Einstieg in die Robotikwelt mit Arduino & Scratch – direkt vom Smartphone
Der Einstieg in die Robotik gelingt am besten spielerisch. Genau hier setzen Arduino und blockbasierte Programmiersprachen wie Scratch an. Kinder und Einsteiger können damit schnell erste Erfolge erzielen, ohne sich durch komplexe Syntax kämpfen zu müssen. Doch es gibt eine Hürde: Scratch 3.0 bietet keine direkte Möglichkeit, ein Arduino-Board anzuschließen – zumindest nicht ohne zusätzliche Hardware oder einen PC.
Der Status quo: Snap4Arduino – gut, aber nicht mobil
Mit Snap4Arduino existiert zwar eine Scratch-ähnliche Umgebung, die hervorragend mit Arduino (mit Firmata) zusammenarbeitet. Leider läuft sie nicht auf Android-Smartphones. Genau das ist schade, denn Smartphones sind allgegenwärtig, leistungsfähig und ideal für spontane, kleine Robotik-Projekte unterwegs oder im Unterricht ohne Computerraum.
Die Vision: Robotik-Projekte direkt am Smartphone
Die Projektidee zielt darauf ab, Scratch auf dem Smartphone zu nutzen und trotzdem mit echter Hardware zu interagieren. Der Clou: Scratch selbst bleibt unverändert – stattdessen wird eine kreative Brücke zur Außenwelt gebaut.
Tastatur als Schnittstelle
Scratch kann zuverlässig auf Tastaturereignisse reagieren. Über eine OTG-Schnittstelle lässt sich an ein Smartphone eine USB-Tastatur anschließen. Diese Tastatur muss jedoch keine echte sein:
Ein Arduino (z. B. Leonardo oder bestimmte ESP32-Boards) kann sich gegenüber dem Smartphone als USB-HID-Tastatur ausgeben und so gezielt Tastendrücke emulieren. Scratch interpretiert diese Tastendrücke als Steuerbefehle – ganz ohne zusätzliche Software.
Rückkanal: Signale von Scratch zum Arduino
Doch Steuerung funktioniert idealerweise in beide Richtungen. Auch dafür gibt es eine clevere Lösung:
Scratch kann Farben und Helligkeiten auf dem Bildschirm verändern (z. B. durch „Glöckchen“ oder Farbflächen). Über dem Display sind Lichtsensoren (LDRs) angebracht, die diese Farbänderungen erkennen. Der Arduino liest die Sensorwerte aus und interpretiert sie als Befehle.
Kurz gesagt:
- Arduino → Scratch: über emulierte Tastaturbefehle
- Scratch → Arduino: über Bildschirmfarben und Lichtsensoren
Das Hardware-Konzept: Ein Smartphone-Cradle
Im Zentrum des Projekts steht ein 3D-gedrucktes Smartphone-Cradle:
- Halterung für das Smartphone
- LDR-Leiste oberhalb des Displays
- USB-Anschluss (OTG) zum Arduino
- Anschlüsse für Motoren und Sensoren (z. B. Servo, Ultraschall, LEDs)
So entsteht ein kompakter Robotik-Baukasten, bei dem das Smartphone Bildschirm, Recheneinheit und Programmieroberfläche zugleich ist.
Pädagogischer Mehrwert
Dieses Projekt verbindet mehrere Lernbereiche:
- visuelles Programmieren mit Scratch
- Grundlagen von Elektronik und Robotik
- kreative Problemlösung durch ungewöhnliche Schnittstellen
- mobiles Lernen ohne PC
