Auteur Roel van der Sloot Laatst gewijzigd 13 December 2016 Licentie CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Webadres http://maken.wikiwijs.nl/75388 Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijs Maken van Kennisnet. Wikiwijs Maken is een onderdeel van Wikiwijsleermiddelenplein, hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, vergelijkt, maakt en deelt.
Inhoudsopgave Inleiding Individuele Opdracht Groepsindeling Groepsopdracht A Groepsopdracht B LED's aansluiten op een Arduino A. Eén LED aansluiten op een Arduino B. Twee LED's aansluiten op een Arduino C. Acht LED's aangesloten op een Arduino Opdracht met Arduino Algemene informatie Arduino Over dit lesmateriaal Pagina 1
Inleiding Tijdens dit tweede project van Technologie & Toepassing zullen we ons richten op het onderwerp kerstverlichting. Daarbij zullen we onszelf gaan verdiepen op verschillende soorten van kerstverlichting. Op deze Wikiwijswebsite zullen de verschillende onderdelen en opdrachten van de module komen te staan. Er zal ook regelmatig nieuw materiaal verschijnen, waardoor tijdens de module de website zal groeien. GLOW Eindhoven kn.nu/ww.1a49d6d (gloweindhoven.nl) Dit is een link naar de website van GLOW Eindhoven. Op deze website vind je ook veel informatie over de lichtkunstwerken die speciaal voor dit evenement zijn gemaakt. Pagina 2
Individuele Opdracht De eerste opdracht van deze module gaan jullie individueel maken. De opdracht: Ga op internet op zoek naar verschillende soorten verlichting. Kijk niet op één website, maar bekijk meerdere sites en vergelijk deze met elkaar. Je zoekt minimaal 5 soorten verlichting (mag ook meer) en je bekijkt hoe dat deze werken. De opdracht lever je digitaal in via Magister (ELO, Opdrachten). Wat moet er in de opdracht? 1. Minimaal vijf verschillende soorten verlichting. (5 pnt.) 2. Beschrijf in eigen woorden per verlichting hoe dat deze werkt. (20 pnt.) 3. Noem de voordelen van deze soort verlichting. (10 pnt.) 4. Noem de nadelen van deze soort verlichting. (10 pnt.) 5. Op welke manier wordt deze verlichting veel toegepast, noem ook enkele voorbeelden. (10 pnt.) 6. Voeg per soort verlichting minimaal 1 foto toe of een filmpje dat je hebt gevonden. (5 pnt.) 7. Vermeld de websites (bronnen) waarvan je de informatie hebt gehaald. (5 pnt). Beoordeling van de opdracht: Aantal punten zichtbaar (zie hierboven). Totaal aantal punten: 65 punten. Cijfer = (behaalde punten/65) x 10 Pagina 3
Groepsindeling Hieronder staat de groepsindeling voor Module 2 Kerstverlichting van T&T: Groep 1 Miguel Reyes Max Oerlemans Jasper Cissen Joran van Zutphen Groep 2 Stijn van Haandel Dirk van Hees Mads van der Poel Bram van den Hurk Groep 3 Groep 4 Elma Heidt Fleur Boerdonk Lotte Dobbelsteen Simon Roumen Pim Houweling Mart van der Venne Joran Spierings Groep 5 Merel Nouwens Sterre Smits Gijs van den Broek Groep 6 Emma Elissen Nathalie Schulten Sem van den Tillaer Max Janssen Ook staat hier een voorbeeld van een logboek dat je kunt gebruiken bij de lessen T&T: Pagina 4
Logboek T&T.doc kn.nu/ww.8b3269a (doc, maken.wikiwijs.nl) Pagina 5
