Programmeren bij Junior IOT
Sinds 2016 maken en programmeren we allerlei apparaten om onze omgeving te meten
Programmeren bij Junior IOT is in 2016 begonnen bij de aanloop van de allereerste challenge waarbij we een Arduino Micro combineerden met een GPS sensor en een LoRa data zender. De leerlingen bouwden hun eigen apparaatje, welke onder een ballon werd opgelaten. Ze konden live zien waar deze was, en zagen bijvoorbeeld dat de ballon op de grens met Duitsland 0p 6 kilometer hoogte zat, waar het wel -49 graden C koud was. Lees meer op: https://junioriot.nl/ttn-balloons-up/
Dit Junior IOT datanetwerk hebben we inmiddels gebruikt in de Junior IOT challenges van 2017, 2018 en 2024. Het netwerk en de software wordt nog steeds gebruikt in het meetnetwerk met Gemeente Alkmaar, en bijvoorbeeld bij de GreenKart sensors: https://junioriot.nl/lora32u4-gps-tracker-greenkarting/
Vanaf 2017 bouwen de juniors allerlei Junior IOT robots
De allereerste challenge was de start voor onze Junior IOT zaterdag inloop. Vanaf voorjaar 2017 kunnen kinderen tot 17 jaar iedere zaterdag van 12.00 tot 17.00 bij ons aansluiten. Samen ontwerpen en maken ze nieuwe dingetjes, die dan ook even geprogrammeerd moesten worden. Een voorbeeld is de lasergame, of het pluisbeest met geluid: https://junioriot.nl/robotpluisbeest/
Deze opdrachten kwamen dan ook terecht in onze projecten op de scholen. In 2019 hebben we de verschillende opdrachten bij elkaar geschoven tot de Battlebot challenge, met een echte stap-voor-stap instructie voor het bouwen van de Junior IOT WiFi robot. In 2022 hebben we deze challenge herhaald met de Junior IOT Disk robot.
Lees hierover meer op: https://junioriot.nl/robot-challenge-2022/
Aantrekkelijke programmeer workshops
De lessen op de Junior IOT scholen beginnen altijd met de aantrekkelijke workshops van het solderen van een lichtje. De leerlingen vinden het al snel leuk om hun eigen variaties te maken, helpen elkaar en krijgen zelfvertrouwen om meer te kunnen en willen. In de workshops 3D ontwerpen en 3D printen ontdekken we dat een aantal leerlingen verder willen ontwerpen en ontwikkelen, en zo leggen we met ‘Engineering Education’ de basis voor de verdere interesse in STEM. Dezelfde aanpak zie je terug bij de Junior IOT workshops in maken en programmeren.
Het Junior IOT aanbod voor maken en programmeren verandert door de jaren heen. In de eerste workshops in 2016 leggen we de nadruk op het gestructureerd maken van software in de Arduino-IDE. In deze aanpak hebben we op de Junior IOT website een veelheid aan labs, goed gestructureerde lessenseries en zelfs gespecialiseerde MBO keuzevakken uitgeschreven. We zien dan ook het belang om deze workshops toegankelijk te maken voor alle leerlingen in PO en VO. Daarvoor hebben we vanaf 2023 de eerste toegankelijke opdracht in blokjes-programmeren. In 2024 bieden we zelfs al een aantal nog meer toegankelijke PO opdrachten aan voor het ‘programmeren zonder computer’. Bekijk ons voorbeeld in TinkerCad: https://junioriot.nl/programmeren-in-tinkercad/
Junior IOT introductie in maken en programmeren met blokjes-programmeren
Op dit moment vertalen we onze Junior IOT workshops van de Arduino-IDE naar het meer toegankelijke blokjes-programmeren, ofwel een scratch-achtige beleving. Zo ontstaat een aantrekkelijke en toegankelijke benadering van het maken en programmeren. Door het gebruik van herkenbare onderdelen zoals ledjes en schakelaars vanuit de eerdere oefeningen voelt de junior zich betrokken bij het ‘waarom’ van de opdrachten. De oefeningen bouwen we daarom op als soepele opeenvolging van kleine denk-stappen, waarmee ook de jongere leerling meegenomen wordt in deze inspirerende reis. Met deze aanpak passen de nieuwe oefeningen goed bij de visie en doelstellingen van Junior IOT.
