Lesdoelen
- De leerling kan uitleggen wat een microcontroller is en minstens drie voorbeelden herkennen uit het dagelijks leven. LPD 4
- De leerling kan mBlock openen, een Arduino Uno via USB koppelen en de upload-modus activeren. LPD 20
- De leerling kan het Blink-programma (interne LED, pin 13) lezen, aanpassen en uploaden. LPD 20
- De leerling kan een externe LED op een breadboard aansluiten en aansturen met "zet digitale pin op hoog/laag". LPD 20
- De leerling kan met de blokken "wacht" en "herhaal" een eigen knippertempo of -patroon programmeren. LPD 4
Lesverloop (5 lesuren)
| Blok | Duur | Fase | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| 1 | 15 min | Instap | Speurtocht "verstopte computers": welke apparaten thuis hebben een klein brein? Wasmachine, magnetron, digitale thermostaat, afstandsbediening... Klassikale lijst op het bord. |
| 1 | 20 min | Instructie | Wat is een microcontroller: invoer → verwerking → uitvoer, op een chip zo groot als een nagel. De Arduino Uno rondgeven: pins, USB-poort, voedingsaansluiting. Korte tour door mBlock. |
| 1 | 15 min | Begeleid | Samen, stap voor stap: mBlock openen, de Uno kiezen als board, via USB koppelen, upload-modus aanzetten. Iedereen checkt: staat er een groen vinkje? |
| 2 | 50 min | Zelfstandig | Het Blink-programma bouwen (zie instructie), uploaden en zien werken: de ingebouwde LED naast pin 13 knippert. Tempo aanpassen van 1 s naar 0,2 s — wat verandert er? |
| 3 | 50 min | Zelfstandig | Externe LED + weerstand op het breadboard, aangesloten op pin 8. Code aanpassen: pin 13 wordt pin 8. Testen: knippert de échte LED mee? |
| 4 | 50 min | Zelfstandig | Tempo-challenge: bouw het SOS-signaal (kort-kort-kort, lang-lang-lang, kort-kort-kort). Experimenteer met de wachttijden tot het herkenbaar is. |
| 5 | 35 min | Verdieping | Wie klaar is: een eigen knipperritme bedenken en voordoen aan de klas, of de Debug-Detective/Speedrun side quest. Wie vastzit: klassikale upload-troubleshoot. |
| 5 | 15 min | Afsluiting | Logboek: filmpje/foto van de knipperende LED + antwoord op "wat ging fout bij je eerste upload, en hoe loste je het op?". Opruimen. XP-moment. |
Instructie: van Blink naar SOS
1 · Wat is een microcontroller?
Een microcontroller is een héél kleine computer op één chip: geen scherm, geen toetsenbord, maar wel een processor en een geheugentje. Hij doet drie dingen in een lus, duizenden keren per seconde:
- Invoer lezen — een knop, een sensor, een schakelaar.
- Verwerken — jouw programma beslist wat er moet gebeuren.
- Uitvoer aansturen — een LED, een motor, een buzzer.
De Arduino Uno heeft 14 digitale pins (genummerd 0 t.e.m. 13) die je zelf als invoer óf uitvoer kan instellen. Vandaag gebruik je ze alleen als uitvoer: "aan" (hoog, 5 V) of "uit" (laag, 0 V).
2 · Het Blink-programma
Blink is het "hallo wereld" van elke microcontroller: de simpelste lus die toch al drie belangrijke ideeën toont — een startblok, een eeuwige herhaling, en wachten tussen twee stappen.
wanneer Arduino Uno opstart
herhaal voortdurend
zet digitale pin 13 op hoog
wacht 1 seconden
zet digitale pin 13 op laag
wacht 1 seconden
Vervang overal "13" door "8" en je stuurt voortaan de externe LED aan in plaats van de ingebouwde.
