VAN START MET DWENGUINO VIA GOOGLE BLOCKLY Francis Wyffels, Tom Neutens, Dirk De Muynck en Peter Bertels. geïllustreerd door Manon De Ridder

Transcriptie

1 VAN START MET DWENGUINO VIA GOOGLE BLOCKLY Francis Wyffels, Tom Neutens, Dirk De Muynck en Peter Bertels geïllustreerd door Manon De Ridder

2 Copyright 2016 Dwengo vzw ISBN D/2016/Dwengo/2 NUR 257, 980 We willen graag dat zoveel mogelijk mensen kennis kunnen maken met microcontrollers of leren programmeren met Dwengo. Daarom brengen we dit boek uit onder Creative Commons: De gebruiker mag: het werk kopiëren, verspreiden en doorgeven remixen afgeleide werken maken Onder de volgende voorwaarden: Naamsvermelding: de gebruiker dient bij het werk steeds Dwengo vzw te vermelden (maar zonder de indruk te wekken dat Dwengo vzw instemt met je werk of jouw gebruik van het werk).

3 VOORWOORD Vandaag de dag zijn elektronische apparaten niet meer weg te denken uit onze maatschappij. Veel van die apparaten worden aangestuurd door microcontrollers. Op deze bladzijden verkennen we stap voor stap de prachtige wereld van de microcontrollers. En we zetten jou aan het werk, zodat je op het einde van dit boekje je eigen digitale piano kan programmeren! Als je hierin slaagt, heb je zelf een ingebed systeem ontwikkeld: een digitaal systeem dat interageert met zijn omgeving. Je zal dit doen met behulp van de Dwenguino. Dit eenvoudige, multifunctionele microcontroller-platform is voorzien van tal van handigheidjes om je op weg te zetten. Dankzij zijn compatibiliteit met Arduino IDE kan je bovendien rekenen op weldoordachte tools om grafisch en tekstueel te programmeren. Experimenteren met microcontrollers kan zowel thuis als in de klas. Dit boekje is in de eerste plaats bedoeld voor leerkrachten die in hun lessen aandacht besteden aan informatica, elektronica of techniek. Maar jongeren kunnen het ook perfect zelfstandig ontdekken. Dat maakt hun leerervaring nog intenser. Veel succes!

4 OVERAL MICROCONTROLLERS De voorbije decennia nam het aantal digitale apparaten in huis, in de tuin en op de werkvloer exponentieel toe. Het begon eenvoudig, met kleine toestellen als wekkerradio's en elektrische tandenborstels. Maar ondertussen is zo goed als elk apparaat intelligent. Misschien heb je thuis wel een stofzuigrobot, en ook zelfrijdende auto's zijn allang geen sciencefiction meer. En dat is nog niet alles. Deze apparaten staan steeds vaker in verbinding met het internet en vormen zo samen het Internet of Things. Experts voorspellen dat tegen 2020 meer dan 50 miljard apparaten verbonden zullen zijn met het internet. Ze doelen daarmee niet alleen op smartphones en tablets, maar bijvoorbeeld ook op slimme rookmelders, intelligente koelkasten en robots. De basis van al deze apparaten zijn digitale rekensystemen die instaan voor de noodzakelijke intelligentie. De microcontroller is hiervan een mooi voorbeeld. Hij bevat alles wat nodig is om sensorgegevens te verwerken, berekeningen uit te voeren en de gepaste acties te ondernemen.

5

6 MOGEN WE JE VOORSTELLEN AAN DE DWENGUINO In dit boekje duiken we de wondere wereld van de microcontrollers in, geholpen door de Dwenguino. Dit microcontrollerplatform bevat heel wat extra s waarmee je snel je eigen apparaat kan bouwen, zoals handige drukknoppen, analoge ingangen, een 2x16 lcd-scherm, een zoemer, alles om motoren aan te sturen, enzovoort. Verder zijn er nog de uitbreidingsconnector en het uitbreidingsbord. Met die eerste kan je contact maken met elke pin. Zo n pin verbindt de microcontroller met de buitenwereld en stuurt apparaten aan (bijvoorbeeld een led). Dankzij het uitbreidingsbord kan je de Dwenguino dan weer uitbreiden met je eigen circuit of een van de vele Arduino shields. De Dwenguino is compatibel met de Arduino en kan dus geprogrammeerd worden in Arduino IDE, ArduBlock, Google Blockly en Scratch4Arduino. Dankzij alle handige voorzieningen op de Dwenguino en het gebruiksgemak van de software, kan jij eenvoudig leren programmeren. Kortom: de Dwenguino is de perfecte tool voor starters hobbyisten, leraren en leerlingen.