Vanuit dit Junior IOT format zijn deze oefeningen goed bereikbaar voor meer doelgroepen. De oefeningen worden toegepast op de PO en VO scholen waar Junior IOT de lessen verzorgt. Dit format geeft daarnaast een mooie start voor leerkrachten en docenten om zelf op de scholen verder te bouwen met eigen thema’s en projecten.
Ondertussen ontdekken we bij de Junior IOT lessen op de scholen wat wel- en wat niet werkt. Daarbij zijn vooral de uitdagingen in het ICT landschap op de scholen relevant. Net zoals voor de programmeer aanpak rond de Arduino IDE werken we ook voor de nieuwe aanpak een mooie en zorgvuldige beschrijving uit, inclusief de mogelijke uitdagingen en oplossingen voor de scholen.
Integratie met de lijnen van Junior IOT en met de vervolgprojecten van onze partners
De vernieuwde aanpak met blokjes-programmeren wordt geïntegreerd in de vorm van deze Junior IOT lijnen:
- Solderen met lichtjes en schakelaars – blokjes programmeren in TinkerCad – blokjes programmeren met Arduino en een lichtje
- Solderen met electronica – 3D ontwerpen en printen van een stoplicht – scratch met Arduino en een lichtje – het bedienen van je eigen stoplicht
- Solderen met electronica – circuits op breadboard – blokjes programmeren met Arduino en een lichtje – blokjes programmeren met sensors – het begrijpen van een weerstation
Deze introductie opent de weg naar een toegankelijke versie van Junior IOT vervolgopdrachten. Op dit moment (2025) hebben we middels traditioneel programmeren een aanbod voor de Junior IOT Arduino en de Junior IOT ESP32:
- de Junior IOT Bag-of-fun (Arduino), toegankelijke versie van programmeren van eenvoudige randapparatuur zoals Neopixel lichtstokje, led matrix, afstandsensor, servo
- de Junior IOT Bag-of-fun (ESP32), toegankelijke versie van programmeren van ledjes, motorcontroller, de junior IOT wifi robot
- Junior IOT MBO keuze-ontwerpen zoals stoplicht/brug/eigen opdrachten
- Junior IOT LoRa Greenkarting sensor met TTN LoRa, GPS en een NTC temperatuur sensor.
- Meten en besturen, volgens de onderdelen van de Junior IOT stadssensor: lichtmeting, BME280 vocht/temperatuur/druk
- Meten en data via Junior IOT LoRa backbone, volgens de Junior IOT stadssensor (de software is complex, uitwerking naar blokjesprogrammeren wordt vooralsnog niet nagestreefd)
We zien dat we dit verder kunnen door ontwikkelen tot vernieuwde, op blokjes programmeren gebaseerde Junior IOT lijnen zoals:
- Solderen met electronica – circuits op breadboard – blokjes programmeren met sensors – Junior IOT LoRa Greenkarting sensor
- Solderen met electronica – circuits op breadboard – blokjes programmeren met Arduino en een lichtje – blokjes programmeren met ESP32 en motoren – Junior IOT WiFi Robot Challenge
- Solderen met electronica – circuits op breadboard – blokjes programmeren met Arduino en een lichtje – blokjes programmeren met sensors – Junior IOT Smart City GPS sensor – Junior IOT GPS Challenge
Hiermee vormt de Junior IOT introductie in maken en programmeren, voor de scholen de basis voor de eerste programmeervaardigheden van de leerlingen. Scholen kunnen dit zelfstandig doen aan de hand van de genoemde Junior IOT projecten.
Met deze programmeeraanpak kunnen leerlingen relatief zelfstandig verder met Arduino, ESP32, Micro:Bit, MagicBit en de diverse apparaten en robots welke in het onderwijslandschap beschikbaar zijn. Junior IOT en andere partners staan klaar om de leerlingen daarna verder te inspireren met aantrekkelijke vervolgopdrachten, thema’s en projecten.