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Calliope mini: Mikrocontroller für die Grundschule

Ab dem nächsten Jahr soll im Saarland der Mikrocontroller Calliope mini an Grundschulen eingesetzt werden. Die Betaversion erscheint bereits durchdachter als das Vorbild BBC Micro Bit.

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Calliope mini: Mikrocontroller für die Grundschule
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Ein weiteres Mikrocontrollerboard für den Einstieg im Umgang mit Hardware und dann auch noch an Grundschulen? Hinter dem Calliope mini der gemeinnützigen Calliope GmbH steckt ein ehrgeiziges Ziel auf einem zunehmend vollen Markt. Die Plattform orientiert sich am britischen BBC Micro Bit, der seit Anfang des Jahres an Schulen verteilt und eingesetzt wird.

Wie beim Micro Bit benötigt man nicht mehr als den Mikrocontroller selbst, seine Spannungsversorgung und ein Gerät, auf dem programmiert wird – das kann ein Smartphone, ein Tablet oder auch ein PC sein. Zusätzliche Erweiterungen sind möglich, aber nicht notwendig.

  • 32-bit ARM Cortex-M0 Prozessor mit 16Kb RAM, 16Mhz Takt
  • Bluetooth
  • 5 x 5 LED Matrix
  • Zwei programmierbare Buttons
  • USB-Anschluss
  • Lagesensor (Kompass, Bewegungs- und Beschleunigungsmessung)
  • Eine RGB-LED
  • Mikrofon
  • Lautsprecher
  • Zwei Anschlüsse für das modulare Grove-System
  • Zwei Anschlüsse für Motoren
  • Gut erreichbare Pins in den Ecken
  • Weitere Pins in der Experimentierleiste

BBC MicroBit und Calliope im direkten Vergleich

Die Ausstattung des Calliope mini entspricht auf den ersten Blick der des Micro Bit: Beide haben eine LED-Matrix als Display, zwei Buttons als Eingabemöglichkeiten und diverse Pins für Erweiterungen. Optisch weichen beide deutlich voneinander ab: Der Calliope mini ist sternförmig und größer, dadurch passen alle Komponenten auf eine Seite. Weil die Pins des Micro Bit sehr dicht aneinander liegen, sind die kleineren praktisch nur über einen Adapter zu verwenden (dieser ist zusätzlich erwerbbar). Die Experimentierleiste des Calliope mini kann mit einer Stiftleiste versehen und ohne zusätzliche Umwege genutzt werden.

Der Calliope mini verfügt über einen 32-bit ARM Prozessor mit eingebautem Bluetooth. Er kann so bei Bedarf ohne einen Computer direkt über ein Smartphone und Tablet programmiert werden. Dank des Micro Bit stehen bereits Apps zur Verfügung, die genutzt werden können. Im integrierten Flashspeicher können auch vorgefertigte Programme hinterlegt werden.

Der Calliope-Editor in der grafischen Ansicht

Die Grove-Anschlüsse erweitern den Calliope mini um über 150 verschiedene Komponenten, die das modulare Grove-Elektroniksystem zu bieten hat. Über die Motorenschnittstelle können zwei Motoren angesteuert werden, ohne dass sich Lernende (oder Lehrende) mit Motortreibern auseinandersetzen müssen. Lautsprecher und Mikrofon sind eine zusätzliche Erweiterung, die zwar Pins belegen, beim Micro Bit aber vermisst werden, ähnlich wie eine RGB-LED.

Der Calliope Mini lässt sich wie der Micro Bit über dessen englischsprachige Webeditoren programmieren und verwenden. Ein deutschsprachige Editor ist momentan noch in der Entwicklung. Da noch nicht alle Funktionen zur Verfügung stehen, ließ er sich nur begrenzt testen.

Der Calliope-Editor in der JavaScript-Ansicht

Es stehen zwei Programmiervarianten zur Verfügung, die Block-Ansicht (angelehnt an das beliebte Scratch) und die JavaScript-Ansicht. Zwischen beiden kann beliebig hin und her geschaltet werden. Außerdem steht in Beiden ein Emulator zur Verfügung, so dass Programme ohne vorhandene Hardware getestet werden können. Über den "Herunterladen"-Button kann eine Hex-Datei lokal gespeichert werden. Wird der Calliope mini per USB verbunden, erscheint er als zusätzliches Datenlaufwerk. Speichert man dort die Hex-Datei und drückt auf den Reset-Knopf, wird der Programmcode direkt ausgeführt. Die Benutzung ist also denkbar einfach gehalten und intuitiv möglich.

Das Entwicklerteam hat sich für den Calliope mini einige Änderungen einfallen lassen, um ihn besser an die Anforderungen im Schulunterricht anzupassen. Durch Grove- und Motoren-Anschlüsse können viele Erweiterungen ohne zusätzliche Bauelemente in unterschiedlichen Unterrichtssituationen verwendet werden. Weiter ist das Layout der Platine in der Praxis geschickter als das des Micro Bit da alle Komponenten auf einer Seite liegen und dadurch jederzeit zu erreichen sind. Die Pins lassen sich durch Steckleisten deutlich besser verwenden, auch wenn durch die Erweiterungen insgesamt weniger zur Verfügung stehen.

Insgesamt ist der Calliope mini eher als Weiterentwicklung denn als Kopie des Micro Bit zu sehen. Wie der MicroBit hat er nur eine geringe Einstiegshürde. Um in möglichst vielen Fächern als Werkzeug zur Verfügung zu stehen, kann er mit vorgefertigten Programmen bespielt werden sodass die Programmierung nicht zwingend ein Thema ist. Trotzdem stellt sich die Frage nach möglichen Unterrichtsmaterialien und Schulungen. Schließlich steht und fällt der erfolgreiche Einsatz in der Schule mit der Bereitschaft der Lehrenden, mit dem Gerät zu arbeiten. Maker und Bastler werden mit ihm sicherlich einige Projekte verwirklichen können, die zukünftige Entwicklung des Editors und möglicher Hardware-Änderungen bleibt aber abzuwarten.

(Nicole Jesse) / (hch)