7 1 uitbreidingsconnector 2 led op pin contrast aanpassen van lcd-scherm USB-connector 7 5 UART-connector zoemer batterij-connector 1 power led aan- en uitschakelaar 10 motor-connector servo-connector vijf drukknoppen acht leds resetknop lcd-scherm bevestingsgaten 16 De Dwenguino is volledig open source: alle schema's, alle ontwerpbestanden en de softwarebibliotheek staan online. Zo kan je de Dwenguino-hardware tot in het kleinste detail bestuderen, jouw eigen uitbreidingsbord in elkaar steken of zelf een Dwenguino-variant maken.

8 DE MICROCONTROLLER ONTLEED De microcontroller is het kloppende hart van elk digitaal apparaat. Om te begrijpen wat hem zo speciaal maakt, vergelijk je hem het best met een klassieke processor, zoals er bijvoorbeeld eentje in jouw pc zit. Zo n processor doet beroep op een extern geheugen, een externe bus of chip, en externe ingangs- en uitgangspinnen (I/O) om te kunnen interageren met andere componenten. De microcontroller daarentegen bundelt alles wat hij nodig heeft om te kunnen functioneren op één chip. Hierdoor kunnen compacte en zuinige digitale systemen gebouwd worden. Terwijl de klassieke processor een gespecialiseerde component is met veel meer rekenkracht dan de microcontroller, is de microcontroller eerder een manusje-van-alles. Om de microcontroller te laten functioneren, moet je hem programmeren. Jouw programma kan bijvoorbeeld vertellen dat de microcontroller twee motoren moet aansturen wanneer de knopjes ingedrukt zijn. In dit boekje gebruiken we hiervoor de grafische programmeertaal Google Blockly. Maar je kan ook tekstueel programmeren in C++.

9 klok timers interrupts I/O I/O adres-, data- en controlebus CPU watchdog RAM ROM de microcontroller Wist je dat de blokjes van jouw programma worden omgezet naar een tekstueel programma in C++? Als je rechtsboven in het Blockly venster kiest voor de advanced optie krijg je een tabblad te zien waar je deze code kan bekijken. Dit tekstueel programma wordt dan omgezet naar een sequentie van instructies die de microcontroller begrijpt. Elke instructie wordt voorgesteld door een getal, waardoor jouw programma eigenlijk neerkomt op een opeenvolging van nullen en enen.

10 DIGITALE INPUT & OUTPUT Elke microcontroller heeft een groot aantal ingangs- en uitgangspinnen (I/O). Hiermee kan de microcontroller verbonden worden met externe componenten zoals leds (Light Emitting Diodes) en knopjes. Deze pinnen stellen de microcontroller in staat om te interageren met de fysieke wereld. De meeste van deze pinnen zijn digitaal. Dat wil zeggen dat ze enkel de toestand '0' of '1 kunnen aannemen. Je kan de pinnen zowel als ingang en uitgang gebruiken. In je programma kan je een pin van de microcontroller op 0 of 1 zetten. Je kan ook kijken of het apparaat dat op die pin is aangesloten deze op 0 of 1 heeft gezet. Indien een pin ingesteld is als uitgang dan kunnen we daarmee externe componenten aansturen. Een voorbeeld van zo'n component is een led (Light Emitting Diode), deze licht op wanneer de pin op 1 staat. Wanneer je zelf een led aansluit moet je de anode verbinden met de 5 Volt lijn en de kathode met de grond. De I/O-pinnen kunnen ook ingesteld worden als ingang. Dit laat toe de toestand van een externe component uit te lezen. Een voorbeeld hiervan is een knopje.

