Keuzevak Slimme Technologie De slimme Regenmeter

Transcriptie

1 Keuzevak Slimme Technologie De slimme Inleiding Field lab Acacia water, is een organisatie met een missie. Zij willen het voor elkaar krijgen dat er over de hele wereld schoon en veilig water beschikbaar is. Nederland is een waterland en wij zijn dan ook één van de besten in het verzinnen van technologische oplossingen op het gebied van water. In de kustzone van Nederland maakt de landbouw gebruik van regen-, oppervlakte- en ondiep grondwater om gewassen te laten groeien. Om een goede oplossing te vinden is het nodig om te weten hoeveel regen er valt op verschillende plekken op het land. Wanneer de boeren dat weten, kunnen zij bepalen welke plekken nog extra geïrrigeerd moeten worden. 1

2 Jij hebt samen met je projectgroep de opdracht gekregen om Field lab Acacia te helpen met het bedenken van een slimme oplossing om de neerslag 2

3 Dit ga je maken De mechanische onderdelen van de kan je printen op de 3D printer. De STL. bestanden die je daarvoor nodig hebt kan je downloaden via de volgende weblink. 3

4 Om de slim te maken, ga je het volgende samenstellen. Benodigdheden Arduino UNO 4

5 10K ohm weerstand Jumper wires Tilt switch (balschakelaar) 5

6 Zo moet je het aansluiten: - De weerstand verbind je met pin 7 en pin GND (ground). - De rode jumper wire verbind je met de 3.3V pin. Wanneer je de elektronica op de Arduino aangesloten hebt, kun je de tilt switch monteren op het wipje van de. Zie onderstaande foto. 6

7 De hardware onderdelen van de kun je hier downloaden om deze op de 3D printer te kunnen printen. 7

8 Code // Deze vaste waardes zullen niet veranderen const int SwitchPin = 8; //defineer de pin war de balschakelaar op aangesloten is const int ledpin = LED_BUILTIN; //defineer de pin war de LED op aangesloten is // Variable die wel zullen veranderen int Counter = 0; // Counter = Teller Teller voor het aantal omschakelingen van de balschakelaar int State = 0; // State = Status Huidige status int laststate = 0; // LastState = Laatste/vorige status vorige status van de balschakelaar // Eenmalige code na het opstarten van de microprocessor void setup() { // Stel de balschakelaar in als input (ingang) pinmode( 8

9 Activiteiten per stap Stappen Activiteiten Op te leveren Stap 1 Oriënteren Stap 2 Voorbereiden Oriënteren op de praktijkopdracht Activiteiten plannen bijlage Activiteitenplanner maken Arduino opdrachten maken Overzicht soorten sensoren Uitgewerkte vragen en opdrachten Bijlage Vaardigheden Logboek Ingevulde activiteitenplanner Uitgewerkte vragen en opdrachten Techno- Skills Stap 3 Uitvoeren Uitvoeren van Stap 4 Controleren en reflecteren Techno Skills TS090 3D printen - Kennis maken met 3D printen TS1003 De 3D_printertechniek. TS100 Spanning stroom en weerstand TS160 Techniek onderbouw - Energie I Elektronen - elektrische stroom TS164 Zachtsolderen elektronica TS151 Techniek onderbouw - Basiskennis elektrotechniek 9

10 Voorbeeld van een Technoskills kaart. 10

11 STAP 1 ORIËNTEREN Om een indruk te krijgen van de opdracht neem je eerst alle stappen, 1 tot en met 4 globaal door. Je docent kan je daarbij helpen. Zoek op internet naar de betekenis van woorden en begrippen die je niet kent. Voordat je de gaat maken, zal je eerst een aantal zaken moeten uitzoeken. Wat voor soort s zijn er eigenlijk? Welke zijn makkelijk in het gebruik? En hoe kan ik een slim maken? Hoe luidt de opdracht, waar moet je aan voldoen en waar moet ik op letten? Zoek op internet naar verschillende elektronische s. Hierna bestudeer je de informatie samen met een klasgenoot. Begrijp je alle gegevens die in de informatie staan? De voldoet aan de volgende eisen: hij kan water opvangen en de neerslag meten. hij kan data over het waterniveau verzamelen en digitaal weergeven. In de bijlage Vaardigheden vul je in aan welke vaardigheden jij tijdens deze praktijkopdracht gaat werken. In het Logboek schrijf je op wat je tijdens deze stap hebt gedaan. Vragen 1. Wat is het verschil tussen een sensor en actuator? 2. Waarvoor dient een? 3. Welke informatie geeft de jou? 4. Hoe zou je deze informatie kunnen krijgen zonder dat je daadwerkelijk naar de toe moet om hem af te lezen? 5. Welke betekenis 6. Opdrachten 1. Welke slimme s kun je al vinden op internet? Noteer de URL s van deze sites en maak een fotoverslag. 2. Bekijk de voorbeeld in Noteer hieronder je aantekeningen en bronvermeldingen. 11

