Lesdoelen
- De leerling kan een drukknop correct aansluiten met een pull-down-weerstand van 10 kΩ en in eigen woorden uitleggen waarom die extra weerstand nodig is. LPD 17
- De leerling kan digitale invoer uitlezen en gebruiken in een als-dan-anders-structuur (selectie). LPD 20
- De leerling kan een variabele gebruiken als teller en het verschil tussen "zet … op" en "verander … met" toepassen. LPD 20
- De leerling kan het voetgangerslicht eerst als flowchart ontwerpen en daarna foutloos omzetten naar blokcode. LPD 20 LPD 17
Lesverloop (5 lesuren)
| Blok | Duur | Fase | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| 1 | 15 min | Instap | Foto van een Vlaams voetgangerslicht met drukknop: hoe "weet" het licht dat jij daar staat? Demo: de leerkracht drukt op een knop en een LED reageert — vandaag bouwt iedereen dit zelf. |
| 1 | 25 min | Instructie | Digitale invoer op het bord: een pin kan ook lúisteren (INPUT). Het zwevende-pin-probleem en de oplossing: de pull-down-weerstand. Live-demo met de seriële monitor: mét en zónder weerstand. |
| 1 | 10 min | Begeleid | Iedereen sluit de knop aan (pin 7, 10 kΩ naar GND) en controleert via de seriële monitor: losgelaten = 0, ingedrukt = 1. |
| 2 | 50 min | Zelfstandig | Stap 1: LED aan zolang de knop is ingedrukt (als-dan-anders in de eeuwige lus). Stap 2: de toggle — één druk = aan, nog een druk = uit. Wie de toggle ziet "stotteren" ontdekt contactdender (en de oplossing: even wachten). |
| 3 | 50 min | Zelfstandig | Stap 3: de teller — een variabele telt hoe vaak er gedrukt is en toont dat via de seriële monitor. Daarna: flowchart van het voetgangerslicht tekenen en laten aftekenen (zonder afgetekende flowchart geen blokken!). |
| 4 | 50 min | Zelfstandig | Missie: het voetgangerslicht bouwen en programmeren: knop indrukken → auto's van groen via oranje (3 s) naar rood → voetgangers 8 s groen → alles veilig terug naar de beginstand. |
| 5 | 35 min | Verdieping | Afwerken en testen (drie keer na elkaar foutloos!). Wie klaar is: uitbreidingen of side quest Reactiespel. Wie vastzit: mini-debug-dojo met de checks van week 10. |
| 5 | 15 min | Afsluiting | Logboek: foto van de opstelling + flowchart erbij; "welke bouwsteen was deze week nieuw?" (antwoord: selectie mét invoer + variabele). Opruimen, XP-moment. |
Instructie: de Arduino leert luisteren
1 · De knop aansluiten — waarom die extra weerstand?
Een pin die nergens mee verbonden is, "zweeft": hij vangt ruis op als een antenne en geeft willekeurig 0 of 1. Daarom trekken we de pin in rust naar 0 met een pull-down-weerstand:
- Van 5 V naar het ene been van de knop.
- Van het andere been van de knop naar pin 7.
- Van pin 7 óók via een weerstand van 10 kΩ naar GND.
Rust: de pin "hangt" via 10 kΩ aan GND → hij leest 0. Knop ingedrukt: 5 V wint het van de zwakke weerstand → de pin leest 1. Zo simpel is het — maar zonder die weerstand wordt je knop een dobbelsteen.
Breadboard-valkuil: de drukknop heeft 4 pootjes die per twee al intern verbonden zijn. Zet hem altijd óver de middengoot van het breadboard, anders "drukt" hij permanent.
2 · Stap 1: LED aan zolang je duwt
Selectie in het echt: de voorwaarde wordt élke ronde van de lus opnieuw gecheckt.
Klassieke fout uit week 10, patiënt 3: staat het als-blok búiten de lus, dan checkt het maar één keer. Voorwaarden horen ín de lus.
3 · Stap 2: de toggle (met geheugen!)
Eén druk = aan, nog een druk = uit. Daarvoor moet het programma onthóuden of de lamp brandt — dat doet de variabele lampstatus (0 = uit, 1 = aan).
