Embedded Files
1-Wat is wit licht en hoe ziet het oog verschillende kleuren?
1-Wat is wit licht en hoe ziet het oog verschillende kleuren?
Het doel van deze science module is om in 8 weken tijd een interactief kleuren spel te maken. Het wordt een computer-game gebaseerd op een driekleurige RGB LEDstrip en een Arduino. Je leert in de eerste weken licht- en kleurentheorie, vervolgens maak je kennis met een reeks voorbeelden zodat je de benodigde sensor-elektronica en programmeer kennis opbouwt. De resterende weken bedenk, bouw en programmeer je een eigen LED-game.Volg de instructies op deze pagina. De opdrachttekst en Arduino files van elke lesmodule vind je onderaan deze pagina. Je krijgt een 'stempelkaart' om bij te houden welke opdrachten afgehandeld zijn. Opdracht 1 t/m 5 bevatten onmisbare basiskennis. De overige opdrachten maak je naar keuze. Opdracht 1 en 2 zijn individueel. Alle overige opdrachten en het eindwerkstuk mag je naar wens in duo's of solo uitvoeren.
In periode-3 van schooljaar 2018-19 wordt de module voor het eerst uitgevoerd.
We zitten nu dus in de bèta fase. Graag melden als er iets niet goed werkt!
Er zitten twee typen zintuigcellen in het netvlies: staaf en kegelvormige. De staafjes, zijn het meest gevoelig. Deze werken al in schemerlicht, maar geven geen kleurinformatie.Andere zintuigcellen, naar hun vorm kegeltjes genoemd, zijn kleurselectief. We hebben drie soorten kegeltjes, die gevoelig zijn voor respectievelijk rood, groen en blauw.
De combinatie van die drie kleuren stelt de mens in staat kleuren te onderscheiden. Hoe dat werkt ga je zelf uitproberen met een computersimulatie: ColourApplet
Opdracht-1 vind je onderaan deze pagina. De opdracht bestaat uit twee delen. Deel-1 voer je uit met behulp van de Colour applet. In deel-2 ga je de samenstelling van het licht van diverse lichtbronnen onderzoeken. Het blijkt namelijk dat veel lichtbronnen die we als 'wit-licht' zien in werkelijkheid bestaan uit slechts een beperkt aantal kleuren. Met een spectroscope kan de kleursamenstelling zichtbaar gemaakt worden. Maak van een bouwplaat de papieren smartphone spectroscoop en fotografeer zoveel mogelijk verschillende lichtbronnen. Zet de resultaten in een document. Lever het document in via Google Classroom.
2-Programmeren met kleur en beweging in Processing
2-Programmeren met kleur en beweging in Processing
In opdracht-2 ga je Processing gebruiken om kleur en beweging op een computerscherm te leren programmeren. De opdracht bouwt langzaam op in moeilijkheid. Je levert uiteindelijk je eigen gemaakte variant van het Pong spel in via Google Classroom. We kijken daarbij vooral naar creatief gebruik van kleur in het verloop van het spel.
3- Stroomsterkte door een RGB kleuren LED; meten & programmeren van een kleuren fade.
In deze les ga je onderzoeken bij welke spanning en stroomsterkte de verschillende kleuren in een RGB LED licht geven.
In het 2e deel ga je leren hoe je het veranderen van kleuren kunt programmeren met een Arduino.
Opdracht-3 is onderaan de pagina te vinden, maar ook op papier beschikbaar zodat je de taken kunt invullen, laten aftekenen en inleveren. De afsluitende RGB-LED programmeeropdracht lever je in Google Classroom in.
4-Kennismaken met de RGB-LEDstrip
We hebben je eerst laten worstelen met een 'primitieve' RGB-led. Wat je vooral zal herinneren is dat het maar knap lastig is om een gewenste overgangskleur te programmeren. Vanaf nu ga je met de luxe LEDstrip werken. De werking van deze strip wordt goed uitgelegd in de eerste 5 minuten van deze video. Bekijk de video en ga daarna zelf aan de slag.
Zet de RGB-buis op een stabiele plek op tafel. Sluit de de rode stekker aan op een 5V USB-voeding. Je hebt ook een Arduino nodig. De Arduino krijgt de witte signaal draad op pin3, de zwarte draad op GND en rode 5volt draad op Vin. Vervolgens is het kwestie van LED-effecten programmeren op de Arduino.
FASTLED bibliotheek installeren.
Arduino heeft uitbreiding nodig om de LEDstrip aan te sturen. Kies in de menubalk: Schets > bibliotheekgebruiken > bibliotheek beheren.