12 STAP 2 VOORBEREIDEN Om deze opdracht met succes uit te kunnen voeren, vul je de bijlage Activiteitenplanner in. Hierin schrijf je op wat je gaat doen en wanneer. Met welk onderdeel begin je? Welke bewerkingen pas je toe bij dit onderdeel? En in welke volgorde? Je legt ook vast welke machines en gereedschappen je bij elke bewerking nodig hebt. Met een goede planning kun je Stap 3 beter uitvoeren. Laat je planning door je docent controleren. Ook ga je alvast de bewerkingen oefenen die nodig zijn voor het maken van de en leer je werken met een microcontroller om de slim te maken. Hiervoor gebruik je de bijlage Activiteitenplanner. 12

13 STAP 3 UITVOEREN Je kunt van start! Tijdens stap 3 ga jij jouw maken volgens de Activiteitenplanner zoals je deze hebt voorbereid in stap 2. Het kan zijn dat je tijdens de productie tegen problemen aanloopt. Deze probeer je eerst zelf op te lossen. Kom je er niet uit? Vraag dan een klasgenoot of je docent om hulp. Maak foto s tijdens het maken van de. Deze komen van pas bij je presentatie van het eindproduct. Vragen Opdrachten 1. Controleer de werking en de gebruiksvriendelijkheid van de. 2. Noem je bevindingen va 3. Noteer hieronder je aantekeningen en bronvermeldingen. 13

14 STAP 4 CONTROLEREN EN REFLECTEREN Je bent klaar om je op te leveren. Je klasgenoten en docent krijgen nu te zien hoe jouw werkt. Door middel van een korte presentatie leg je uit hoe je de hebt gemaakt en hoe deze gebruikt moet worden. Overleg met je docent hoe je de het best kunt presenteren. Je zorgt er natuurlijk voor dat je alles in orde hebt om de te demonstreren, zoals water en een werkende verbinding tussen de microcontroller en een uitvoerapparaat. Na de presentatie kijk je samen met de docent terug op het project. Je kunt nu ook nagaan of de Activiteitenplanner klopte. Tijdens het gesprek met de docent wordt ook besproken hoe jij tijdens de afgelopen periode hebt gefunctioneerd en aan welke vaardigheden je hebt gewerkt. Het is belangrijk dat je kunt vertellen hoe jij dit project hebt ervaren. Heb je prettig gewerkt, wat viel er tegen en wat heb je geleerd? Je docent bespreekt de evaluatie en beoordeling met jou. Vragen en opdrachten 1. Maak een presentatie voor de. 2. Evalueer de vaardigheden waaraan jij hebt gewerkt tijdens deze opdracht, bijlage Vaardigheden. 3. Evalueer je notities in je logboek. Welke informatie kun je hieruit gebruiken bij een volgende opdracht? 4. Welke verbeterpunten Noteer hieronder je aantekeningen en bronvermeldingen. 14

15 Bijlage Evaluatie en beoordeling: De slimme NAAM: Datum: / /.. Presentatie Score Leerling Score Docent Uitleg over de totstandkoming Uitleg over de werking 2 Uitleg zelfstandig en juist uitgelegd 1 Uitleg met wat doorvragen juist uitgelegd 0 Werking niet of onjuist uitgelegd 2 Uitleg zelfstandig en juist uitgelegd 1 Uitleg met wat doorvragen juist uitgelegd 0 Uitleg niet of onjuist uitgelegd Benoemen van de onderdelen Werking van de opdracht Reflectie Benoemen eigen functioneren Score Leerling Score Docent Benoemen nieuwe vaardigheden Score-overzicht Maximale score 18 Score Leerling Score Docent 15

16 LOB-vragen Bron: TERUGBLIKKEN Kwaliteitenreflectie Wat deed je hierin heel goed? In welke situatie (binnen of buiten school) deed je dit ook heel goed? Ben je hier altijd al 16