3 · De tempo-challenge: SOS in morsecode
SOS is drie korte flitsen, drie lange, drie korte — het beroemdste noodsignaal ter wereld, en een perfecte oefening in "herhaal ... keer" gebruiken binnen "herhaal voortdurend".
wanneer Arduino Uno opstart
herhaal voortdurend
herhaal 3 keer
zet digitale pin 13 op hoog
wacht 0.2 seconden
zet digitale pin 13 op laag
wacht 0.2 seconden
wacht 0.4 seconden
herhaal 3 keer
zet digitale pin 13 op hoog
wacht 0.6 seconden
zet digitale pin 13 op laag
wacht 0.2 seconden
wacht 0.4 seconden
herhaal 3 keer
zet digitale pin 13 op hoog
wacht 0.2 seconden
zet digitale pin 13 op laag
wacht 0.2 seconden
wacht 2 seconden
S = drie korte flitsen (0,2 s aan), O = drie lange flitsen (0,6 s aan), S = nog eens drie korte. Een korte pauze (0,4 s) tussen de letters, een lange pauze (2 s) voor het signaal opnieuw begint.
Waarom knippert mijn LED niet, terwijl de upload lukt?
Negen van de tien keer klopt het pin-nummer in de code niet met het gaatje waar de draad echt zit, of
zit de LED omgekeerd (lang pootje = +). Check dat éérst, vóór je aan de code twijfelt.
Opdrachten
Kernopdracht (iedereen)
- Koppel de Arduino Uno met mBlock en zet de upload-modus aan.
- Bouw en upload het Blink-programma op pin 13.
- Sluit een externe LED + weerstand aan op pin 8 en pas de code aan.
- Verander het tempo (probeer 0,2 s en 2 s) — noteer wat je ziet.
- Bouw het SOS-signaal met "herhaal 3 keer".
- Film of fotografeer het resultaat voor het logboek.
Basis-pad
Blink werkend krijgen op pin 13 en pin 8 volstaat als kernresultaat. Het SOS-signaal mag met losse blokken (drie keer apart neergezet in plaats van "herhaal 3 keer") — het patroon telt, niet de netheid.
Uitbreidingen
- Twee LED's om beurten: pin 8 aan terwijl pin 9 uit is, en omgekeerd — de basis van je verkeerslicht volgende week!
- Eigen morsewoord: bouw je initialen in morsecode (zie de Morse-Meester quest, opent vanaf level 2).
- Sneller/trager: zoek het snelste tempo waarbij je nog een SOS-patroon herkent.
Materiaal deze week
- Per leerling: Uno + USB-kabel + breadboard, LED, 220 Ω weerstand, jumpers
- Pc's met mBlock 5 geïnstalleerd en USB-drivers (CH340) getest
- Voldoende vrije USB-poorten of een usb-hub per tafel
- Bordlijst "verstopte computers" klaar voor de instap
Leerkracht-hoek
- Verwachte struikelblokken: mBlock ziet de Uno niet (USB-driver of upload-modus staat uit), verkeerde poort gekozen, of een LED die niet aangaat door een omgewisseld pin-nummer. Leer de reflex: driver → poort → upload-modus → pas dan code.
- Timing: test élke kit vooraf — één kapotte USB-kabel kan een hele les vertragen. Hou een reservekabel en -board klaar.
- Differentiatie: het basis-pad met losse blokken i.p.v. "herhaal 3 keer" is een prima tussenstap; forceer de herhaal-blokken niet bij wie net het concept "wachten" onder de knie krijgt.
- Vooruitblik: volgende week start missie 1: het verkeerslicht met 3 LED's. De pin-discipline (pin-nummer = draad-plek) van deze week is daar essentieel.
Side quests die hier mooi bij passen
Speedrun (Blink foutloos opgeleverd binnen de tijd) ·
Debug-Detective (leerkracht saboteert een pin-nummer of wachttijd) ·
Helper (upload-buddy voor wie vastzit).