11 afbeelding symbool platte zijde anode (+) kathode (-) anode (+) kathode (-) De stroom die zo'n pin kan leveren is beperkt (20 ma). Een grotere stroom (bijvoorbeeld wanneer je de plus en min met elkaar verbindt) kan schade veroorzaken aan de microcontroller. Schakel dus steeds een weerstand tussen de 5 Volt lijn en de anode van de LED (bv. 330 Ohm). schematisch 5V-spanning (+) weerstand (R) grond (-)

12 HET LCD-SCHERM De Dwenguino geeft je niet alleen feedback via leds, maar ook via een Liquid Crystal Display of lcd-scherm. Hierop verschijnen letters of cijfers. Op het lcd van de Dwenguino passen maximaal 32 karakters, verspreid over twee lijnen. Wanneer je jouw programma aan het schrijven bent, kunnen er zich onverwachte fouten voordoen. Deze fouten worden ook wel bugs genoemd. Het lcd-scherm kan je gebruiken om fouten te vinden door er op de juiste momenten een bericht op te plaatsen. Het opsporen van fouten noemen we ook vaak debuggen. Wist je dat het woord bug is verzonnen wanneer er in oude computers een echt insect (engels: bug) zat waardoor deze plots niet meer werkten. Om dit probleem op te lossen moesten ze dan zoeken naar het insect en deze verwijderen (debuggen).

13

14 DE ZOEMER Geluid is een golf van luchtdruk veroorzaakt door een trillend object zoals bijvoorbeeld een instrument of luidspreker. De hoogte van deze golf (amplitude) bepaalt de sterkte van het geluid, terwijl de snelheid van de trillingen (frequentie) de toonhoogte bepaalt. Wanneer het aantal trillingen per seconde tussen de 20 en ligt, dan kan je dit als mens horen. (Voor trillingen per seconde gebruiken we de eenheid Hertz afgekort Hz, de mens kan dus trillingen horen tussen de 20 Hz en Hz.) Zoals je op de afbeelding kan zien, is een normale geluidsgolf een mooie vloeiende golf (sinusgolf). We kunnen deze jammer genoeg niet maken met de microcontroller omdat deze enkel 1 of 0 kan schrijven naar een van zijn pinnen. Het is wel mogelijk de geluidsgolf te benaderen met een blokgolf. De frequentie van deze blokgolf kunnen we aanpassen door sneller of trager tussen 1 en 0 te wisselen. De amplitude van de golf kunnen we niet aanpassen, deze is altijd 1. Om het geluid te kunnen afspelen is de Dwenguino voorzien van een eenvoudige zoemer, deze zet de blokgolf om in hoorbaar geluid.

15

16 PROGRAMMEREN: DRIE-TWEE-EEN START! De Dwenguino is compatibel met de Arduino. Dit betekent dat je de vele mogelijkheden van je microcontroller-platform kan programmeren met behulp van Arduino IDE. Aan de Arduino IDE kan je een programmaatje toevoegen die het mogelijk maakt om de Dwenguino grafisch te programmeren met behulp van Google Blockly. Probeer het zelf! Installeer Arduino IDE en de bijbehorende Dwenguinobibliotheken via Doe zelf! Installeer de DwenguinoBlockly plugin voor de Arduino IDE. Instructies kan je vinden op: Is de installatie voltooid? Dan kan je beginnen schrijven aan je eigen programma. Hiervoor vertrek je het best vanuit een bepaald probleem dat je wil oplossen. Vervolgens bedenk je een algoritme voor dat probleem: een reeks van stappen die in de juiste volgorde moeten uitgevoerd worden om vanuit de begintoestand tot het gewenste eindresultaat te komen. Tot slot moet je jouw algoritme omzetten in code: een ordening van blokjes die de computer begrijpt. Tijdens het compilatie-proces wordt deze code omgezet in een sequentie van voor de microcontroller verstaanbare instructies.

17 Het bedenken van een goed algoritme is niet altijd even evident. Twijfel je hieraan? Kijk dan eens naar het beroemde filmpje How to program your teacher to make a jam sandwich. Je vindt het door via Google te zoeken naar Sandwich Bot.

18 1-2-3 PIANO Aan de basis van heel wat muziek ligt een pentatoniek, een toonreeks van vijf tonen. Met een beetje programmeerkennis kan je je Dwenguino-bord omtoveren tot een heus pentatonisch instrument. Hiervoor koppel je elk van de vijf drukknoppen (N, E, S, W en C) aan een bepaalde toon. Voor de tonen kiezen we C, D, E, G en A (met als toonnamen do, re, mi, sol en la). Zoals je net las, zijn geluiden hoorbare trillingen in de lucht. Om muziek te spelen, komt het er dan ook op aan om een instrument te laten trillen met bepaalde goedgekozen frequenties. De tonen C, D, E, G en A van onze pentatoniek komen overeen met sinusoïdale trillingen met een frequentie van respectievelijk 262, 294, 330, 392 en 440 Hz. Probeer het zelf! Er bestaan heel veel pentatonieken. Zoek er een paar op en probeer ook de frequenties van de geluidsgolven te weten te komen. Straks, wanneer jouw instrument af is, kan je ze uitproberen.

