In de richting STEM leer je de Arduino-omgeving gebruiken omdat je hiermee makkelijk oplossingen kan creëren voor uiteenlopende uitdagingen.
In dit project gaan jullie alles wat jullie geleerd hebben creatief moeten toepassen in een nagemaakte voorbeeldopstelling op schaal.
Hieronder vinden jullie twee uitdagingen die met automatisering aangepakt kunnen worden.
Jullie mogen zelf kiezen welke van de twee jullie willen maken. Indien jullie zelf een ander goed idee hebben waarbij input en output en digitale en analoge signalen gecombineerd worden, dan mag je dat zeker ook voorstellen aan je leerkracht.
Wat moet zeker gebruikt worden?
Het is de bedoeling dat jullie een input en een output gebruiken en dat jullie analoge en digitale signalen gebruiken. Jullie gebruiken in deze toepassing minstens een sensor en een servo of een gewone motor. De informatie hiervoor zoek je op de Arduino-site van de school (of gewoon op het internet).
Jullie proberen de schakeling en de code voor dit project helemaal zelf te maken en verwerken deze in een verzorgde proefopstelling waarmee jullie de oplossing voor jullie uitdaging demonstreren. Tracht alles zo realistisch mogelijk na te bouwen!
Uitdaging A: Jullie maken een signalisatie met slagbomen voor een spoorwegovergang.
Aan een overweg staat signalisatie met lichten en een slagboom. Het onderste licht (gele led) knippert langzaam wanneer er geen trein in de buurt is.
Wanneer er een trein voorbij punt A komt, dan stopt het gele knipperlicht en meteen beginnen de twee rode lichten om beurten te knipperen. Na enkele seconden gaan ook de slagbomen toe.
Wanneer de slagbomen toe zijn en de trein voorbij punt B is, dan gaan eerst de slagbomen weer naar boven.
Na enkele seconden gaan de rode knipperlichten weer uit en zijn we terug in de begintoestand waar de gele led knippert.
Je maakt deze uitdaging in het klein. Denk goed na welke onderdelen je hiervoor wil gebruiken (leds, drukknoppen, sensoren, servo, motoren...) Indien je een onderdeel wil gebruiken dat niet in je doos zit, dan mag je dat zeker aan je leerkracht vragen.
Uitbreiding:
Probeer je code nu zo uit te breiden, dat de trein ook uit de andere richting kan komen.
Afspraak: Je spoorwegovergang is 10 centimeter breed met één spoorweg van 5 cm breed. Ook de ruimte voor wagens is 10 cm breed.
Uitdaging B: Je maakt een ophaalbrug die opent als er boten moeten door varen.
Over een kanaal dat druk wordt bevaren, loopt een ophaalbrug die ervoor zorgt dat wagens het kanaal kunnen oversteken.
Doorgaans staat de brug gewoon open. De slabomen voor het gewone verkeer zijn gesloten en de verkeerslichten staan op rood.
Wanneer een (vracht)wagen aan één van de twee kanten de brug nadert, dan begint er een rood verwittigingslicht te knipperen voor de schepen. Na enkele seconden gaat de brug dan toe.
Wanneer de brug volledig gesloten is, dan openen de slagbomen voor de wagens en het licht springt op groen aan beide zijden van de brug. Na enkele seconden mag het licht weer op oranje springen en daarna op rood, de slagbomen gaan dan toe en de brug gaat weer open, waarna er een groen licht voor de schepen gaat branden.
Afspraak: de ruimte voor wagens van je ophaalbrug is 10 centimeter breed en minstens 15 centimeter lang.
Je houdt een volledig verslag van je project bij in een logboek (een basisdocument hiervoor kan je vinden bij de documenten). Daarin zijn zeker volgende elementen aanwezig:
Beschrijving van je uitdaging: je beschrijft eerst bondig maar volledig je uitdaging.
Analyse: wanneer je een uitdaging wil aanpakken, dan deel je die best op in kleine stapjes. Wat zal je allemaal moeten doen om tot het eindresultaat te komen?
Ontwerpen: maak een schets (op schaal) van het project, maak hier ook zeker ook een elektrisch schema van alle onderdelen die geschakeld moeten worden en een stroomschema om een goed beeld te hebben van de opbouw van je programma.
Taakverdeling en planning: zodra je je uitdaging hebt geanalyseerd en je weet hoeveel lessen je hieraan kan werken, dan kan je beginnen met de planning (wie doet wat wanneer?). Noteer ook praktische afspraken, en zorg ervoor dat het team steeds verder kan werken indien een leerling een keer afwezig is.
Materiaallijst: welk materiaal heb je nodig (van welke leerling gebruiken jullie welk materiaal), wie zorgt voor welk materiaal?
Verslag van het bouwen : alle informatie die nodig was om tot je realisatie te komen (schema, plan, code, schets, test, stroomschema) hou je goed bij en verzamel je in je logboek. Neem zeker af en toe foto's van tussenstappen en het eindresultaat van de verschillende onderdelen. Noteer ook wie, wanneer, waaraan gewerkt heeft!
Evaluatie: reflecteer over jullie realisatie en jullie werkproces. Geef een kritisch antwoord op de vooropgestelde vragen in het logboek.
Bij het beoordelen van jullie uitwerking kijken we naar volgende zaken:
Hebben jullie één van de uitdagingen volledig uitgewerkt zoals gevraagd?
Hoe uitdagend was jullie uitdaging?
Hoe verzorgd was jullie realisatie?
Hebben jullie de tijd goed gebruikt?
Dragen jullie zorg voor materiaal en klas en werken jullie rustig en veilig?
Hoe verzorgd is jullie schakeling?
Hoe verzorgd is jullie code?
Dragen alle teamleden evenveel bij aan de realisatie?
Is jullie verslag een goede en volledige weergave van het doorlopen proces?