Programmeren RPi

Profielmodule 3: ICT, devices instellen, verbinden en programmeren

terug

Maak een prototype 'patiënt alarm' voor een ziekenhuis

Eindopdracht Klas 3 | Opdracht Klas 4

Pro Skill 1 | Pro Skill 2 | Pro Skill 3

Stap 1: De opdrachtomschrijving

Leerdoelen

Begrijp de opdracht

Werkwijze

Lees de productie-eisen
Bekijk het voorbeeld

Een nieuw ziekenhuis vraagt je om een prototype te maken voor het patiënten alarm.

De productie-eisen:

Een patiënt kan in zijn kamer op een alarm knop (KP1) drukken .
Als op het alarm wordt gedrukt, gebeurt het volgende:
- in de ruimte van de verpleging:
  1. gaat een zoemer (BV) af en er
  2. gaat een signaal lamp (LV) (een rode lamp) branden.
- Op de gang, bij de ingang van de kamer van de patiënt, gaat nog een signaal lamp (LG1) branden.
Bij de signaal lamp op de gang zit ook een knop (KG1). Voor dat het verzorgend personeel de kamer binnenloopt drukken ze op de gang op deze knop (KG1) om de zoemer (BV) én de signaal lampen (LV en LG1) weer uit te zetten.

Voorbeeld van de werking.

Legenda

KP1 = Knop Patiënt 1
LV = Lamp Verzorging
BV = Buzzer Verzorging
LG1 = Lamp Gang Patiënt 1 KG1 = Knop Gang Patiënt 1

Stap 2: Maak het stroomschema

Leerdoelen

Je kan een eenvoudig stroomdiagram maken met de symbolen: start/eind, proces en besluit.

Werkwijze

Bekijk de twee filmpjes
Maak een account op Diagrams.net
Maak een stromingsdiagram voor de aansturing van je prototype

Leer de basis van Flowcharts of stromingsdiagrammen door de filmpjes te bekijken.

Maak een flowchart voor je prototype ziekenhuisalarm

Werkvolgorde:

Maak een account op Diagrams.net
Laat je diagram opslaan in je OneDrive account
Selecteer Blanc Diagram en klik Create voor je nieuwe flowchart
Gebruik de symbolen uit de rubriek Flowchart
Gebruik in ieder geval de symbolen: Start, Process (actie) en Decision (besluit)
Bewaar je diagram online.

Ter info: er zijn heel veel programma's waar je prima flowchart en andere charts mee kan maken. Ook Word heeft veel mogelijkheden.

Stap 3: Bereid je Prototype voor

Leerdoelen

Je kan een Raspberry Pi aansluiten
Je kent de begrippen Bestruringssyteem en operating system (OS) en je kan het Raspberry Pi OS installeren
Je kan de HAT installeren

Werkwijze

Installeer de Raspberry Pi 400
Installeer de HAT

Wat heb je nodig voor deze opdracht:

Hardware
1. Raspberry Pi 3, 4 of 400
2. SD card, muis, scherm en eventueel een keyboard.
3. Grove Base HAT
4. Bekabeling: 1 Flat cable en 4 Grove Universal 4 Pin Buckled cables
Software
1. Raspberry Pi OS,
2. Scratch 3.0 en de Scratch GPIO extensie voor de Raspberry Pi

Raspberry Pi 3 of 4

Grove Base HAT
GPIO RPi / HAT

Raspberry Pi 400

40 pins regenboog GPIO verlengkabel Male/Female 20 cm

Grove Universal 4 Pin Buckled cable

1 Installeer het Raspberry Pi operating system (OS) op je SD kaart.

Gebruik je Laptop om voor het downloaden van het installatieprogramma én voor het installeren van het OS op de SD card.
Installeer: Raspberry Pi OS Full (32 bit).

Tip: Je hebt dit al eerder gedaan bij Skill 3 van de Raspberry Pi module. Natuurlijk staat het ook uitgelegd bij raspberypi.com/software.