19 toonnaam (BE) toonnaam (NL) frequentie (Hz) drukknop

20 STAP 1: PIANO We beginnen met de beschrijving van de structuur van een Blockly programma. De basis van elk Blockly programma is de setuploop-blok hierin plaats je al jouw code. Je kan zowel in het setup-gedeelte als in het loop-gedeelte jouw eigen blokken toevoegen. Hierbij is het belangrijk te weten dat alles in het setup-gedeelte slechts 1x wordt uitgevoerd en dit bij het opstarten (aanzetten) van de Dwenguino. De blokken in het loop-gedeelte worden steeds herhaald tot je zelf het programma opnieuw start met de resetknop of het programma stopt door de stroom uit te trekken. In het programma dat je op de volgende pagina kan zien, gebruiken we twee blokken uit het Dwenguino menu in de linker menubalk. De eerste blok wist de tekst die al op het LCD scherm stond. De tweede blok gebruiken we om het bericht piano! op het scherm te schrijven. Bij Line number kan je opgeven op welke rij de tekst moet beginnen. Bij Line number kan je ook de kolom opgeven. Hierbij begin je telkens vanaf 0 te tellen.

21 Het setup-blok: wordt slechts 1x uitgevoerd, bij het opstarten van de Dwenguino. De oneindige lus: wordt na het setup-blok uitgevoerd, alle code in dit blok zal herhaaldelijk opgeroepen worden. Doe! Begin met het ontcijferen van het programma. Probeer te voorspellen wat het programma zal doen. Test vervolgens het programma: 1. Sluit de Dwenguino aan; 2. Selecteer de Dwenguino in het menu Hulpmiddelen > Bord; 3. Selecteer de poort waarop de Dwenguino is aangelsoten in het menu Hulpmiddelen > Poort; 4. Open via het tools menu de DwenguinoBlockly editor; 5. Sleep de juiste blokken zodat je hetzelfde programma krijgt als in het voorbeeld op de vorige pagina; 6. Klik op het upload-icoontje en kijk wat er gebeurt! Breid het programma uit. Kan je op de tweede lijn van de LCD de tekst "Daar gaan we!" schrijven? Verander ook eens de tekst en de plaats waarop deze terecht komt.

22 STAP 2: DE EERSTE TOETS Tijd voor de eerste echte uitdaging, namelijk: de Dwenguino zo programmeren dat de toon C (de do-toon met frequentie 262 Hz) wordt afgespeeld én dat led 0 oplicht wanneer je knop N indrukt. Om te beginnen moet de Dwenguino kunnen detecteren of knop N ingedrukt is of niet. Hiervoor heb je een keuzestructuur nodig, het if-blokje, waaraan je een voorwaarde toekent. Als (if) de voorwaarde voldaan is, dan wordt de code in de if-blokje uitgevoerd. De conditie die je in dit geval meegeeft, gaat over de toestand van de knop N (SW_N), die je kan uitlezen met de blok DigitalRead PIN#. Indien we willen dat er een toon afgespeeld wordt en LED0 oplicht dan moeten we dit als een actie meegeven aan onze if-clausule. We stellen daarom de LEDS in op 0b , dit doen we via de LEDS block. Om de toon te genereren hebben we drie blokken nodig: 1. Een blok om de toon aan te zetten (Tone on pin). 2. Een blok die het programma eventjes laat wachten (Delay). 3. Een blok die de toon weer afzet (No tone on pin).