Groepsopdracht A In deze opdracht gaan we kijken naar verschillende soorten gebouwen en de verlichting. Je voert deze opdracht als groep uit en daarom besluit je als groep welke keuzes jullie maken in het proces. Wat ga je opzoeken/verzamelen? 1. Ga op zoek naar minimaal 10 wereldberoemde gebouwen die worden verlicht (denk hierbij aan de Toren van Pisa, het Vrijheidsbeeld, enz.). 2. Verzamel van elk gebouw een aantal foto's hoe dat deze 's avonds worden verlicht (zoek de mooiste foto's uit!). 3. Zet deze foto's bij elkaar per wereldberoemd gebouw op één pagina. 4. Kies samen met de leden uit je groep het mooiste genouw uit en leg uit waarom jullie speciaal voor dit gebouw hebben gekozen (gezamenlijke mening). 5. Zoek nu minimaal 5 verschillende (grote) gebouwen in Veghel óf je eigen woonplaats. 6. Verzamel per gebouw een aantal foto's en plaats deze ook weer ope één pagina bij elkaar. 7. Kies samen met de leden uit je groep een gebouw in Veghel waar jullie een lichtontwerp voor willen maken. Denk daar goed over na, want met deze keuze ga je later in deze module ook werken! Leg uit waarom jullie voor dit gebouw hebben gekozen (gezamenlijke mening). Pagina 6
Groepsopdracht B In de vorige les(sen) hebben jullie gewerkt met een Arduino en het aansluiten en programmeren van LED's. Pagina 7
In deze opdracht gaan jullie aan de slag met het ontwerpen van een kerstverlichting voor in huis! Dit kan van alles zijn, maar uiteraard is er een Programma van Eisen (PvE). Het Programma van Eisen (PvE): - De maximale afmetingen van je kerstverlichting zijn 15 cm x 15 cm x 15 cm. - De kerstverlichting wordt aangestuurd met een Arduino (programmeren). - De kerstverlichting bevat minimaal 8 LED's. Jullie zijn vrij in de keuze welke materialen je gebruikt en op welke wijze je dit wil gaan maken. Let daarbij wel op dat het praktisch uitvoerbaar moet zijn! Stap 1. Ieder groepslid maakt een eigen ontwerp (schets) van zijn/haar idee voor de kerstverlichting. Bewaar deze schetsen goed, want deze komen ook in je eindverslag. Stap 2. Je vergelijkt samen met de hele groep alle individuele ontwerpen en kiest als groep het idee uit welke jullie willen gaan uitvoeren. Stap 3. Maak een definitef ontwerp van jullie kerstverlichting. Daarbij moet duidelijk zijn hoe het er uit komt te zien en wat de werking is van je kerstverlichitng. Laat dit zo duidelijk mogelijk zien in het ontwerp! Stap 4. Maak een materialenlijst wat je nodig hebt voor het bouwen van je ontwerp. Bedenk ook al vast hoe je deze materialen gaat verzamelen. Stap 5. Maak je ontwerp. Wat komt er in het definitef ontwerp? In het defintief ontwerp komen een aantal onderelen: - De verschillende schetsen (van ieder groepslid minimaal 1). Dat mag ook een foto zijn van de schets op papier. - Een motivatie over welk definitief ontwerp jullie groep heeft gekozen, leg daarbij uit waarom jullie daarvoor hebben gekozen. - Duidelijke ontwerptekening (misschien zelf meerdere) waarbij de werking van de verlichting duidelijk wordt. - Beschrijving van het gekozen ontwerp en de werking er van (hoe zit het in elkaar? hoe werkt het?) - Plan van aanpak, hoe ga je het maken? - Materialenlijst Dit definitieve ontwerp lever je in bij Meneer van der Sloot via Magister. Pagina 8
LED's aansluiten op een Arduino A. Eén LED aansluiten op een Arduino We gaan de schakeling bouwen die te zien is in de afbeelding hieronder met behulp van een Arduino en een LED: In de afbeelding zie je de volgende onderdelen: Arduino UNO Breadboard LED Weerstand Draden Met behulp van deze schakeling kunnen we de LED laten knipperen. Arduino met één LED Pagina 9
