Lesdoelen
- De leerling kan het verkeerslicht-programma uitbreiden met een knipperend-oranje nachtmodus met een herhaal-blok. LPD 4
- De leerling kan uitleggen hoe een FDM-printer een object laag per laag opbouwt vanuit gesmolten filament. LPD 11
- De leerling kan de veiligheidsregels bij de 3D-printer correct toepassen (hete nozzle, tijdens het printen niets aanraken, haar/kledij vast). LPD 8
- De leerling kan een eenvoudig object (naamtag/sleutelhanger) ontwerpen in Tinkercad 3D en voorbereiden om te slicen en printen. LPD 11
- De leerling kan parate kennis over stroomkring, symbolen, geleiders, wet van Ohm en veiligheid correct toepassen in toets 1. LPD 8
Lesverloop (5 lesuren)
| Blok | Duur | Fase | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| 1 | 50 min | Toets | Toets 1 (zie toets1.html): parate kennis uit weken 2-6 — symbolen, stroomkring, geleiders/isolatoren, wet van Ohm, veiligheid. Stil en individueel afnemen; kort overlopen welke vragen het lastigst waren. |
| 2 | 50 min | Zelfstandig | Verkeerslicht afwerken: nette bedrading, labels bij elke draad, cyclus nog drie keer foutloos laten lopen. Wie klaar is, begint aan de nachtmodus. |
| 3 | 20 min | Instructie | 3D-print-rijbewijs: hoe werkt FDM (filament smelten, laag per laag), veiligheidsregels, wat is "slicen" (3D-model → lagen → instructies voor de printer). |
| 3 | 30 min | Begeleid | Samen een eerste vormpje in Tinkercad 3D: een blokje uitrekken, een gaatje boren. Iedereen doet elke stap live mee op eigen scherm. |
| 4 | 50 min | Zelfstandig | Eigen naamtag of sleutelhanger ontwerpen: naam/initialen als tekst, gaatje voor de sleutelring, dikte gecontroleerd. Klaarzetten voor de printer-wachtrij. |
| 5 | 35 min | Verdieping | Eerste prints starten (per groepje om de beurt) én reserve-tijd voor wie met het verkeerslicht achterloopt — deze week is bewust ruim opgezet. |
| 5 | 15 min | Afsluiting | Logboek: foto van het verkeerslicht mét nachtmodus + screenshot van het 3D-ontwerp. Opruimen. XP-moment. |
Instructie: nachtmodus en de 3D-printer
1 · Nachtmodus: knipperend oranje
Veel echte verkeerslichten schakelen 's nachts om naar knipperend oranje: minder verkeer, dus geen volledige cyclus meer nodig. In code is dat een herhaal-blok dat een vast aantal keer een LED aan/uit zet.
wanneer Arduino Uno opstart
herhaal 5 keer
zet digitale pin 9 (oranje) op hoog
wacht 0.5 seconden
zet digitale pin 9 (oranje) op laag
wacht 0.5 seconden
Bouw dit als los stukje na je gewone cyclus (of laat het draaien in plaats van de cyclus) — zo zie je meteen of vijf knipperingen er ook echt vijf zijn, niet vier of zes.
2 · Hoe werkt een 3D-printer?
Onze printers zijn FDM-printers (Fused Deposition Modeling): een spoel plastic draad (filament) wordt in een hete kop gesmolten en als een dunne sliert neergelegd — laag na laag, van onder naar boven, tot het hele object er staat.
Slicen = software (bv. Cura) snijdt je 3D-model virtueel in dunne lagen en berekent het exacte pad dat de nozzle moet volgen. Zonder slicen begrijpt de printer je ontwerp niet.
Drie veiligheidsregels bij de printer
De nozzle is ±200 °C heet — nooit aanraken, ook niet vlak na het printen. Tijdens het printen
blijft de printer dicht/onbeheerd op afstand draaien, niet aan de bewegende delen komen. Lang
haar vast, loshangende kledij weg bij de printkop.
Opdrachten
Kernopdracht (iedereen)
- Maak toets 1.
- Werk het verkeerslicht af: nette bedrading + drie foutloze cycli.
- Voeg de nachtmodus toe: 5× knipperend oranje met een herhaal-blok.
- Doorloop het 3D-print-rijbewijs (FDM + veiligheid + slicen).
- Ontwerp een naamtag/sleutelhanger in Tinkercad 3D (tekst + gaatje).
- Zet je ontwerp in de printer-wachtrij en noteer de instellingen in het logboek.
Basis-pad
De nachtmodus is hier een uitbreiding, geen verplichting: het afgewerkte verkeerslicht (zonder nachtmodus) volstaat als kernresultaat. Voor de naamtag mag een voorbeeldsjabloon overgetekend en op maat gemaakt worden.
Uitbreidingen
- Overdag/'s nachts wisselen: denk alvast na hoe je dat later met een knop zou aansturen (preview week 11).
- Complexer ontwerp: meerdere lagen/vormen combineren, of een reliëf-tekening op de sleutelhanger.
- Printtijd vergelijken: print dezelfde vorm met twee verschillende laagdiktes — wat kost meer tijd, wat oogt netter?
Materiaal deze week
- Toets 1 klaargezet (papier of online via toets1.html) + correctiesleutel
- Verkeerslicht-kits van week 7 nog beschikbaar (Uno + breadboard + 3 LED's)
- 3D-printer bedrijfsklaar, bed schoongemaakt, voldoende PLA
- Tinkercad 3D-toegang (klascode) getest op alle pc's
- Sleutelringetjes klaar voor wie zijn print afwerkt
- Veiligheidsposter 3D-printer zichtbaar opgehangen
Leerkracht-hoek
- Toets 1: plan die als eerste blok van de les, stil en individueel, geen telefoons. Reken op 20-25 minuten effectieve afname (zie richttijd op toets1.html) — de rest van het blok is voor een korte klassikale bespreking van de lastigste vragen.
- Verwachte struikelblokken: de nachtmodus-lus die per ongeluk ín de gewone cyclus-lus komt te hangen (dan knippert alles door elkaar); bij het printen: te fijne laagdikte gekozen waardoor de print een volledig lesuur duurt. Kies voor de eerste print bewust een grove laagdikte (0,2-0,3 mm).
- Timing: dit is een bewuste reserveweek (zie jaarpad) — verlies je tijd aan de toets of aan printer-wachtrijen, snoei dan eerst in de verdieping van blok 5, niet in de kernopdracht.
- Differentiatie: laat snelle leerlingen helpen bij het beheren van de printer-wachtrij (Helper-XP) terwijl trager werkende leerlingen het verkeerslicht afwerken.
- Vooruitblik: volgende week is boss battle 1 — de verkeerslicht-demo. Herinner iedereen dat het schema ook mee moet voor de rubric.
Side quests die hier mooi bij passen
Print-Dokter (diagnose een mislukte print: spaghetti, warping,
losse lagen) · Veiligheidsinspecteur (mini-risicoanalyse van de
3D-printhoek) · Speedrun (verkeerslicht foutloos in 15 minuten).