Robotik & Bildung

Auf eigene Gefahr: Lass den Roboter nur auf ebenen Flächen ohne Treppen oder Absturzkanten fahren und tauche BOLT/SPRK+ nicht unter Wasser — sie sind nur spritzwasserfest. Lade den Akku nicht in praller Sonne oder Hitze; das geschieht auf eigene Gefahr und kann Akku oder Gerät beschädigen.

Was du brauchst

Diese Anleitung gilt für die programmierbaren Sphero-EDU-Roboter: Sphero BOLT und das ältere SPRK+ (durchsichtige Kugeln), den fahrbaren RVR sowie indi (Farbkarten-Roboter für die Jüngsten). Zum Programmieren nutzt du die kostenlose Sphero EDU-App für iOS oder Android. BOLT, SPRK+ und RVR koppeln per Bluetooth — du brauchst also ein Smartphone oder Tablet mit aktiviertem Bluetooth und Standortzugriff (Android verlangt das für BLE-Scans).

Laden

BOLT und SPRK+ laden induktiv: Setze die Kugel in die mitgelieferte Ladeschale (USB), das blaue Licht pulsiert beim Laden. Eine volle Ladung reicht für rund 2 Stunden Fahrt; das Laden dauert etwa 4 Stunden. Der RVR lädt per USB-C über das eingebaute Akkupack. Lass die Kugel nicht dauerhaft in der prallen Sonne oder im heißen Auto liegen — Lithium-Akkus mögen das nicht.

Koppeln (Pairing)

BOLT und SPRK+ haben keinen Knopf — sie wachen auf, wenn du sie kurz schüttelst oder aus der Ladeschale nimmst. So verbindest du:

1. Sphero EDU App öffnen → Account anlegen / einloggen
2. Bluetooth am Gerät aktivieren
3. Roboter schütteln, bis er blinkt
4. In der App auf "Verbinden" / Roboter-Symbol tippen
5. Roboter aus der Liste wählen (z. B. "BOLT-XXXX")

Nach dem ersten Koppeln bietet die App oft ein Firmware-Update an. Führe es durch — neue Firmware bringt Bugfixes und schaltet manchmal neue Sensorfunktionen frei. Den Roboter dabei in der Ladeschale lassen.

Die drei Programmier-Ebenen

Sphero EDU bietet drei Schwierigkeitsgrade, die mit deinen Kindern bzw. Schülern mitwachsen:

Du startest ein neues Programm über Programme → Programm erstellen und wählst dort die Ebene aus.

Erstes Programm: Ein Quadrat fahren

In Blocks ziehst du einen Wiederholen-4-mal-Block und legst hinein: Fahren mit Geschwindigkeit 100, Kurs 0°, 1 Sekunde und danach Kurs um 90° drehen. Nach vier Durchläufen ist die Kugel wieder am Start.

In der JavaScript-Ebene sieht dasselbe so aus:

async function startProgram() {
  // Vier Seiten = vier Durchläufe
  for (var i = 0; i < 4; i++) {
    setHeading(i * 90);     // Kurs: 0, 90, 180, 270 Grad
    await roll(i * 90, 150, 1.5);  // Kurs, Tempo (0-255), Sekunden
  }
  await stopRoll();         // sauber anhalten
}

Wichtig: Lege den Roboter immer mit dem blauen Aim-Licht zu dir zeigend hin, bevor du startest — das ist Kurs 0°, also "geradeaus vom dir weg". So fährt das Quadrat in die erwartete Richtung.

Sensoren nutzen

Der BOLT hat eine programmierbare 8×8-LED-Matrix, einen Lichtsensor, ein Kompass/IMU-Modul (Beschleunigung, Lage) und Infrarot zur Kommunikation mit anderen BOLTs. Beispiel: Lass den Roboter ein Herz auf der Matrix zeigen und auf Helligkeit reagieren.

async function startProgram() {
  // Symbol/Text auf der 8x8-Matrix
  await scrollMatrixText("HI", { r: 0, g: 255, b: 120 }, 30, false);

  // Auf Licht reagieren: hell = schnell, dunkel = stehen
  if (getLuminosity() > 50) {
    await roll(0, 120, 2);
  } else {
    setMainLed({ r: 255, g: 0, b: 0 });  // Rot bei Dunkelheit
  }
}

Unter Sensor-Daten in der App kannst du nach jedem Lauf Geschwindigkeit, Beschleunigung und Strecke als Diagramm ansehen — perfekt für den Physikunterricht.

Pflege und Grenzen

Sphero BOLT und SPRK+ sind spritzwasserfest, aber nicht zum Tauchen geeignet — kurze Wasserspielereien auf glattem Boden gehen, untertauchen nicht. Reinige die Kugel mit einem leicht feuchten Tuch, keine Lösungsmittel. Lade den Akku alle paar Wochen nach, auch wenn du den Roboter nicht nutzt, damit der Akku nicht tiefentlädt. Halte die Firmware über die App aktuell.

Warum Sphero im Unterricht?