2 Bekijk onderstaande filmpjes

Korte intro: Opbouw

Aansluiten HAT: op Raspberry Pi 3/4 of 400

Aansluiten RPi 400 nadat

3 Verbind de HAT met de Raspberry Pi (RPi) en sluit de RPi aan.

Bekijk eerst de filmpjes hierboven, want als het fout gaat dan kost dat geld.

LET OP: Doe de stroom pas in je Raspberry Pi nádat monitor, muis én HAT zijn aangesloten.

Stap 4: Eerste test | lees de waarde van de Patiënt alarmknop.

Leerdoelen

Je kan een Grove drukknop via de HAT aanluiten aan de RPi
Je kan een Grove durkknop uitlezen in Scratch. Daarbij gebruik je de Scratch GPIO extension.

Werkwijze

Lees de tekst
Kijk de video
Maak de opdracht

Wat heb je extra nodig voor deze opdracht:

Hardware: Sensoren: een knop/button
Software: Scratch 3.0 en de GPIO extensie

Maak het prototype van de Knop Patiënt 1(KP1)

Verbind een drukknop met D5 op de HAT.
Maak in Scratch een nieuwe sprite die er uit ziet een drukknopje, bv een zwart rondje.
Voeg in Scratch: Raspberry Pi GPIO toe
Programmeer Scratch: als je de drukknop van D5 indrukt dan wordt de drukknop-sprite in Scratch groen.
Programmeer Scratch: als je de drukknop van D5 los laat dan wordt de drukknop-sprite in Scratch weer donker groen.

Skill 5: Tweede test | LED (signaal lamp in de ruimte van de verpleging) en Buzzer

Leerdoelen

Je kan een Grove LED en Buzzer via de HAT aansluiten op de RPi
Je kan een Grove LED aansturen vanuit Scratch. Daarbij gebruik je de Scratch GPIO extension.

Werkwijze

Lees de tekst
Kijk de video
Maak de opdracht

Wat heb je nodig voor deze opdracht:

Hardware Actuators: LED lampje (iedere kleur is goed) en Buzzer

1 Maak het prototype van de Lamp Verpleging (LV)

Verbind een LED met D22. Let op: doe de pootjes van de LED niet verkeerdom in het voetje! (zie filmpje)
Programmeer Scratch: als je op de drukknop van D05 klikt gaat het LED lampje op D22 branden.
Maak een nieuwe LED sprite in Scratch, en zorg er voor dat de sprite in Scratch dezelfde kleuren heeft als de LED op D22.

2 Reset Lampen en Buzzer in Scratch

Om alles in een keer uit te zetten gaan we de Groene Vlag in Scratch gebruiken als Reset knop. We gaan ook vast de signalen voor de volgende opdrachten resetten.
Plaats bij de code van de sprite Knop Patient 1 (KP1) de volgende blokken:
- "Wanneer op de Groene vlag wordt geklikt".
- "set GPIO 22 to output low", dus de Lamp Verpleging gaat uit
- "set GPIO 24 to output low", dus de Buzzer Verpleging gaat uit
- "set GPIO 26 to output low", dus de Lamp Gang patiënt 1 gaat uit

3 Maak het prototype van de Buzzer Verpleging (BV)

Verbind een buzzer met D24
Programmeer Scratch: als je op de drukknop van D05 klikt gaat het de buzzer op D24 aan.

TIP: stop de buzzer tijdelijk door op de groene vlag te klikken.

Skill 6: Derde test | LED Knop

Leerdoelen

Je begrijpt dat de LED knop zowel voor Input (knop) en voor Output (LED) gebruikt kan worden.

Werkwijze

Wat heb je nodig voor deze opdracht:

Hardware: Sensor/Actuator Rode LED knop (mag iedere kleur zijn)

Maak het prototype van de LED knop op de gang.

De rode (of andere kleur) LED-knop (bestaat uit een signaal lamp LG1 en een resetknop KG1 op de gang.

