Het aansturen en regelen van apparatuur door middel van microcontrollers is niet meer weg te denken uit de maatschappij van vandaag. Het is een goed idee om hier ook in onze opleidingen meer aandacht aan te geven, maar je kunt ook zelfstandig aan de slag met deze training.
Beknopte beschrijving
Deze online training van Junior IOT helpt je om op je eigen tempo kennis te maken met electronica en programmeren. In een aantal sessies ontdek je hoe je begint met het programmeren van een Arduino (de Arduino Nano 168) en hoe je hier zelf mee kunt bouwen. We kiezen voor labs, ofwel hands-on sessies, om kennis en vaardigheden op te bouwen. Voor deze labs gebruiken we onze Arduino Bag-of-Fun. De componenten in deze kleine en krachtige werkset geven je een goede introductie in programmeren, meten en besturen met microprocessors. Hierna weet je genoeg om zelf jouw vervolgproject te beginnen.
In deze lessenserie zie je eerst hoe je werkt met electronica en schakelingen. Daarna ervaar je hoe de Arduino werkt. Met een duidelijke toelichting lukt het al snel om met een eenvoudig te maken programma een paar leds aanstuurt. Wat jij dan op jouw tafel in elkaar bouwt, zie je in het groot ook in de echte wereld, in bijvoorbeeld de bediening van de stoplichten op een kruispunt.
Lessenserie voor bij een technische beroepskeuze
Studenten maken in deze serie van lessen en labs met de Arduino kennis met het programmeren van microcontrollers. Labs zijn hands-on activiteiten als vervanging van theorie blokken. Hiermee vormen we de koppeling tussen de applicatieontwikkeling (programmeren) en de aansturing van apparatuur (elektrotechniek). De kennis en ervaring uit deze serie dient als voorkennis voor een beroepsoriëntatie, of als basis voor een verdere studiekeuze.
Studenten leren eenvoudige schakelingen te bouwen, en sluiten deze aan op de microprocessor. Studenten maken kennis met programmeer vaardigheden en programmeren een eenvoudige toepassing met de Arduino. Na deze serie kunnen de deelnemers zelf een eerste programmeerbaar prototype ontwerpen en bouwen.
De serie lessen en labs is ontworpen als blok van circa 3 maanden voor MBO studenten. Van de leerling wordt verwacht om bij vakinhoudelijke onderwerpen altijd te overleggen met de vakdocent. Jouw docent of coach helpt je de informatie en de spullen te vinden, en zal je kunnen helpen bij het volgen van onze online beschrijvingen.
Sommige opdrachten helpen je met een duidelijke uitleg, en andere opdrachten geven wat meer uitdaging. We hebben al een selectie voor je klaargezet in de keuzes geel, oranje en paars. Meer uitleg hierover lees je op: https://junioriot.nl/rocvf-cursusmateriaal/#uitdaging
Lessenserie electronica en programmeren voor de vaardige basisschool leerling
De lessen en labs worden zo aangeboden dat ook de vaardige basisschool leerling ermee aan de slag kan. Door tijdens de uitvoering te variëren in diepgang is de serie geschikt voor een breed publiek.
Voorkennis
Geen voorkennis benodigd.
Vervolgprojecten
Deze ondersteuningsmodule sluit aan op meerdere vervolgcursussen. Kijk naar de volledige lijst:
- ESP WiFi robotauto: https://junioriot.nl/cursus-esp-robot/
- Aandrijving voor een brug en/of slagboom: https://junioriot.nl/cursus-brug/
- Ontwikkel een robotarm: https://junioriot.nl/cursus-robotarm/
- Retro Game met Arcade kast: https://junioriot.nl/cursus-retro-arcade-game/
- Grove Sensor set: https://junioriot.nl/grove-introductie/
Je ziet dat de vervolgprojecten nog verder door jouw moeten worden uitgewerkt. Detailinstructies laten we daarom expres weg. Het maakt dan ook niet uit of je werkt met de Arduino Bag-of-Fun of met onze nieuwe ESP Bag-of-Fun.
Nog meer vervolgprojecten? We hebben verschillende vervolgsets met elk een uitdaging met bijpassende opdracht. De actuele keuzelijst staat op https://junioriot.nl/arduino-nano-project-aanvulset/
Score
Als je de lessen krijgt van een Junior IOT vakdocent, dan kan je een bijzondere manier van beoordelen verwachten. Graag zien we iedere les een korte pitch. Het maakt dan niet uit of je werkje af is. Je laat zien dat je begrijpt wat je wilt gaan doen, en je kunt het uitleggen op een manier zodanig dat een collega met dezelfde training jouw werk kan voortzetten.