De laatste twee blokken vangen contactdender op: een knop "stuitert" mechanisch enkele milliseconden. Zonder die blokken schakelt één druk soms drie keer.
4 · Stap 3 en de missie
De teller: vervang in de toggle het als-blok door "verander teller met 1" + "schrijf teller naar seriële monitor". Let op het verschil: zet vervangt de waarde, verander telt erbij — met "zet teller op 1" blijft je teller eeuwig 1.
Missie voetgangerslicht — de flowchart die je laat aftekenen bevat minstens deze stappen:
- Beginstand: auto's groen, voetgangers rood.
- Wacht tot de knop wordt ingedrukt.
- Auto's: groen uit → oranje 3 s → rood.
- 1 s veiligheidspauze (alles rood — net als in het echt!).
- Voetgangers 8 s groen, dan terug rood.
- 1 s pauze → auto's weer groen → terug naar stap 2.
Vijf LED's dus: rood/oranje/groen voor de auto's (pins 8/9/10 van week 7) + rood/groen voor de voetgangers (pins 11/12), elk met 220 Ω. De knop blijft op pin 7.
Opdrachten
Kernopdracht (iedereen)
- Sluit de knop aan (pin 7, pull-down 10 kΩ) en test via de seriële monitor: 0 in rust, 1 bij druk.
- Stap 1: LED aan zolang de knop is ingedrukt (als-dan-anders).
- Stap 2: de toggle met de variabele lampstatus.
- Stap 3: de teller — toon op de seriële monitor hoe vaak er gedrukt is.
- Teken de flowchart van het voetgangerslicht en laat ze aftekenen.
- Bouw en programmeer het voetgangerslicht; test de cyclus 3× foutloos. Foto + flowchart in het logboek!
Basis-pad
Stap 1 (LED zolang knop) + het voetgangerslicht met drie LED's (auto's rood/groen + voetgangers groen) volgens een aangereikte flowchart waarop alleen de tijden zelf ingevuld worden. De toggle mag overgeslagen worden; de teller wordt samen met de leerkracht gebouwd.
Uitbreidingen
- Lang drukken: het licht wisselt pas als de knop 2 s ingedrukt blijft (tegen "even plagen").
- Voetgangersteller: de teller uit stap 3 telt de overstekers en toont ze op de monitor.
- Tik-geluid: heb je al een buzzer? Laat hem tikken tijdens voetgangers-groen (officieel leerstof in week 14 — dit is een voorproefje).
- Slagboom-preview: een servo als slagboom bij het rode licht (level 3 komt eraan!).
Materiaal deze week
- Per leerling: drukknop (4-pins tactile switch) + 10 kΩ-weerstand + 2 extra LED's (rood/groen) + 2 × 220 Ω
- Uno + breadboard + jumperkabels (kit van level 1) — voorraad jumpers aanvullen
- Seriële monitor getest in mBlock op de klas-pc's (nodig vanaf blok 1!)
- Flowchart-bladen + de aangereikte basis-flowchart voor het basis-pad
- Instapfoto/filmpje van een Vlaams voetgangerslicht met drukknop
- De zwevende pin is je beste demo van de week: laat de pull-down-weerstand bewust weg en toon de seriële monitor — de waarde springt al om als je met je hand in de búúrt van de draad komt. Daarna de weerstand erin: rust. Niemand vergeet daarna nog waarom die weerstand er zit.
- Contactdender niet wegmoffelen: een teller die per druk 2-3 hoger springt is geen kapotte knop maar natuurkunde. Laat het eerst gebeuren, leg het dan uit — de wacht-oplossing (0,2-0,3 s) voelt dan als een overwinning.
- Verwachte struikelblokken: knop niet over de middengoot (permanent "ingedrukt"); de verkeerde pootjes-combinatie van de knop; = 1 vergeten in de vergelijking; het als-blok buiten de lus (verwijs terug naar dojo-patiënt 3).
- Flowchart-plicht handhaven: het aftekenmoment vóór het bouwen houdt het tempo erin en dwingt het denkwerk af. Wie zonder flowchart bouwt, loopt in blok 4 gegarandeerd vast op de volgorde van de lichten.
- Vooruitblik: volgende week analoge sensoren — LDR's + 10 kΩ en HC-SR04's tellen, rolmeters/meetlatten klaarleggen voor de afstandsmetingen.