Les 3: De Fysieke Wereld (Hardware & Output)
Focus: Sensoren, stroomkringen, timing en snelheidsberekening.
Lesplan (80 minuten)
| Tijd | Onderdeel | Inhoud |
|---|---|---|
| 0-15 min | Introductie & Hardware | Terugblik. Doel: snelheid meten. Uitleg pinnen (GND, P0, P1) en aluminiumfolie-sensoren. |
| 15-40 min | Poorten bouwen | In tweetallen beide sensoren maken en aansluiten. Testen met vinger. |
| 40-65 min | Programmeren | Code schrijven: on pin pressed voor beide poorten, tijdmeting met variabelen t0 en t1, verschil berekenen. |
| 65-80 min | Testen & Afsluiting | Auto’s laten rijden en tijden meten. Optioneel: snelheid berekenen. Reflectie en opruimen. |
Tijdmeetpoorten
Twee poorten zijn verbonden met de micro:bit zodat deze kan detecteren wanneer een auto erdoor rijdt.
Schets van de poorten
Wanneer de auto door poort 0 rijdt, stuurt deze een gebeurtenis naar de micro:bit via het on pin pressed blok. De micro:bit slaat de tijd op in een variabele t0.
Schets eerste poort
Wanneer de auto door poort 1 rijdt, stuurt deze een gebeurtenis naar de micro:bit via het on pin pressed blok. De micro:bit slaat de tijd op in een variabele t1.
Schets tweede poort
De rest is een beetje wiskunde en natuurkunde. De tijd die nodig is om de poorten over te steken wordt berekend als het verschil van t1 - t0. Door de afstand tussen de poorten te delen door de duur, krijgen we de snelheid van de auto!
Schets wiskunde
Materialen
- Karton
- Aluminiumfolie
- Dubbelzijdig tape (tapijtplakband)
- 4 krokodillenklemmen
- Een micro:bit board en USB-kabel
Materialen
Blokken
De poort bouwen
De sensor wordt gemaakt door twee stroken folie op het karton te plakken, zo dicht mogelijk bij elkaar.
Voeg twee stroken dubbelzijdig plakband toe op het karton. Verwijder de beschermende film.
Dubbelzijdig plakband
Leg de aluminiumfolie op het dubbelzijdig plakband. Druk stevig op het plakband om een goede hechting van de folie te krijgen.
Folie sensor
Trek de folie eraf die niet het plakband raakt. Dat is alle folie tussen en rondom de stroken plakband. Dit verwijdert de extra folie en maakt een spleet tussen de folie op de stroken plakband. Zorg ervoor dat de spleet net groot genoeg is zodat beide foliestroken elkaar niet raken.
Folie geplakt
Verbind een krokodillenklem aan elke foliestrip.
Sensor verbinden
Verbind de krokodillenklemmen met de GND en P0 pinnen op de micro:bit.
Micro:bit verbinden
De poort is klaar voor gebruik! Je schakeling zou eruit moeten zien zoals op de afbeelding.
Enkele poort
De auto detecteren met code
De micro:bit biedt een gebeurtenis on pin pressed die wordt geactiveerd wanneer een circuit tussen GND en een pin wordt gedetecteerd. De geleider van het circuit kan een draad zijn of zelfs je lichaam!
We zullen een folie aan de onderkant van de auto bevestigen. Wanneer deze over de poort gaat, verbindt het beide foliestroken, sluit het circuit en activeert het de gebeurtenis.
Open de code editor en start een nieuw project en voeg de volgende blokken toe. Let op dat we hier pin P0 gebruiken.
Door de code te testen met onze vinger, zien we dat een LED-kolom aangaat wanneer we op beide stroken drukken.
De auto upgraden
In deze les hebben we een willekeurige speelgoedauto gepakt en folie aan de onderkant geplakt. Wanneer de auto door de poort gaat, verbindt deze beide kanten van de poort en activeert deze. Zorg ervoor dat je genoeg folie toevoegt om een goede verbinding met de grond te krijgen.
Folie aan de auto bevestigen
Door de auto (langzaam) door de poort te bewegen, zie je dat het de on pin pressed gebeurtenis activeert.
Het werkt niet altijd! Waarom? Soms raakt de folie beide stroken niet lang genoeg aan om gedetecteerd te worden. Dit komt door de slechte kwaliteit van onze sensor. Om dit op te lossen, zou je een betere sensor moeten gebruiken, misschien een IR-detector of een Hall-effect sensor.
De tweede poort toevoegen
Herhaal hetzelfde proces met plakband en folie om de tweede poort te bouwen.
Dubbele folie sensoren
Verbind de krokodillenklemmen met de GND en P1 pinnen op de micro:bit.
Sensor en microbit
De tweede poort detecteren
Omdat de tweede poort is verbonden met pin P1, voegen we een tweede on pin pressed gebeurtenis toe die 2 kolommen LED’s weergeeft.
Door de auto over beide poorten te bewegen, kun je zien hoe eerst de eerste poort en dan de tweede wordt geactiveerd.
Tijd berekenen
De micro:bit heeft een klok die tijd nauwkeurig meet. Deze meet hoeveel milliseconden de micro:bit aan is geweest. We zullen de tijd waarop elke poort wordt geactiveerd opslaan in variabelen t0 en t1. We nemen het verschil tussen t1 en t0 om de duur tussen de poorten te berekenen.
Snelheid berekenen
Meet de afstand tussen de poorten en pas de natuurkundewetten toe om de snelheid (hoe snel het gaat) van de auto te berekenen.
v = d / t
We laten het aan jou over om deze te programmeren!
Disclaimer
Deze pagina is een Nederlandse vertaling van het originele Timing Gates project uit de Microsoft MakeCode micro:bit documentatie. De vertaling is gemaakt voor educatieve doeleinden. Alle rechten op het originele materiaal berusten bij Microsoft Corporation. De afbeeldingen en code zijn afkomstig uit de originele documentatie.
Originele bron: © Microsoft Corporation. Licensed under the MIT License.