23 Deze if-blok plaats je vervolgens in de loop. In tegenstelling tot bij de setup zal alle code in de loop steeds opnieuw uitgevoerd worden. Met andere woorden, ons programma zal steeds opnieuw kijken naar de toestand van knop N en een toon afspelen indien de knop werd ingedrukt. Het if-blokje: de code na de do wordt pas uitgevoerd als de voorwaarde na de if (knop SW_N is ingedrukt) voldaan is. Het Delay-blokje: Dit blokje zorgt ervoor dat het programma eventjes wacht. Het getal dat je opgeeft is de tijd in milliseconden milliseconden in gelijk aan 1 seconde. Doe! Begin met het ontcijferen van het programma. Probeer te voorspellen wat het programma zal doen en test het vervolgens uit. Ga de volgende uitdagingen aan: 1. Pas de code aan zodat in plaats van LED0, LED7 brandt; 2. Verklaar waarom de LED niet uitgaat wanneer de knop losgelaten wordt; 3. Zorg ervoor dat de LED uitgaat wanneer de knop niet meer ingedrukt is.

24 STAP 3: EEN PENTATONIEK Nu heb je natuurlijk nog geen volwaardig pentatonisch instrument gemaakt. Om dit voor elkaar te krijgen, moet je de tonenreeks C, D, E, G en A (262, 294, 330, 392 en 440 Hz) koppelen aan de vijf drukknoppen op de Dwenguino (N, E, S, W en C). Je kan dit eenvoudigweg doen door vijf if-blokken te gebruiken, waarbij je aan elke drukknop de juiste conditie meegeeft (je kan kiezen uit SW_N, SW_E, SW_S, SW_W en SW_C) terwijl je ook de acties aanpast. Analyseer de voorbeeldcode, programmeer de code op de Dwenguino en test ze uit! Herken jij het volgende deuntje van Edvard Grieg? Elke letter staat voor een knop, de vlaggetjes op de noten geven de tijdsduur aan: hoe meer lijnen hoe sneller.

25 Meerdere if-clausules: de toon die afgespeeld wordt, hangt af van de toets die je indrukt. Hint: Door rechts te klikken op een if-blokje kan je deze kopiëren, druk in het menu dat je ziet op Duplicate. Probeer het zelf! Verander de waarde van het frequency blokje eens. Zoek bijvoorbeeld de frequenties op van andere pentatonische reeksen en gebruik die in de code. Een ander interessant experiment is de tijdsduur van de tonen te laten variëren.

26 VAN PIANO TOT THEREMIN Een Theremin, genoemd naar zijn uitvinder Léon Theremin, is een elektronisch instrument dat je kan bespelen zonder het aan te raken. Om zelf zo n Theremin te maken, heb je een sonar-sensor nodig. Een sonar-sensor meet de afstand tot aan een object. Hoe hij dat doet? De sensor stuurt een ultrasoon geluidssignaal uit. Als er een voorwerp binnen bereik is, dan zal deze ultrasone geluidsgolf hierop weerkaatsen. Door de tijd te meten tussen het verzenden van het geluidssignaal en het ontvangen van een antwoord, kan de sensor de afstand tot het object nauwkeurig bepalen. Met andere woorden, de sonar-sensor detecteert obstakels zoals vleermuizen en walvissen dat doen. Vooraleer je de Theremin programmeert, moet je dus een sonarsensor aansluiten. Dit gaat het makkelijkst via het uitbreidingsbord, ook wel breadboard, dat in de Dwenguino past. De afstand Δ (in meter) tussen het obstakel en de sonar-sensor kan je bepalen met een eenvoudige formule: Δ [m] = 340*(δt/2), met δt de gemeten tijd tussen het uitsturen en het ontvangen van het ultrasoon signaal (in seconden), waarbij we veronderstellen dat de geluidssnelheid gelijk is aan 340 meter per seconde.

27

28 DE SONAR-SENSOR AANSLUITEN De sonar-sensor kan je het gemakkelijkste aansluiten via het breadboard. Op dit breadboard vind je gaatjes die in twee kolommen met elkaar verbonden zijn, zoals aangegeven op de figuur. Daarnaast vind je er ook de connector van de Dwenguino terug met onder meer: aansluitingen voor de referentiespanning of de grond (aangeduid met GND of -), 3.3 V (3.3) of 5 V-spanning (5 of +), digitale in- en uitgangen (aangeduid met een nummer), analoge ingangen (aangeduid met A<x>). De sonar-sensor heeft vier pinnen: 1. V CC : de 5 V-voeding, soms ook aangeduid met een +; 2. Trigger: deze pin geeft aan wanneer de ultrasone sensor moet beginnen meten; 3. Echo: deze pin geeft aan wanneer het weerkaatste ultrasone signaal ontvangen is; 4. Ground: de referentiespanning of de grond, soms ook aangeduid met een -.