Foto van Arduino met één LED Hoe bouw je de schakeling op? 1. Sluit een draad aan van de Arduino uitgang 2 naar het breadboard. 2. Steek de LED in het breadboard zoals in afbeelding 1 met de lange poot in verbinding met uitgang 2 van de Arduino. 3. Steek de weerstand in het breadboard, zodat deze een verbinding maakt tussen de korte poot en de blauwe rail op het breadboard. 4. Sluit een draad aan van de blauwe rail naar de Arduino uitgang GND op het breadboard. Hoe bedien je de schakeling? De Arduino progammeer je met behulp van de volgende code: void setup () { pinmode(2, OUTPUT); } void loop () { digitalwrite(2, HIGH); delay(1000); digitalwrite(2, LOW); delay(1000); } Arduino met één LED kn.nu/ww.2636fdf (youtu.be) Pagina 10
Opdracht A. Probeer zelf wijzigingen aan te brengen in de code, waarmee je de LED bedient. Kun je de LED sneller of langzamer laten knipperen? Kun je de LED ook in een ander 'patroon' laten knipperen? B. Twee LED's aansluiten op een Arduino We gaan de schakeling van onderdeel A nu uitbreiden met een tweede LED. Je ziet dit in afbeelding twee. Arduino met twee LED's Pagina 11
Foto van Arduino met twee LED's Hoe bouw je de schakeling op? 1. 2. 3. 4. Bouw de schakeling met één LED, zoals op de eerste pagina. Steek een tweede LED in het breadboard naast de eerste LED. Sluit een draad aan van de Arduino uitgang 3 naar de lange (!) poot van de LED. Steek de weerstand in het breadboard, zodat deze een verbinding maakt tussen de korte poot en de blauwe rail op het breadboard. Hoe bedien je de schakeling? De Arduino progammeer je met behukp van de volgende code: void setup () { pinmode(2, OUTPUT); pinmode(3, OUTPUT); } void loop () { digitalwrite(2,high); digitalwrite(3,low); delay(1000); digitalwrite(2,low); digitalwrite(3,high); delay(1000); } Pagina 12
Arduino met twee LED's kn.nu/ww.5cf88a5 (youtu.be) Opdracht B. Probeer zelf wijzigingen aan te brengen in de code, waarmee je de twee LED's bedient. Kun je de twee LED's sneller of langzamer laten knipperen? Kun je de twee LED's ook in een ander 'patroon' laten knipperen? C. Acht LED's aangesloten op een Arduino We bereiden de schakeling van A en B nu nog verder uit. Dit doen we zodat we in totaal acht LED's op een rij hebben staan, aangesloten op een Arduino. Arduino met acht LED's Pagina 13
Foto van Arduino met 8 LED's Hoe bouw je de schakeling op? 1. Bouw de schakeling met twee LED s, zoals op de vorige pagina 2. Steek nu nog zes LED s in het breadboard zoals in afbeelding 3 (let telkens op de lange en korte poot van elke LED!). 3. Sluit draden aan van Arduino uitgang 4 t/m 9 naar de lange poot van elke LED. 4. Steek nu nog zes weerstanden tussen de verbindingen van de korte poten van de LED naar de blauwe rail op het breadboard. Hoe bedien je de schakeling? De Arduino progammeer je met behukp van de volgende code: Pagina 14
