren lassen.

Komponenten

Den Ozobot gibt es in zwei Varianten, die sich in ihrer Ausstattung leicht unterscheiden. Zum einen gibt es den Ozobot bit, der als Grundlage betrachtet werden kann, und zum anderen den Ozobot EVO, der einige zusätzliche Funktionen aufweist.

Ozobots sind mit einem eingebauten, über USB ladbaren, Akku und fünf Sensoren an der Unterseite ausgestattet. Bei den Sensoren handelt es sich neben Helligkeitssensoren um einen Farbsensor. So kann der Ozobot schwarzen Linien folgen und auf Farbabfolgen, sogenannte Farbcodes, reagieren. Zusätzlich besitzt der Ozobot eine Farb-LED. 

Der Ozobot EVO bietet zusätzlich vorne und hinten Sensoren zur Objekterkennung, weitere LED’s, einen Lautsprecher und die Möglichkeit per Bluetooth über eine App gesteuert zu werden.

Neben den bereits genannten Komponenten Sensoren, Akku und LED besitzt der Roboter natürlich einen Motor, mit dem die Räder angetrieben werden. Über einen Schalter wird der Ozobot ein und ausgeschaltet. Das Herzstück des Ozobots bildet die Hauptplatine mit dem Mikrocontroller. Diese bilden zusammen den kleinen Computer des Ozobots. Alle Bauteile sind durch eine Kunststoffummantelung geschützt. Zusätzlich kann der Ozobot mit einem Gummihelm geschützt werden.

Steuerung

Wie bereits erwähnt können Ozobots auf zwei unterschiedliche Arten gesteuert werden, mit Farbcodes und mit einer visuellen Programmiersprache namens Ozoblockly. Beide Varianten werden im Folgenden kurz vorgestellt.

Farbcodes

Die Steuerung mit Farbcodes ist die einfachste Form, den Ozobot zu steuern. Der Ozobot ist von Werk aus so programmiert, dass er schwarzen Linien folgen kann und entsprechend auf Farbcodes reagieren kann. An Kreuzungen verhält sich der Roboter dabei, solange er keinen Befehl erhält, zufällig. Farbcodes bestehen aus 2 bis 3 Farbkombinationen und haben eine Leserichtung. Der Ozobot erkennt mit seinen Farbsensoren die Farbkombinationen und reagiert entsprechend seiner Vorprogrammierung auf den Farbcode.

Ozoblockly

Bei Ozoblockly handelt es sich um eine visuelle Programmiersprache. Die Programmierumgebung ist über eine Webseite realisiert und die Programmübertragung auf den Roboter erfolgt über Lichtsignale über den Monitor.  

Ozoblockly existiert sowohl für die bit-, als auch für die EVO-Version. In beiden Versionen gibt es 5 Komplexitätsstufen für die Programmierung des Roboters. Für die Verwendung im Bereich Grundschule empfehlen wir im Rahmen dieser Unterrichtseinheit die Arbeit mit Stufe 2. Wenn im Rahmen von Arbeitsgemeinschaften oder Ähnlichem mehr Zeit zur Verfügung steht, kann auch später mit Stufe 3 und ggf. auch mit Stufe 4 gearbeitet werden.

Die unterschiedlichen Stufen unterscheiden sich wie folgt:

  • Stufe 1 (Pre-Reader) arbeitet nur mit Symbolen und beschränkt sich auf Bewegungen, Lichteffekte und Wartemöglichkeiten. (Beim Roboter EVO zusätzlich Geräusche.)
  • Stufe 2 (Beginner) arbeitet nicht mehr nur auf reiner Symbolebene und bietet zusätzliche Einstellungsmöglichkeiten, wie Anzahl Schritte und Geschwindigkeit. Zusätzlich bietet diese Stufe die Möglichkeit Schleifen zu benutzen.
  • Stufe 3 (Intermediate) bietet neben detaillierteren Einstellungsmöglichkeiten zusätzlich die Möglichkeit eine eigene Linienverfolgung zu implementieren sowie einfachen bedingten Anweisungen. (Beim Roboter EVO gibt es ab dieser Stufe zusätzlich die Möglichkeit die Sensoren einzusetzen.)
  • Stufe 4 (Advanced) bietet neben detaillierteren Einstellungsmöglichkeiten zusätzlich mathematische Operatoren sowie Variablen und Funktionen.
  • Stufe 5 (Master) bietet neben detaillierteren Einstellungsmöglichkeiten zusätzlich die Funktionen die Datenstrukturen Arrays und Listen (Datenstrukturen sind Objekte zur Speicherung und Organisation von Daten) einzusetzen und die Möglichkeit den Startbutton des Ozobots mit einzusetzen.