Verbind de LED knop met D26 (GPIO 26/27)
Programmeer in Scratch:
1. Maak het volgende: Als de patiënt drukknop KP1 (D5) drukt, gaat LG1 aan.
  Ter info: LG1 is het lampje van de LED-knop op de gang, die je verbonden hebt met D26 (zie rechts).
2. Maak het volgende: Als op LED knop KG1 op de gang wordt gedrukt dan gaan alle 'signaal gevers' uit.
  Ter info: Uit gaan dus de Lamp en de Buzzer bij de Verzorging (LV en BV) en de LED knop op de gang (LG1)

toelichting van de verbindingen:
GPIO 5 = D5 = KP1 Knop Patiënt 1
GPIO 22 = D22 = LV Lamp Verzorging
GPIO 24 = D24 = BV Buzzer Verzorging
GPIO 26 = D26 = LG1 Lamp Gang
GPIO 27 = D26 = KG1 Knop Gang

LET OP:
De knop op de gang, KG1 D27, stuurt standaard een 'hoog' signaal uit.
Wordt de knop ingedrukt dan is D27 'laag' of nul....

Vraag: Wat is daar het voordeel van?

Verdiepings opdracht

Buzzer optimalisatie (op verzoek van de verpleging), alleen voor KB en GTL

De verpleging werd gek van de 'buzzer herrie'. Zorg er voor dat de buzzer telkens 1 seconde aan gaat en dan 4 seconden uit is, totdat op de reset knop D26 is gedrukt.

Verdieping kennis LED knop en HAT

Uitleg van de werking van de Grove LED knop en de koppeling met digitale poort op de HAT

Skill 7: Hele programma Basis applicatie

Leerdoelen

Ja kan een volledige maar eenvoudige applicatie bouwen

Werkwijze

Stap 1: Bouw de basis applicatie

Nu gaan we de hele ziekenhuisapplicatie in één keer bouwen volgens het stroomschema.

Stap 2: Voeg signalering aan de UI toe

De User Interface (UI) is Scratch op het scherm van de computer.

Zorg dat bij Alarm het andere Uiterlijk van Scatch wordt getoond. Geef voor de duidelijkheid het andere uiterlijk een paar opvallende kleuren. Laat Scratch ook iets zeggen over het alarm. Zie voorbeeld.

Verdieping

Skill 8: Control Room User Interface

Leerdoelen

Je kan een UI (User Interface) bouwen in Scratch
Je kan vanuit Scratch op je Raspberry Pi de volgende Grove modules: inlezen en aansturen: knop, LED, de buzzer en de LEDknop.

Werkwijze

Lees de tekst hieronder
Maak de UI en gebruik hiervoor de eisen waaraan de UI moet voldoen. Je mag de video's gebruiken, maar dat hoeft niet.

Maak de User Interface voor de ziekenhuis app

De klant heeft een afdeling die alle patiënten via een monitor in de gaten houdt. Jij gaat nu aan de klant laten zien hoe het computerscherm op die afdeling er uit gaat zien.

Je mag de video's rechts gebruiken. In de video zie je hoe je onderstaande kan maken. Je mag het ook zelf bedenken.

De eisen aan de User Interface (de gebruikersinterface):

Van alle knoppen, lampen en de buzzer zijn Sprites gemaakt.
De status van de sprites komt overeen met de werkelijke status. Dus als een Grove lamp/LED aan is dan is dat ook zichtbaar in Scratch.
De sprites van knoppen in Scratch (PK1 en GK1) werken ook.Dus als je op sprite PK1 klikt dan gaan de lampen en de buzzer aan en als je op sprite GK1 klikt dan gaat alles weer uit.
Extra punten als je een achtergrond gebruikt waardoor het duidelijk is waar alle lampen, knoppen en de buzzer zich bevinden.

Intro

Uitleg

Verdieping

Lees verder bij Seed:

Bijvoorbeeld hoe je de Grove Base Hat (Hardware Attached on Top) voor de RPi aan je RPi toevoegt.
Seeeds wiki: Grove Systeem
Dexter: Grove Pi projects (Python)

Eindopdracht Klas 3

Opdracht Klas 4

Pro Skill 1

Pro Skill 2

Pro Skill 3

LET OP: Doe de stroom pas in je Raspberry Pi nádat monitor, muis én HAT zijn aangesloten.

Google Sites

Report abuse