Phase 2 · Circuit Builder Phase 2 · Schaltungsbauer

Grade 7: Circuit Builder Klasse 7: Schaltungsbauer

A 12-week programme built entirely on the Arduino UNO R4 WiFi — nine original builds, each framed as a real problem (a plant, a classroom, a sorting line), none of them lifted from the kit's own project book. Students move from breadboard logic to Arduino C++, sensors, motors, Wi-Fi and a hand-written AI rule. Ein 12-wöchiges Programm, vollständig auf dem Arduino UNO R4 WiFi aufgebaut — neun eigens entwickelte Projekte, jedes als reales Problem gerahmt (eine Pflanze, ein Klassenzimmer, eine Sortieranlage), keines aus dem Projektbuch des Kits. Schüler bewegen sich von Steckplatinen-Logik zu Arduino-C++, Sensoren, Motoren, WLAN und einer selbst geschriebenen KI-Regel.

12 WeeksWochen Ages 12–1312–13 Jahre Arduino UNO R4 WiFi IB MYP AlignedKonform 9 Original Builds9 Eigene Projekte

FoundationsGrundlagen

Weeks 1–3Wochen 1–3
Week 1Woche 1
Circuit DetectiveSchaltungsdetektiv

Ohm's law, breadboard logic, and a fault-finding checklist.Ohmsches Gesetz, Steckplatinen-Logik und eine Fehlersuch-Checkliste.

Problem:Problem: Five "broken" circuits to diagnose and repairFünf „defekte" Schaltungen diagnostizieren und reparieren
Week 2Woche 2
Pixel PetPixel-Haustier

setup/loop, bitmaps as 2D arrays, and the 8 mA pin rule.setup/loop, Bitmaps als 2D-Arrays und die 8-mA-Pin-Regel.

Problem:Problem: Design a digital pet that lives on the LED matrixEin digitales Haustier für die LED-Matrix entwerfen
Week 3Woche 3
Morse MessengerMorse-Bote

digitalRead, if/else, timing presses with millis(), lookup tables.digitalRead, if/else, Tastendauer mit millis() messen, Nachschlagetabellen.

Problem:Problem: Send a message using only one buttonEine Nachricht mit nur einer Taste senden

Sensing & DataSensorik & Daten

Weeks 4–5Wochen 4–5
Week 4Woche 4
Classroom Climate LabKlassenzimmer-Klimalabor

analogRead, calibration, CSV logging to a spreadsheet graph.analogRead, Kalibrierung, CSV-Protokollierung für ein Tabellen-Diagramm.

Problem:Problem: Is our classroom too warm or dark to learn?Ist unser Klassenzimmer zu warm oder zu dunkel zum Lernen?
Week 5Woche 5
Greenhouse GuardianGewächshaus-Wächter

Setpoints, hysteresis, state variables, RGB status + alarm.Sollwerte, Hysterese, Zustandsvariablen, RGB-Status + Alarm.

Problem:Problem: Keep a plant alive while nobody is watchingEine Pflanze am Leben halten, wenn niemand aufpasst

SystemsSysteme

Weeks 6–7Wochen 6–7
Week 6Woche 6
LCD Pocket GameLCD-Taschenspiel

LCD custom characters, a game loop, functions, EEPROM high score.Eigene LCD-Zeichen, Spielschleife, Funktionen, EEPROM-Highscore.

Problem:Problem: A jump-and-dodge game for the school fairEin Spring-und-Ausweich-Spiel für das Schulfest
Week 7Woche 7
Auto FanAuto-Ventilator

MOSFET + 9V supply, PWM, proportional control.MOSFET + 9V-Versorgung, PWM, proportionale Regelung.

Problem:Problem: A fan that speeds up as the room heatsEin Ventilator, der schneller läuft, je wärmer der Raum wird

Connected & SmartVernetzt & Intelligent

Weeks 8–9Wochen 8–9
Week 8Woche 8
Wi-Fi Class StationWLAN-Klassenstation

The board's own Wi-Fi hotspot, a tiny web server, basic HTML.Ein eigener WLAN-Hotspot des Boards, ein kleiner Webserver, einfaches HTML.

Problem:Problem: Check the classroom from your phoneDas Klassenzimmer vom Handy aus prüfen
Week 9Woche 9
Teach the ArduinoDem Arduino etwas beibringen

Features, training data, nearest-centroid AI, servo output.Merkmale, Trainingsdaten, Nearest-Centroid-KI, Servo-Ausgabe.

Problem:Problem: A colour sorter that learns from examplesEin Farbsortierer, der aus Beispielen lernt

The CapstoneDer Abschluss

Weeks 10–12Wochen 10–12

A working prototype in a 3D-printed caseEin funktionsfähiger Prototyp im 3D-gedruckten Gehäuse

Pairs run the full Design Cycle on a problem they choose — at least two inputs, two outputs, and one function they write themselves. They choose from five original briefs:Zweierteams durchlaufen den vollständigen Design-Zyklus für ein selbst gewähltes Problem — mindestens zwei Eingänge, zwei Ausgänge und eine selbst geschriebene Funktion. Sie wählen aus fünf eigenen Aufgabenstellungen:

Smart Plant Station
Smart Plant StationSmarte Pflanzenstation

Soil, temperature & light sensors keep a plant alive over the weekend.Boden-, Temperatur- & Lichtsensoren halten eine Pflanze übers Wochenende am Leben.

Recycling Sorter
Recycling SorterRecycling-Sortierer

The Week 9 colour-learning circuit, built into a sorting bin with a servo gate.Die Farberkennung aus Woche 9, eingebaut in einen Sortierbehälter mit Servo-Klappe.

Matrix Arcade
Matrix ArcadeMatrix-Arcade

A 2-player reaction game for the school fair, first to five points.Ein Zweispieler-Reaktionsspiel für das Schulfest, erster bei fünf Punkten.

Room Guardian
Room GuardianZimmerwächter

A tilt & code-protected alarm with a live status page over Wi-Fi.Ein kipp- und codegesicherter Alarm mit Live-Statusseite über WLAN.

Accessible Crossing
Accessible CrossingBarrierefreie Ampel

Pedestrian signals with locator ticks and a matrix walk-figure for blind & deaf users.Ampelsignale mit Ortungstönen und einer Matrix-Gehfigur für blinde & gehörlose Nutzer.

Week 12 — Showcase Day. A live demo for parents or Grade 6 students, peer feedback, and a full evaluation against the original spec. Woche 12 — Showcase-Tag. Eine Live-Vorführung für Eltern oder Klasse 6, Peer-Feedback und eine vollständige Auswertung gegen die ursprüngliche Spezifikation.

Bridge to Phase 3: Circuit Builder ends with a hand-written AI rule on three numbers — red, green, blue. Phase 3 swaps that for a Raspberry Pi 5 camera, where the features are thousands of pixels and the model is trained, not hand-written. Brücke zu Phase 3: Schaltungsbauer endet mit einer selbst geschriebenen KI-Regel für drei Zahlen — Rot, Grün, Blau. Phase 3 ersetzt das durch eine Raspberry-Pi-5-Kamera, bei der die Merkmale Tausende Pixel sind und das Modell trainiert statt handgeschrieben wird.

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