Lesdoelen
- De leerling kan uitleggen waarom een Arduino-pin geen motor rechtstreeks kan voeden en welke rol een motordriver (H-brug) daarin speelt. LPD 17
- De leerling kan (pad B) de L298N-motordriver correct bekabelen: IN1-IN4 op digitale pinnen, ENA/ENB op pwm-pinnen, motoren op de uitgangen, een aparte batterij als motorvoeding en een gezamenlijke massa met de Arduino. LPD 11
- De leerling kan (pad A) de mBot monteren of controleren, verbinden met mBlock en de basis-rijblokken gebruiken. LPD 4
- De leerling kan vooruit, achteruit en een bocht programmeren door de motorsnelheden te sturen, en een rijafstand van exact 1 m kalibreren. LPD 4 LPD 17
Lesverloop (5 lesuren)
| Blok | Duur | Fase | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| 1 | 15 min | Instap | Terugblik week 16: servo kent zijn hoek, een DC-motor niet. Vraag: "een DC-motor trekt tot 2 A stroom — hoeveel levert een Arduino-pin?" (antwoord: max. 20-40 mA). Dus? |
| 1 | 30 min | Instructie | De H-brug uitgelegd met het blokschema op het bord: Arduino → motordriver → motoren + aparte batterij. Pad A en pad B naast elkaar getoond; klas kiest of is al ingedeeld. |
| 1 | 10 min | Begeleid | Pad B: iedereen wijst IN1-IN4, ENA/ENB en de twee voedingsingangen aan op de eigen L298N-module. Pad A: mBot uitgepakt en visueel vergeleken met het schema (dezelfde onderdelen zitten er ook in, maar ingebouwd). |
| 2 | 50 min | Zelfstandig | Chassis afwerken: pad A het mBot-frame monteren/controleren en met mBlock verbinden; pad B de twee TT-motoren, wielen en het zwenkwiel op het chassis bevestigen en de L298N bekabelen (voedings-APK vóór de batterij erin gaat!). |
| 3 | 50 min | Zelfstandig | Eerste beweging: één motor laten draaien, dan de tweede, dan samen vooruit. Pad A test met het kant-en-klare rijblok, pad B met de IN/EN-blokken van het blokschema. |
| 4 | 50 min | Zelfstandig | Achteruit en bochten programmeren (draaien op de plaats vs. een ruime bocht). Rij-oefeningen: vierkant rijden, slalom tussen kegels/potjes, exact 1 m rijden en stoppen. |
| 5 | 35 min | Verdieping | Wie klaar is: snelheid variëren met ENA/ ENB (pad B) of de snelheidsparameter (pad A), side quest of Helper-XP. Wie vastzit: klassikale debug-ronde rond de meest voorkomende fout (draait maar één wiel?). |
| 5 | 15 min | Afsluiting | Logboek: foto van de rijdende robot + gemeten tijd voor 1 m. Opruimen (batterijen los!), XP-moment, vooruitblik: volgende week denkt de robot zelf na. |
Instructie: de robot aan het rijden krijgen
1 · Pad A — de mBot
De mBot heeft zijn motordriver al ingebouwd: twee DC-motoren met wielen, verbonden met een controller die met mBlock praat via Bluetooth of USB. Bouwen (of controleren of alles goed vastzit) gaat sneller — daardoor blijft er meer tijd over voor programmeren en straks de wedstrijd.
wanneer Arduino Uno opstart
rij vooruit op snelheid 150
wacht 2 seconden
draai rechts op snelheid 100
wacht 1 seconden
stop de motoren
Onder de motorkap gebeurt hier exact hetzelfde als bij pad B — alleen zit de driver al op de printplaat van de mBot.
2 · Pad B — chassis en motordriver
Zelfbouw: een chassis (geprint, gelaserd of houten plaat) met 2 gele TT-motoren + wielen en een zwenkwieltje vooraan of achteraan voor stabiliteit. De motoren worden gestuurd via een L298N- motordriver:
- IN1/IN2 bepalen de draairichting van motor A, IN3/IN4 die van motor B (hoog/laag = vooruit/achteruit, afhankelijk van je bedrading).
- ENA/ENB zijn pwm-pinnen die de snelheid bepalen (0 = stil, 255 = vol vermogen) — zónder signaal op ENA/ENB draait er niets, ook al staan IN1-IN4 correct.
- De motoren krijgen hun stroom via een aparte batterij op de voedingsingang van de L298N — nooit via de 5 V van de Arduino.