Type in het zoekvenster: fastled
Als er staat INSTALLED zoals in dit voorbeeld, dan is alles oké en kan je verder werken. Zo niet, klik dan installeren, binnen een paar tellen kan je ook aan de slag. (even Arduino software afsluiten en opnieuw opstarten)
Nu kan je de LEDstrip uitproberen door een FASTLED voorbeeld te openen:
Start Arduino op je PC weer en ga via menu: bestand > voorbeelden > FastLED > DemoReel100
Upload dit programma naar je Arduino en geniet van de kleuren of probeer het FIRE voorbeeld, ook mooi.
5- LEDstrip leren programmeren met FastLED
Aan de hand van voorbeelden krijg je uitleg over handige trucjes om bewegende kleuren te creëren op de LEDstrip. Ga naar het opdracht-5 bestand uit de lijst hieronder en werk stap voor stap door de voorbeelden. Het doel is dat je de de getoonde programmeer code leert gebruiken om later zelf te kunnen toepassen in je eigen LED-strip game.
Opdracht-6 Krachtsensor met LEDstrip.pdf6- LEDstrip bestuurd door een kracht-meet sensor
De krachtsensor is een eenvoudig dun stukje kunststof. Het materiaal heeft een variabele elektrische weerstand. In de schakeling wordt een stroompje door de sensor gestuurd en met de Arduino de spanning gemeten. Hoe groter de drukkracht, hoe kleiner de spanning die de Arduino meet.
Deze schakeling werkt met de analoge ingang. Details van de schakeling zijn in het opdracht-6 document te lezen. Download het arduino bestand. Aan de programma code kan je aflezen welke arduino pinnen gebruikt worden en hoe je de werking kan veranderen.
7-LEDstrip bestuurd door infrarood sensor
De IR-afstand sensor kan voorwerpen detecteren op een afstand van ongeveer 10cm. Het is een digitale sensor. Dat wil zeggen dat er alleen een HIGH / LOW signaal beschikbaar is. Dus GEEN object uitgang is 5 volt, WEL een object, uitgang is 0 volt. De Arduino sketch staat in de bestandenlijst. In de sketch staan de aansluitpinnen beschreven. Zodra je de LEDstrip werkend hebt, de programmeercode begrijpt en kunt toelichten kan je de opdracht laten aftekenen.
8-Vuurpijl schieten
Dit is een voorbeeld ter inspiratie voor een interactief spel met de RGB LEDstrip.
Doel van het spel is om een 'vuurpijl' met de juiste snelheid bovenin de LEDstrip te krijgen. De bediening gaat met zelfbouw touch sensoren. De ingebouwde tegenwerking zit in 'random' groene regen die boven komt vallen en de 'vuurpijl vernietigt'.
9- Waterbak kleur regelaar
De waterbak opstelling laat duidelijk zien hoe je een 'spanningsdeler' kunt maken. Het principe van spanningsdeling is essentieel voor veel Arduino toepassingen met analoge sensor.
Bijvoorbeeld een LDR, krachtsensor, potmeter, NTC en nog veel meer...
In Opdracht-9 staat het bijbehorende aansluitschema en wordt de theorie van de spanningsdeler behandeld.
10- 'Lichtorgel' microfoon als sensor voor de LEDstrip
De microfoon werkt als AAN / UIT sensor. Met een instelschroef op de sensor kan worden ingesteld bij welke geluidsterkte de sensor van HIGH naar LOW schakelt. Dit digitale signaal kan worden gebruikt om een geluidsafhankelijk lichteffect te creëren. Aansluiting instructies zijn in het Arduino bestand te vinden.
Opdracht: Bestudeer het voorbeeld Arduino bestand en maak er je eigen versie van.
11- LED-strip thermometer
De TMP36 is een 3-draads sensor om eenvoudig de omgevingstemperatuur te meten. Het is een digitaal signaal (0 - 1024) dat in de Arduinosketch wordt omgerekend naar een graden Celsius schaal op de seriële poort. Vervolgens kan je het signaal gebruiken om de temperatuur op de RGB LEDstrip zichtbaar te maken in een combinatie van kleuren en aantallen LED's. Aansluiting instructies zijn in het Arduino bestand te vinden.
Opdracht: Bestudeer het voorbeeld Arduino bestand en maak er je eigen versie van.
12-Hartslag RGB LEDstrip monitor
Bij de Arduino bestanden is als bonusopdracht een hartslag monitor te vinden. De werking van deze sensor is wat gecompliceerd. Uitleg wordt nog geschreven, de sensor is al wel beschikbaar om uit te proberen.
Report abuse