Lab:Physical computing leerlijn/Opbouw

Uit Lab
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Physical computing leerlijn
Physical computing

Overzicht

De leerlijn Physical computing bestaat uit 3 fases:

  • kennismaking, waarin leerlingen de mogelijkheden van Physical computing verkennen
  • brede basis, voor het verwerven van basiskennis en vaardigheden voor Physical computing toepassingen
  • verdieping, voor meer gespecialiseerde kennis en vaardigheden


Kennismaking

  • oriëntatie en kennismaking met basisbegrippen van physical computing en programmeren
  • "engagement" en succes-ervaringen belangrijker dan kennis en vaardigheden
  • aansluiting bij persoonlijke interesses - via nabouw-projecten
  • hardware: microbit met ingebouwde sensoren en eventueel Grove onderdelen; eventueel geprepareerde opstellingen
  • programmeren: Makecode (blokjes) programmeren (bijv. micro-bit.nl leskaarten)
  • eventueel: naast ingebouwde sensoren en actuatoren, gebruik van Grove componenten.

Leerdoelen

  • kunnen benoemen van de hardware-onderdelen van een physical computing systeem
    • bijvoorbeeld aan de hand van een micro:bit-hardware, en in een schema
  • kennis van enkele (ingebouwde) sensoren en actuatoren;
  • en van de besturing daarvan vanuit software (blokjes);
  • identificeren van physical computing-voorbeelden in de eigen omgeving
  • voorbeelden van het gebruik voor: natuurkunde-experimenten; creatieve opstellingen; games; e.d.
  • enig begrip van het "waarom" van physical computing;
    • bijvoorbeeld: waarom heb je een controller nodig? welke extra mogelijkheden geeft dit?
    • wat maakt een apparaat of oplossing "slim"?

Software

  • Makecode (blokjesprogrammeren)

Hardware

  • microbit met ingebouwde sensoren en actuatoren
  • Grove shield met extra Grove sensoren
  • geprepareerde opstellingen (bijvoorbeeld: kruispunt)

Lesmateriaal

  • bijv. micro-bit.nl leskaarten (DevLab/Fontys)

Basis

De basisprincipes van Physical computing komen hier aan de orde: begrippen die je in vrijwel elk project nodig hebt.

Persoonlijke interesses kunnen in de projecten vorm krijgen.

Programmeren in Makecode/blokjes en in Python.H Hardware: in eerste instantie nog via Grove, maar ook kennismaking met breadboard.

Elektriciteit; spanning, stroom, weerstand, vermogen, energie

  • waarvoor heb je deze kennis nodig? onder andere om databladen (datasheets) van sensoren en actuatoren e.d. te kunnen lezen; om te weten hoe je deze moet aansluiten; en of bepaalde onderdelen wel te combineren zijn?

Signalen en events

  • waarvoor heb je deze kennis nodig? deze begrippen komen in bijna elke toepassing voor.
  • signaal: op elk moment waarde; analoog; digitaal, discretisatie;
  • A/D omzetting; schalen (omrekenen) van input
  • D/A omzetting (PWM?); schalen (omrekenen) van output
  • periodieke signalen; periode, frequentie; duty cycle, PWM
  • events: bijvoorbeeld indrukken van een knop; "beweging" - bewegingsdetector

Tijd; timers

  • (gekoppeld aan events; PWM)

Besturing: eindige automaten

  • waarvoor heb je deze kennis nodig? komen in veel toepassingen voor
  • directe besturing: van input naar output (met eventueel scholing)
  • toestandsafhankelijke besturing: eindige automaten
  • splitsen in een eenvoudige inleiding en een verdieping.

Serie-protocollen

  • gebruik van libraries - voor i2c en SPI; en voor specifieke sensoren; voor digitale LEDs
  • master/slave; adressering

Verdieping