Hierin scoor je punten op telkens dezelfde criteria: Techniek, Compactheid, Volledigheid, Passie en Resultaat.
Lesprogramma
Elk blok kent 10 weken, waarvan één is gereserveerd als bufferweek.
Week 1. Introductie en eerste lab
- Theorie. Doel is een interessante benadering geven aan de lesstof rond hardware en IOT. Onze aanpak is gericht op de LABs, en ondertussen groeien we in werknemervaardigheden.
Zelfregulatie en samenwerken. https://junioriot.nl/zelfregulatie-en-samenwerken/ - Theorie NetAcad: 0.
lesmateriaal NetAcad: 1. Things and Connections.- LAB – Bouw een trilrobot – https://junioriot.nl/soldeeroefening/
Elke deelnemer bouwt een item wat mee naar huis mag.- We leggen uit hoe je netjes en veilig met de soldeerbout omgaat.
- We leggen uit dat je nooit op een batterij mag solderen, en waarom (W&T).
- Je test de batterij met een led, en onderzoekt welke pootjes van de batterijhouder je gebruikt om de led aan te zetten.
- Je bouwt met batterij, batterijhouder, trilmotor je eigen trilrobot – en voegt eventueel een schakelaar toe.
- Battle?
- Geen lab toets.
Week 2. Circuits en een eerste schakeling.
- Theorie
- Toelichting wat is electronica, wat is een stroomkring.
- Circuits en schrijfwijze.
- Theorie NetAcad: 2.
- Prepare, installeren Arduino IDE,
- Installeer Arduino: https://www.arduino.cc/en/main/software
- Installeren driver 01 en 02: arduino_nano_drivers
- Installeren drivers lukt niet vanuit de zip file, eerst uitpakken naar bijvoorbeeld C:\drivers\
- Introductie van manier van cijfers genereren:
- Labtoetsen (vandaag een proefronde).
- Lab log – per persoon een eigen log maken; kort stukje waar je trots op bent of wat je nieuw hebt geleerd inclusief foto’s gemiddeld per week een half A4. Het meest waardevolle is dat je beschrijft wat mis is gegaan en hoe het beter moet. Schrijf dit als een overdrachtsdocument voor in de werkomgeving.
- LAB
– RGB lichtorgel – https://junioriot.nl/rgb-lichtorgel/
– Eigen circuit op een printplaat – https://junioriot.nl/circuit-op-printplaat/
– proef LAB toets: Presenteer of vertel over je lab ervaring en je resultaat, als een korte elevator pitch aan een opdrachtgever.
Elke deelnemer bouwt een item wat mee naar huis mag.
Week 3. Hoe werkt programmeren op de Arduino Nano.
- Theorie
- Toelichting wat is een microprocessor.
- Verschil tussen de verschillende soorten processors en single-board toepassingen; Arduino, ESP, Raspberry Pi, Microbit, FPGA, GPU, intel chips, … welke ken je nog meer.
- Vergelijking van toepassingen; mobiele telefoon, laptop, PLC, mainframe, …?
- Tonen van verschillende voorbeelden, arduino, Raspberry Pi, microbot, PC/laptop, PLC, CNC en Robotica controllers.
- Theorie – NetAcad: repeat van de coltrollers slide
- LAB
– Is de Arduino IDE geïnstalleerd, en heb je de drivers ook al?
– Blink Extreme – https://junioriot.nl/arduino-nano/
– Eventueel ook: Blink no Delay – https://junioriot.nl/blink-no-delay/
Elke deelnemer bouwt een item wat mee naar huis mag. Neem het de volgende keer weer mee. - LAB toets: Presenteer of vertel over je lab ervaring en je resultaat, als een korte elevator pitch aan een opdrachtgever.
Week 4. Tussenweek
- Theorie, herkennen wat je hebt gezien. Met de Arduino IDE en google search op het scherm?
- Software structuren: If then else (er bestaan geen goto’s meer), for- loop, while, functies al dan niet met parameters, …
- Instructie: ter informatie, aan het einde van blok 2 (IOT) gaan jullie in teams een eigen project uitvoeren. Afgelopen weken en wat we nog gaan doen is allemaal deel van de voorbereiding hiervoor. Ga nu alvast brainstormen hoe je met deze ervaring een realistische toepassing kan maken. Je mag hiervoor een kopje maken in het Lablog: “Idee voor mijn project”.
- Werken aan je Lablog
- Theorie, NetAcad: H3, software
- LAB – met je eigen Arduino van vorige week:
– Blink Extreme, nu doe je het even zelf – https://junioriot.nl/arduino-nano/
– Blink no Delay – https://junioriot.nl/blink-no-delay/
Met een leen Arduino en een breadboard:
– Arduino en NeoPixel https://junioriot.nl/arduino-neopixel/
Presenteer of vertel over je lab ervaring en je resultaat, als een korte elevator pitch aan een opdrachtgever.