17 Motievenreflectie 17

18 Werkexploratie Hoe ziet het werk / de opleiding eruit? 18

19 VOORUITKIJKEN Loopbaan -sturing Wat wil je onderzoeken over jezelf / werk? Netwerken 19

20 Keuze 20

21 3.1 Naam beroepsgericht keuzevak: Slimme Technologie Taak 1: Taak 2: klantopdracht aannemen en uitvoeren voor de ontwikkeling van een slimme technologische oplossing voor een probleem. Slimme technologie koppelen aan een bestaand product of apparaat. Deeltaak 1: klantopdracht aannemen en uitvoeren voor de ontwikkeling van een slimme technologische oplossing voor een probleem. Eindtermen: 1. de kandidaat kan: de wensen en eisen van een opdrachtgever inventariseren. 2. de kandidaat kan: hedendaagse 'slimme technologische' toepassingen inventariseren. 3. de kandidaat kan: een voorstel/ concept/ prototype maken, voor de oplossing doormiddel van behulp van 'slimme technologie'. 4. de kandidaat kan: de opdracht opleveren aan de opdrachtgever. Taak: 1. kennis van communicatieve vaardigheden en gebruikt deze bij het inventariseren bij de klant en het opleveren aan de klant 2. kennis van goede internetvaardigheden en kan snel en doelgericht zoeken naar de juiste/gewenste informatie. Deeltaak 2: Slimme technologie koppelen aan een bestaand product of apparaat. Eindtermen: 1. de kandidaat kan: een eenvoudige elektronische schakeling lezen en deze opbouwen op een testboard of opbouwen in een simulatieomgeving/practiciumopstelling. 2. de kandidaat kan: een proces beschrijven dat input/informatie ophaalt en verwerkt. 3. de kandidaat kan: in een gegeven simulatie een microcontroller programmeren die informatie ophaalt uit sensoren en uitstuurt naar een actuator. 4. de kandidaat kan: een technisch systeem van input-proces-output aansluiten aan een bestaand product. 5. de kandidaat kan: een keuze maken uit sensoren om de juiste informatie te kunnen verwerken. Taak: 1. kennis over data- en telecommunicatie en kan deze verklaren en beschrijven. 2. kennis over elektrotechniek en kan deze inzetten binnen de slimme technologische oplossingen. Dit keuzevak biedt de mogelijkheid tot crossover tussen de sector techniek en andere sectoren. Er wordt dan ook met deeltaak 2 meer ingezet op de 'soft skills' die de leerlingen nodig hebben voor een vervolg-opleiding in smart technology. Overlap: In het keuzevak 'Robotica' wordt het onderdeel 'programmeren' als algemeen onderdeel gevraagd van de leerling. In dit keuzevak wordt het onderdeel 'programmeren' gespecificeerd tot het kunnen programmeren van een microprocessor zodat deze in staat is input op te halen via sensoren en output te verzenden via internet. Programmeren is het schrijven van een programma, een concrete reeks instructies die vervolgens moeten worden uitgevoerd. Een opdracht die binnen de slimme technologie 21

22 steeds meer als vanzelfsprekend is en binnen het keuzevak slimme Technologie aan de basis staat om leerlingen zonder enige voorkennis kennis te laten maken met deze techniek die slimmer is geworden door de jaren heen en makkelijk te gebruiken en in te zetten door de hedendaagse leerling die niet de voorkennis heeft voor een keuzevak als Robotica. Maar juist ook de mogelijkheden ziet binnen andere technieken, zo mogelijk binnen zijn of haar profiel, waar programmeren een uitkomst is en kan leiden tot nieuwe inzichten (slimme technologie). Overlap: keuzevak Domotica: sensortechnologie. Met een sensor verzamelen apparaten data over hun omgeving. Ze leggen deze vast of sturen ze door of reageren er direct op. Sensors zetten een analoog signaal (bijvoorbeeld temperatuur of lichtintensiteit) om in een digitaal signaal (enen en nullen). Al met al een breed in te zetten apparaat dat niet enkel kan worden geclaimd voor een enkel keuzevak als Domotica. Welke techniek kan nog zonder een sensor? Juist bij het keuzevak slimme technologie dat door eenieder van elk profiel kan worden gevolgd zonder de nodige voorkennis is de bewustwording en kennismaking van en met een sensor van groot belang. Overlap: Keuzevak 'Ontwerp duurzame comfortwoning'. De termen 'internet of things' en 'slimme technologie' worden inderdaad in zijn algemeenheid aangestipt. Echter binnen het keuzevak slimme Technologie vormen deze termen een basis waar we vanuit de wereld gaan benaderen en verbeteren. De studierichting van de student doet er niet toe. Hierdoor is de inzet van het keuzevak slimme Technologie zo verrijkend voor de student die techniek kiest maar juist ook zij met een ander profiel die vernieuwingen willen leren kennen en kunnen uitvoeren binnen de branche waarin zij werkzaam zullen worden. Bij het keuzevak Ontwerp duurzame comfortwoning is het meer een technische term die ter loops wordt meegenomen ter kennisgeving voor de student. 22