29 Connecteer de 5 V- en de GND-pin van de sonar-sensor met respectievelijk de + en de - op het uitbreidingsbord. Je volgt het best de conventie om een rode draad te gebruiken voor de 5 V en een zwarte draad voor de grond. Tot slot kan je de trigger- en de echo-pin connecteren met eender welke beschikbare digitale I/O-pin (aangeduid met een nummer). In dit voorbeeld sluiten we de trigger-pin aan op pin 11 en de echo-pin op pin 12. Vcc TRIG ECHO GND De gaatjes van elke rij zijn met elkaar verbonden Om te vermijden dat er iets stukgaat, is het een goed idee om de elektronica los te koppelen van je computer en/of de batterij wanneer je de sensoren gaat aansluiten. Daarnaast controleer je jouw schakeling best grondig voordat je de Dwenguino terug aanzet (via de computer of de batterij). Zijn alle pinnen wel aangesloten zoals op het schema? Kijk bovendien heel goed na of er nergens een kortsluiting is: de 5 V (de +) mag nooit rechtstreeks verbonden zijn met de grond (de -).

30 MEETWAARDE UITLEZEN EN OPSLAAN Om de afstand van de sonar sensor te lezen gebruiken we het Sonar blokje. Aan dit blokje moeten we meegeven op welke pinnummers de sonar-sensor is aangesloten. In ons voorbeeld zijn de trigger- en echo-pinnen aangesloten op respectievelijk de pinnen 11 en 12 van de Dwenguino. Het Sonar blokje geeft de afstand in cm terug tot het dichtstbijzijnde object. Let wel: als het dichtstbijzijnde object op meer dan twee meter van de sensor staat dan geeft deze de waarde 0 terug. De afstand slaan we op in een variabele, dit is een blokje die de afstand onthoudt zodat je deze op andere plaatsen opnieuw kan gebruiken. We doen dit door gebruik te maken van het Set to blokje. Op de plaats van de kan je zelf een naam voor de variabele toevoegen. Tot slot tonen we de meting op het scherm. Dit doen we opnieuw met het Dwenguino LCD blokje. Deze keer voegen we echter verschillende stukjes tekst en de variabele afstand samen door het create text with blokje te gebruiken.

31 De variabele afstand: een stukje geheugen waarin je gehele getallen kan opslaan De afstandsmeting: we meten de afstand tot een object en slaan het op in de variabele afstand. De wachtfunctie: met de functie delay kunnen we bepalen om de hoeveel tijd de lus doorlopen wordt.

32

33 Een variabele kan je beschouwen als een plek in het geheugen waaraan je een naam (in ons voorbeeld de naam afstand) kan toekennen, zodat je dit geheugen later in jouw programma kan gebruiken. Probeer het zelf! De Dwenguino Starterskit+ bevat heel wat extra sensoren om zelf een Theremin te maken. In dit boekje gebruik je de sonar-sensor, maar waarom ga je ook eens niet aan de slag met de lichtsensor, de temperatuur-sensor? Meer uitleg over de verschillende sensoren vind je op

34 VAN AFSTAND NAAR GELUID Als je de sonar-sensor wil gebruiken om de frequentie van het geluidssignaal te bepalen, dan moet je deze eerst uitlezen en vervolgens schalen naar een bereik dat voor de mens hoorbaar is. De afstand die de sonar-sensor uitleest (tussen 0 en 200 cm), moet met andere woorden worden omgezet naar een hoorbare frequentie (tussen 200 en Hz). De sonar zal dus een waarde tussen 0 en 200 teruggeven, terwijl geluidssignalen tussen 200 Hz en Hz afspeelbaar zijn op de buzzer. Je moet er daarom voor zorgen dat een 0 wordt afgebeeld op 200, en dat 200 wordt afgebeeld op Hiervoor programmeer je de volgende formule: frequentie = a*afstand + b. Hierin is a = /200 en b = 200. Merk op dat we nu gebruik zullen maken van twee variabelen: 1. De variabele afstand waarin de sonar-meting opgeslagen wordt; 2. De variabele frequentie die de afspeelbare frequentie zal bevatten (na omrekening van de afstand).