Der Sphero BOLT ist eine wasserdichte, programmierbare Roboterkugel mit 8x8-LED-Matrix, IMU-Sensoren (Beschleunigung, Gyroskop, Kompass) und einem Lichtsensor. Im Klassenraum bringst du damit Computational Thinking greifbar auf den Tisch: Schüler zerlegen Probleme in Schritte (Dekomposition), erkennen Muster, abstrahieren und schreiben Algorithmen — und sehen das Ergebnis sofort als Bewegung. Programmiert wird in der kostenlosen App Sphero EDU (iOS, Android, Windows, macOS, Chrome) in drei Stufen: Draw (zeichnen), Blocks (Scratch-ähnliche Blöcke) und Text (JavaScript). So wächst dieselbe Hardware von der Grundschule bis zur Oberstufe mit.

Projekt 1: Labyrinth — Distanz und Geschwindigkeit messen

Klebe mit Painters-Tape (Malerkrepp lässt sich rückstandsfrei lösen) einen Parcours auf den Boden. Die Schüler programmieren den BOLT so, dass er ihn ohne Anstoßen durchfährt, und berechnen über Geschwindigkeit und Zeit die zurückgelegte Strecke. Im Blocks-Modus:

roll(0°, 60, 2s)    // Richtung 0°, Tempo 60, 2 Sekunden
roll(90°, 60, 1.5s) // 90°-Kurve nach rechts
roll(0°, 60, 2s)
stop roll

Mathe-Anknüpfung: Tempo 100 entspricht ca. 2 m/s. Aus Tempo x Zeit schätzen die Schüler die Strecke und gleichen sie mit der real ausgemessenen Tape-Länge ab — ideal für eine kleine Messreihe und Fehlerdiskussion.

Projekt 2: Malen mit Licht — die BOLT-Matrix

Die 8x8-Matrix wird zur Leinwand. Im Draw- oder Blocks-Modus entstehen Pixel-Animationen, Buchstaben oder ein scrollender Text. Gut für jüngere Klassen, weil sofort sichtbar:

set main LED to (color picker)
set matrix character "A" to red
scroll matrix text "HALLO" red at 30
strobe matrix LED ...

Lernziel: Koordinaten (Spalte/Zeile von 0-7), Schleifen für Animationen und Farbmischung verstehen.

Projekt 3: Physik mit dem IMU

Der BOLT misst seine eigene Beschleunigung. Lass die Schüler die Kugel eine Rampe hinunterrollen und die Werte live aufzeichnen — die App zeigt Sensordaten als Graph an. So werden Beschleunigung, Geschwindigkeit und der freie Fall messbar statt nur theoretisch.

// Text-Modus (JavaScript)
async function startProgram() {
  while (true) {
    var ax = getAcceleration().x;
    if (ax > 1.5) {
      await setMainLed({ r: 255, g: 0, b: 0 });
    }
    await delay(0.1);
  }
}

Erweiterung: Kollision erkennen (registerEvent(EventType.onCollision, ...)) und mit Klang oder Farbe quittieren.

Projekt 4: Kollaborative Challenges

Teile die Klasse in Teams. Jedes Team programmiert einen Abschnitt einer Staffel, oder mehrere BOLTs fahren synchron eine Choreografie. Das schult Absprache, Schnittstellen-Denken (wo übergibt Team A an Team B?) und Debugging im Team. Eine Variante: ein BOLT spielt per Lichtsensor „Folge der dunklen Linie", ein anderer reagiert auf dessen Farbsignal.

Aktivitäten-Bibliothek nutzen und Challenges zuweisen

Lege unter edu.sphero.com ein kostenloses Lehrerkonto an. Dann:

1. Klasse anlegen → Klassencode generieren (Schüler treten per Code bei)
2. Activities → fertige, nach Alter/Thema gefilterte Aktivitäten durchsuchen
3. Aktivität öffnen → "Assign to Class" → Klasse wählen
4. Fortschritt der Schüler im Lehrer-Dashboard verfolgen

Du kannst Aktivitäten auch kopieren und anpassen oder komplett eigene erstellen. Schüler arbeiten dann in derselben Oberfläche an deiner Aufgabe.

Mehrere Roboter in der Klasse managen

Bei einem Klassensatz (oft 8er- oder 15er-Pack) ist Organisation entscheidend. Verbinde dich in der App per Bluetooth — der nächstgelegene, wachgeschüttelte BOLT verbindet sich, sein Name (z. B. SB-1A2B) erscheint. Praxistipps:

Lade-Logistik: Der BOLT lädt induktiv in einer Ladeschale; ein Charging Cradle für 15 Geräte lädt den ganzen Satz parallel über Nacht. Eine volle Ladung reicht für rund zwei Stunden aktives Fahren. Plane die Schale fest als Aufbewahrungsort ein und lade nach jeder Doppelstunde nach — leere Roboter sind der häufigste Stundenkiller.

Typischer Stundenablauf (45 Min)

5'  Einstieg: Lernziel + Roboter zuteilen (nummeriert)
5'  App verbinden, kurzer Funktionscheck
25' Aufgabe in Teams (Tape-Parcours / Challenge)
5'  Präsentation: 2 Teams zeigen Lösung
5'  Roboter in Ladeschale, App schließen, aufräumen

Halte ein Backup bereit: ein bis zwei Ersatz-BOLTs auffrischen, falls ein Akku schwächelt. Beginne mit einer kleinen, klar abgegrenzten Aufgabe und steigere die Komplexität über die Stunden — so bleibt der Erfolgserlebnis-Takt hoch.