Week 5. Arduino Bag of Fun
- LAB – Arduino Bag of Fun –> https://junioriot.nl/shop-12-arduino-fun-pack/
- In het Lab:
- Per team van 3 een werkset, Arduino op een breadboard.
- Headers aan de Arduino te solderen – https://junioriot.nl/headers-op-arduino-nano-solderen/
- Indien als thuis doe-het-zelf project:
- Per persoon één werkset voor thuis.
- Voor mensen zonder soldeerbout is de werkset voorbereid.
- Hoe werken we online samen?
- Verkenning van de ingrediënten.
- Labs
- Lab: Doe zelf je eigen Blink Extreme maar dan op een breadboard: https://junioriot.nl/blink-extreme-breadboard/
- Lab: Blink No Delay: https://junioriot.nl/blink-no-delay/
- Lab: Lichtstokje Neopixel: https://junioriot.nl/arduino-neopixel/
- Toelichting wat er nog meer aankomt.
- In het Lab:
- Theorie NetAcad Sensors en actuators.
- Theorie:
- Digitaal uit versus analoog uit.
- Blink is digitaal aan/uit.
- Wat kan nog meer? een PWM uitgang, wat is dat.
- Programmeerstructuren – hoe, google is je vriend.
- Delay – dit is een rare opdracht.
- Functies – eigenlijk is dit hoe het meeste taalstructuren worden geformuleerd.
- {groepering} – deze ken je ook al.
- If (test){codeblok}.
- Loops.
- en verder…?
- Assignments.
- Compare, vergelijking.
- Bewerking zoals optellen, bitshift.
- Lab log
- Voorbeeld van een Lab Log, wie laat wat zien?
- Werken aan lab log.
- Rest tijd eigen lab.
- Digitaal uit versus analoog uit.
Week 6. Sensor/actuators op de Arduino
- LAB – Sensor en motors, de Sensor stopwagen op batterij – ombouwen naar 9 volt batterij.
- Lab: Blink No Delay: https://junioriot.nl/blink-no-delay/
- Lab: Lichtstokje Neopixel: https://junioriot.nl/arduino-neopixel/
- Lab: Servo Sweep: https://junioriot.nl/arduino-sweep/
- Lab: Joystick Servo: https://junioriot.nl/lab-joystick-servo/
- Theorie NetAcad Software is everything.
– Libraries, programmeerstructuren, software lagen (database, business logic en application logic; MVC model view controller).
– #defines –> compiler opdracht versus programmeer code
- Welke programmeer structuren ben je tegen gekomen in de labs van de voorgaande keer?
- Kan je nu de code uit de voorbeelden combineren?
- Joystick met NeoPixel lichtstokje?
- Wat kan je nog meer verzinnen.
- Uitleg ultrasoon afstand sensor.
- Uitleg BME280
- De Labs van de vorige keer – je mag deze nog afmaken.
- Lab – Ultrasoon sensor
- Lab – BME280 voorbeeld
- Lab – Maak zelf een combinatie
- Kan je nu de code uit de voorbeelden combineren?
Week 7. Battle Lab (teams) + LAB Log review / presentatie / elevator pitches.
Extra labs:
https://junioriot.nl/ledmatrix-ties/ –> lab van Ties
https://junioriot.nl/arduino-afstand-smiley/ –> lab van Stan
https://junioriot.nl/regenboog-fade/ –> lab van Erik
Week 8. LAB project – jouw project resultaat + deel 2 van LAB Log review / presentatie / elevator pitches.
Extra labs:
https://junioriot.nl/binair/ –> leeslab met uitleg over binaire getallen
https://junioriot.nl/bits-bytes-ledmatrix/ –> lab van Maarten
Week 9. Reserve LAB project; brug naar volgende blok
Extra labs:
https://junioriot.nl/lab-ontdek-de-makeblock-neuron-inventor-kit/ –> Dijon verkent de neuron kit
=-=-=-=–
De laatste lessen leggen we de brug naar de onderwerpen in het volgende blok.
- IOT en Lora data projecten.
- Lesmateriaal – voorbereiding op IOT serie.
- welke plekken in jouw wereld herken je sensors,
- …Data?
- … Communicatie?
- … Actuators of weergave in displays?
- Hoe kies je (de kwaliteit van) de componenten waarmee je gaat bouwen.
- Tonen van verschillende sensors.
- Lesmateriaal – voorbereiding op IOT serie.
- Robotica projecten.
- Welke robots kennen we, welke kunnen we met de ervaring vanuit de bag of fun samenstellen.