35 Spelen met variabelen: Bekijk bovenstaande code en probeer te achterhalen wat deze doet. Probeer het zelf! Je hebt het misschien al gehoord: als er geen object voor de sonarsensor staat, klinkt er een lage bromtoon. Dit komt omdat de sonar-sensor een 0 teruggeeft als hij geen obstakel ziet. Wijzig het programma zodat het stil blijft wanneer er geen obstakel gedetecteerd wordt (tip: je zal hiervoor de if-clausule moeten gebruiken).

36

37 KUNST IN DE KLAS? Het Theremin-project kan je op verschillende manieren gebruiken in de klas: als integraal STE(A)M-project (Science, Technology, Engineering, Art en Mathematics) of als losstaand project om de beginselen van programmeren en elektronica uit te leggen. In dit project voor beginners legden we bewust de link met kunst. Op school kan je deze link versterken door het project te koppelen aan, knutselen en tekenen. De ervaring leert dat veel meer leerlingen zich dan aangesproken voelen. Bovendien leidt het project tot een resultaat dat je bijvoorbeeld op een shoolfeest kan tentoonstellen. Een mogelijke didactische aanpak bestaat erin om de leerlingen per 2 à 3 te laten samenwerken en hen stelselmatig een nieuwe uitdaging voor te schotelen, gekoppeld aan een specifieke leerdoelstelling. Door deze opdrachten stap voor stap te doorlopen, komen de leerlingen steeds dichter bij de realisatie. Het is motiverend en ontroerend om te zien hoe ze hun successen vieren.

38 De grootste uitdaging voor de leerkracht? Die ligt misschien wel in het opzoeken van de grens waarop je de leerlingen net genoeg informatie geeft om hen toch zo zelfstandig mogelijk tot een oplossing te laten komen. Te veel informatie geven is verleidelijk, maar zo hou je de leerlingen niet voldoende gemotiveerd en intellectueel geprikkeld. Dit boekje is ontwikkeld om absolute beginners te leren programmeren. Als grafisch programmeren niet uitdagend genoeg is voor jou dan kan je een kijkje nemen in ons boekje over tekstueel programmeren. Dit boekje kwam tot stand in samenwerking met de leerlingen van de tweede graad van het Secundair Kunstinstituut Gent. Een filmpje van het volledige proces vind je op

39

40 SPIEKBRIEFJE De setup: wordt 1x uitgevoerd bij het opstarten van de Dwenguino De loop: bevat acties die herhaaldelijk uitgevoerd moeten worden zoals bijvoorbeeld het laten flikkeren van de leds. Pauzeren van de code: geef een tijd mee in milliseconden, 1000 milliseconden = 1 seconde.

41 Het LCD-scherm leegmaken Schrijven naar het lcd-scherm: schrijf de tekst Hallo Dwenguino op rij 1 en kolom 5 van het lcd-scherm. Geluid maken met de buzzer: eerst een toon met een opgegeven frequen0e starten, erna even wachten en dan de toon terug stoppen.

42 Keuzes maken, if: pas wanneer de voorwaarde na de if waar is dan wordt de code na de do uitgevoerd. Keuzes maken, if else if else: je kan door op het icoontje met het tandwiel te klikken de if aanpassen naar een if else if else structuur. Deze laat je toe meerdere voorwaarden te checken en een optie toe te voegen voor wanneer de andere voorwaarden niet voldaan zijn.

43 Afstanden meten met de sonarsensor: lees de waarde van de sensor met het Sonar blok, geef hierbij de juiste trigger en echo pin op. Gebruik het Set to blok om de waarde in een variabele op te slaan. Gebruik de variabele afstand waar nodig: je kan de variabele die de afstand bevat dan gebruiken waar je haar nodig hebt, bijvoorbeeld bij het afbeelden van de afstand op het lcdscherm

44 Werken met Dwenguino is leuk omdat het erg praktisch gericht is. Het opent ook mogelijkheden om technologie in de kunst te verwerken. Britt, 4de middelbaar Mijn collega ICT verraste mij met zijn vraag om samen te werken aan een project; nooit gedacht dat de symbiose ICT en Beeldende Vorming tot zo'n mooie, krachtige ontwerpen zou leiden! Grietje Vandaele, leerkracht Beeldende Vorming, Secundair Kunstinstituut Gent Je maakt iets praktisch, je leert werken met hardware en je kan zelf iets nieuws creëren. Matthias en Bruno, 4de middelbaar Bekijk alle boeken van Dwengo op htttp://dwengo.org/nl/books