- De massa's van Arduino, driver én batterij moeten wél met elkaar verbonden zijn, anders "spreken" de twee voedingen elkaars taal niet.
3 · Het blokschema (pad B): Arduino → L298N → 2 motoren + batterij
Onthoud het driehoekje: richting (IN-pinnen, hoog/laag) + snelheid (EN-pinnen, pwm) + eigen stroom (aparte batterij) = een motor die luistert zonder je Arduino op te blazen.
Motoren nooit rechtstreeks op de Arduino
Een motor trekt bij het opstarten of afremmen een korte stroompiek die een Arduino-pin ruim overschrijdt
— en die piek kan ook terugslaan en de chip beschadigen. Motoren gaan dus altijd via de driver,
met een eigen voeding. Laat elke opstelling controleren vóór de batterij erin gaat.
Opdrachten
Kernopdracht (iedereen)
- Kies of bevestig je pad (A: mBot, of B: zelfbouw) samen met de leerkracht.
- Pad A: monteer/controleer de mBot en verbind hem met mBlock.
Pad B: monteer chassis + 2 TT-motoren + zwenkwiel en bekabel de L298N (IN1-4, ENA/ENB, aparte batterij, massa gekoppeld) — laat de voedings-APK doen vóór je de batterij aansluit. - Laat één motor draaien, dan de tweede, dan beide samen vooruit.
- Programmeer achteruit en een bocht (draaien op de plaats én een ruime bocht met ongelijke snelheid).
- Rij-oefeningen: een vierkant rijden, een slalom tussen kegels, en exact 1 m rijden en stoppen (kalibreer met tijd of met een telling).
- Logboek: foto van de rijdende robot + je 1 m-tijd.
Basis-pad
Pad A: enkel vooruit, achteruit en één vaste bocht met de aangereikte blokken. Pad B: eerst één motor laten draaien met een aangereikte codevoorbeeld, dan de tweede; de kalibratie voor 1 m gebeurt samen met een buddy of de leerkracht. Zelfde logboekfoto als iedereen.
Uitbreidingen
- Snelheidscurve: rij dezelfde 1 m op drie verschillende ENA/ENB-waarden (of snelheden bij pad A) en vergelijk de tijden.
- Bluetooth-RC: bestuur de mBot live vanuit de mBlock-app als afstandsbediening.
- Achtbaan-parcours: rij een 8-vorm met alleen vooruit- en bochtblokken — hoeveel pogingen heb je nodig?
Materiaal deze week
- Pad A: mBot (of gelijkaardige kit) per duo, USB-kabel of Bluetooth-dongle
- Pad B: chassis + 2 TT-motoren + wielen + zwenkwiel, L298N-module, batterijhouder + batterijen, schroefjes M3, kabelbinders
- Multimeters voor de voedings-APK (spanning batterij checken vóór aansluiten)
- Kegeltjes/potjes voor de slalom, meetlint en tape voor het vierkant en de 1 m-lijn, stopwatch
- Reservebatterijen — lege batterijen kosten volgende week nog een debug-uur
Leerkracht-hoek
- Voedings-APK verplicht: vóór er een batterij in een pad-B-opstelling gaat, controleert de leerkracht kort: motoren op de OUT-pinnen (niet op 5 V!), batterij op de motorvoeding (niet op de Arduino), massa's gekoppeld. Dertig seconden per groepje, geen enkele kapotte Arduino.
- Klassieke fout: ENA/ENB vergeten aan te sluiten of op 0 laten staan — de motor "doet niets" terwijl de bedrading verder klopt. Eerste checkvraag bij een stille motor.
- Draait maar één wiel? Vaak IN1/IN2 of IN3/IN4 verwisseld, of één motor omgekeerd aangesloten — laat de leerlingen de draairichting per motor apart testen vóór ze combineren.
- Differentiatie tussen paden: pad B kost meer bouwtijd maar levert meer LPD 11-bewijs op; wie achterloopt mag altijd overschakelen naar een kant-en-klaar chassis.
- Vooruitblik: volgende week komt de ultrasone sensor erbij — geprinte sensorhouders alvast klaarleggen of laten printen.
Side quests die hier mooi bij passen
Veiligheidsinspecteur (voedings-APK als mini-risicoanalyse) ·
CAD-Wizard (alvast een geprinte motorhouder of wielnaaf ontwerpen) ·
Soldeer-Sensei (nette, vaste verbindingen op de L298N-module).