Inventors Kit: Grundschaltungen und die Breadboard-Welt

Du hast dich entschieden, die Welt der externen Elektronik mit dem Kitronik Inventor's Kit zu erkunden – eine ausgezeichnete Wahl! Dieses Kit ist dein Tor zu unzähligen spannenden Projekten, bei denen du den Micro:bit mit zusätzlichen Bauteilen verbindest und steuerst.

Bevor wir in die Experimente eintauchen, lernen wir die Grundlagen der Elektronik und dein wichtigstes Werkzeug kennen: das Breadboard.

Was ist ein Stromkreis?

Ein Stromkreis ist wie ein geschlossener Weg, auf dem Elektrizität fliessen kann. Damit etwas funktioniert (z.B. eine LED leuchtet), muss der Strom einen vollständigen Kreis durchlaufen – von der Stromquelle (in unserem Fall der Micro:bit oder die Batterie), über ein Bauteil, und dann zurück zur Quelle.

Wichtige Begriffe:

• Spannung (Volt, V): Der "Druck", der den Strom durch den Kreis treibt. Der Micro:bit liefert typischerweise 3 Volt an den Pins.
• Strom (Ampere, A): Die Menge an Elektrizität, die fliesst.
• Widerstand (Ohm, Ω): Der "Widerstand", den ein Material dem Stromfluss entgegensetzt. Widerstände sind wichtig, um Bauteile vor zu viel Strom zu schützen (z.B. eine LED).
• Masse (GND): Der "Nullpunkt" oder Rückweg des Stromkreises. Alle Bauteile müssen mit GND verbunden sein, damit der Stromkreis geschlossen ist.

Dein elektronischer Sandkasten: Das Breadboard

Das Breadboard (zu Deutsch: Steckplatine) ist dein bester Freund beim Experimentieren mit Elektronik. Es ermöglicht dir, Schaltungen schnell aufzubauen und wieder zu ändern, ohne Löten zu müssen.

Wie funktioniert ein Breadboard?

Ein Breadboard hat viele kleine Löcher. Unter der Oberfläche sind diese Löcher elektrisch miteinander verbunden:

• Mittlere Reihen (Steckfelder): Die Löcher in den mittleren Reihen sind horizontal miteinander verbunden. Das heisst, alle Löcher in einer Reihe (z.B. A1, B1, C1, D1, E1) sind ein einziger elektrischer Punkt. Jede Reihe ist getrennt von der nächsten.
• Aussenreihen (Stromschienen): Die Löcher an den Längsseiten des Breadboards sind vertikal miteinander verbunden. Diese werden oft als Stromschienen oder Busleisten bezeichnet und sind perfekt, um die 3V-Spannung (+) und Masse (GND, -) vom Micro:bit über das gesamte Board zu verteilen.

Praxis-Tipp: Verbinde die 3V-Pin des Micro:bit mit der roten (+) Stromschiene und den GND-Pin mit der blauen (-) Stromschiene deines Breadboards. So hast du überall auf dem Breadboard Zugriff auf Strom und Masse.

Dein erstes Breadboard-Projekt: Eine leuchtende LED

Lass uns eine einfache Schaltung aufbauen, um eine LED zum Leuchten zu bringen. Eine LED (Light Emitting Diode) ist ein Licht emittierendes Bauteil, das nur in eine Richtung Strom durchlässt und einen Vorwiderstand benötigt, damit sie nicht durchbrennt!

Was du brauchst:

• Dein Micro:bit
• Das Kitronik Breadboard
• Eine LED (achte auf langes Bein = Plus / kurzes Bein = Minus)
• Einen Widerstand (im Kit sind meist 220 Ohm oder 330 Ohm für LEDs dabei – die Farbringe verraten es!)
• 2-3 Jumper-Kabel (Steckkabel)

Schritte:

1. Verbinde den Micro:bit mit dem Breadboard:
   • Verbinde den 3V-Pin des Micro:bit mit der roten (+) Stromschiene des Breadboards.
   • Verbinde den GND-Pin des Micro:bit mit der blauen (-) Stromschiene des Breadboards.
   • Verbinde einen der GPIO-Pins (z.B. P0) des Micro:bit mit einem freien Loch in einer der mittleren Reihen des Breadboards (z.B. Reihe 10).
2. Platziere den Widerstand:
   • Stecke ein Ende des Widerstands in das gleiche Loch der Reihe 10, wo dein Kabel von P0 ankommt.
   • Stecke das andere Ende des Widerstands in ein beliebiges Loch in einer anderen Reihe (z.B. Reihe 12).
3. Platziere die LED:
   • Das längere Bein der LED (Anode) kommt in das gleiche Loch der Reihe 12, wo das Widerstandsende steckt.
   • Das kürzere Bein der LED (Kathode) kommt in ein Loch in einer dritten Reihe (z.B. Reihe 14).
4. Schliesse den Kreis:
   • Verbinde das Loch, in dem das kurze Bein der LED steckt (Reihe 14), mit einem Kabel zur blauen (-) Stromschiene des Breadboards.

Deine Schaltung sollte jetzt so aussehen, dass der Strom von P0, über den Widerstand, durch die LED und schliesslich über die blaue Stromschiene zurück zu GND fliesst.

Dein Code für die LED:

Öffne ein neues Projekt im MakeCode Editor.

1. Im dauerhaft-Block:
   • Gehe zu "Pins".
   • Ziehe den Block digital schreibe Pin P0 auf 1. Dieser Block schaltet den Pin P0 "hoch" (gibt 3V aus).
   • Gehe zu "Grundlagen".
   • Ziehe den Block pausiere (ms) und setze den Wert auf 500 (für 0,5 Sekunden).
   • Ziehe erneut den Block digital schreibe Pin P0 auf 0. Dieser schaltet den Pin P0 "runter" (gibt 0V aus).
   • Nochmal pausiere (ms) mit 500.

Dein Code sollte die LED nun im 0,5-Sekunden-Takt blinken lassen:

basic.forever(function () {
  pins.digitalWritePin(DigitalPin.P0, 1)
  basic.pause(500)
  pins.digitalWritePin(DigitalPin.P0, 0)
  basic.pause(500)
})