void setup () { pinmode(2, OUTPUT); pinmode(3, OUTPUT); pinmode(4, OUTPUT); pinmode(5, OUTPUT); pinmode(6, OUTPUT); pinmode(7, OUTPUT); pinmode(8, OUTPUT); pinmode(9, OUTPUT); } void loop () { digitalwrite(2,high); digitalwrite(3,high); digitalwrite(4,high); digitalwrite(5,high); digitalwrite(6,high); digitalwrite(7,high); digitalwrite(8,high); digitalwrite(9,high); digitalwrite(9,low); digitalwrite(8,low); digitalwrite(7,low); digitalwrite(6,low); digitalwrite(5,low); digitalwrite(4,low); digitalwrite(3,low); digitalwrite(2,low); } Als het goed is zie je de LED s één voor een aan gaan en daarna weer uitgaan. Dit programma blijft zich herhalen. Kun je nu zelf veranderingen aanbrengen in het programma zodat de LED s in een ander programma aan en uit gaan? Arduino met 8 LED's kn.nu/ww.90ac302 (youtu.be) Opdracht met Arduino Pagina 15
Let op! Zorg er voor dat je eerst de voorgaande schakelingen met één, twee en acht LED's hebt gemaakt. Het is belangrijk om deze eerst te doen, omdat je daarmee ervaring opdoet in het werken met een Arduino. In deze eindopdracht ga je zelf een schakeling bouwen voor feestverlichting met behulp van een Arduino en LED's. De schekling moet aan twee voorwaarden voldoen: - Gebruik minimaal acht LED's in je schakeling. - Gebruik verschillende kleuren LED's in je schakeling. Verder ben je vrij om zelf een creatieve en kleurrijke schakeling te maken. Let daarbij ook het 'patroon' waarmee de LED's aan en uit gaan. Maak van de werkende schakeling een filmpje om deze later in te leveren. Algemene informatie Arduino Arduino UNO Belangrijke aansluitingen op de Arduino UNO: 1. USB-poort voor aansluiting met een computer. 2. 9 Volt aansluiting voor het werken zonder een computer. 3. Uitgangen 0 t/m 13 voor het aansluiten van onderdelen op de Arduino. 4. Ingangen A0 t/m A5 voor het uitvoeren van metingen met Arduino. 5. GND (Ground) voor aansluiting van 0 Volt op de Arduino. 6. 5V voor de aansluitng van 5 Volt op de Arduino. Pagina 16
Uitleg arduino code (programmeren) De code bestaat uit twee onderdelen, namelijk: de void setup en de void loop. Tijdens de void setup worden alle instelling uitgevoerd voor het programma. De void loop zorgt blijft de commando s die er in staan oneindig herhalen. Commando: Betekenis: Wat zie je gebeuren? pinmode(2, OUTPUT) Hiermee stel je pin 2 op de Arduino in als uitgang (output). Niets. digitalwrite(2, HIGH) De Arduino pin 2 krijgt hiermee een hoog signaal (de LED gaat aan. LED gaat aan). delay(1000); Het programma wacht nu precies 1000 miliseconden Wacht 1 seconde. (1000 miliseconden komt overeen met één seconde). digitalwrite(2, LOW); De Arduino pin 2 krijgt hiermee een laag signaal (de LED gaat uit LED gaat uit). delay(1000); Het programma wacht nu precies 1000 miliseconden (1000 miliseconden komt overeen met 1 seconde). Pagina 17 Wacht 1 seconde.
Over dit lesmateriaal Colofon Auteur Roel van der Sloot Laatst gewijzigd 13 December 2016 om 13:50 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Leerniveau VMBO theoretische leerweg, 4; HAVO 3; VMBO theoretische leerweg, 3; Leerinhoud en doelen Energie; Elektriciteit en magnetisme; Techniek; Natuurkunde; Eindgebruiker leerling/student Moeilijkheidsgraad gemiddeld Trefwoorden arduino, elektriciteit, elektronica, led, natuurkunde, programmeren, techniek Bronnen Bron Type GLOW Eindhoven http://www.gloweindhoven.nl/nl Link Arduino met één LED https://youtu.be/i9hyy5_qwea Video Arduino met twee LED's https://youtu.be/xcmin2-oyja Video Arduino met 8 LED's https://youtu.be/fcb-knimrpy Video Pagina 18