Physical Computing - Intro

• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

IoT: Internet of Things

Voor de volgende keer:

De ventilatoren werken moeizaam, sommigen zijn niet goed aangedraaid.

De experimenten zijn goed te doen

Eigen idee: goed om vanuit een experiment te werken en dit uit te breiden. Dit levert minder punten op dan een hele eigen creatieve opdracht.

Experimenten maken betekent dat er dingen fout zullen gaan. Dit kan frustrerend zijn, maar hoort erbij. Soms moet je andere keuzes maken, als een bepaald keus niet werkt.

Jullie krijgen hulp, maar je wordt niet aan het handje genomen. Je moet het in principe zelf oplossen!

Periode 4:

Physical computing:

• Basisopdrachten (geeft al een voldoende): In tweetallen
• Eindopdracht (voor de liefhebbers van knutselen): Groepjes van max 4 leerlingen

Security:

• Basisopdrachten 
• Eindopdracht: Kiezen uit

• Spel/escaperoom: Groepsopdracht, groepjes van 4 leerlingen
• Werkstuk: Individuele opdracht

Basisopdrachten, die elk groepje maakt

• Hotelschakeling (1pt)
• Verkeerslicht met timer (2pt)
• Dodemansknop met timer (1,5pt) 
• Of: aardappelspel met meer micro:bits met radiogolven (2 pt)

Uitbreiding: 3pt

• Uitbreiding verkeerslicht
• Eigen idee (1pt extra)

Je werkt per tweetal met een inventors 'kit en een micro:bit

Plak een sticker met jullie namen op het doosje.

In principe ontmantel je het systeem niet aan het eind van de les, zet het in de kast op het doosje

Per opdracht maak je:

1. Toestandsdiagram
2. Pseudocode
3. Werkend programma
4. Filmpje van werkend systeem

Je gaat circuitjes maken. Die worden aangestuurd met sensoren, zoals bv. een knop

De actuatoren reageren daarop, bv door een geluidje te laten horen, of een lichtje te laten branden.

Een lichtje is dus een actuator.

Je kunt zeggen:

Sensoren verwerken de input

Actuatoren zorgen voor de juiste outpu.

Beide moeten geprogrammeerd worden!

We gaan de inhoud van het doosje bekijken:

• Breadboard: Het plankje, wat vroeger een broodplankje was, waarop spullen gesoldeerd moesten worden. Door dit plankje te gebruiken kun je spullen verbinden met het zg. breakoutboard, waar de micro:bit in gestoken wordt. Let op: Niet ondersteboven, die micro:bit
• Weerstanden, kabeltjes, lichtjes, een piezobuzzer voor geluid, knopjes, een ventilator, etc. Op p. 4 van het boekje staat wat er allemaal in zit.

Op p. 6 zie je hoe de breadboard in elkaar zit.

Onderin zijn metalen stripjes bevestigd, waar stroom doorheen kan.

De rijen en kolommen geven aan hoe deze stripjes lopen. Hier maak je verbinding mee.

Het boekje:

De achterkant is belangrijk om af en toe te raadplegen.

Hier zie je via welke pin je button A of B aanstuurt

Op het plaatje zie je de verbindingen, die je met de micro:bit kunt maken. Je ziet:

GND: Ground: 0volt. Hier gaat de stroom heen

3V: De stroom, die de micro:bit krijgt via de computer

Er moet dus een circuit komen van + naar -, van de 3V naar de 0V.

Hoe je de onderdelen verbindt, zie je op p.6 

Physical computing gaat over computersystemen, die werken met sensoren en actuatoren.

De sensoren kun je vergelijken met zintuigen. Ze nemen de wereld waar.

Wat er waargenomen wordt, bv. beweging, licht, geluid, wordt in een programma verwerkt en geeft een output. Die output triggert een actuator.

We gaan ons verdiepen in kleine systemen.

Elk systeem kan zich in een beperkt aantal toestanden bevinden.

Stel je voor je hebt een sensor, die beweging detecteert, en als gevolg daarvan een lamp aanzet, dan bevindt dit systeem zich in 1 van de 2 mogelijke toestanden: De lamp is aan of de lamp is uit.

Om zo'n systeem te bouwen, wordt de volgende aanpak gebruikt:

1. Je maakt een toestandsdiagram: Een tekening van alle mogelijke toestanden EN de mogelijkheden om van de ene naar de andere toestand te komen
2. Vanuit het toestandsdiagram maak je pseudocode
3. Dit kun je omzetten naar een programma voor de micro:bit

Kennismaken met een toestandsdiagram: Een bewaker in een game

Je bekijkt het filmpje en schrijft op in welke toestanden de bewaker zich kan bevinden. Hij is geprogrammeerd, dus hij kan maar een beperkt aantal dingen

Bewaker in game: https://youtu.be/it9t0whAyPg

Wikiwijs: https://maken.wikiwijs.nl/135422/Cyclus_1#!page-4855353

Stel je voor dat je deze toestanden ongeveer hebt gevonden.

1. Waakzaam, rondkijkend
   
2. Alert, klaar voor actie, rondkijkend
   
3. Gealarmeerd, achter vijand aan lopend
   
4. Verdwaasd, rondlopend
   
5. Dood

Toestanden worden cirkels, overgangen pijlen. De begintoestand wordt met een inkomende pijl aangegeven

https://maken.wikiwijs.nl/135422/Cyclus_1#!page-4913221

Dat lijkt allemaal op robotica en dat is het ook.

Een goed artikel over de veranderingen, die ons te wachten staan of al gaande zijn, vind je hier.

March is een project van de TU Delft, waar een exoskelet wordt ontwikkeld.

https://www.nrc.nl/nieuws/2017/10/23/maak-kennis-met-de-cobot-13636147-a1578325?t=1643369014

Laten lezen aan begin van de les?

Inloggen met [e-mail]; NRChammet00

https://www.projectmarch.nl/nl/march-vi-exoskeleton