Lesdoelen
- De leerling kan drie detectieprincipes (mechanisch, optisch, contact) bouwen, aansluiten op de Arduino en uitleggen hoe elk principe de bal "ziet". LPD 17
- De leerling kan een score bijhouden met een variabele en die tonen via de seriële monitor, telkens wanneer een sensor triggert. LPD 20
- De leerling kan de drie sensoren systematisch testen (10 balpassages per sensor), de resultaten vergelijken in een tabel en op basis daarvan een keuze verbeteren of bevestigen. LPD 12
- De leerling kan uitleggen waarom een sensor soms dubbel telt en dat oplossen met een korte blokkeertijd na elke trigger (ontdenderen). LPD 20
Lesverloop (5 lesuren)
| Blok | Duur | Fase | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| 1 | 15 min | Instap | Demo: de leerkracht rolt een bal over een microswitch met een simpele teller zonder ontdendering — het scherm toont 3 punten voor 1 passage. Vraag aan de klas: hoe kan dat? (Het antwoord bewaren we voor blok 4.) |
| 1 | 35 min | Instructie | De drie principes op het bord, telkens met de vraag "wat sluit hier het contact / onderbreekt hier het licht?": microswitch (bal duwt een hendel of veerdraad in), IR-poortje (bal onderbreekt een onzichtbare lichtstraal), contactplaatjes (stalen kogel overbrugt twee folie-strips en is zélf de schakelaar). Aansluiten gebeurt telkens zoals de drukknop van week 11. |
| 2 | 50 min | Zelfstandig | Sensor 1 bouwen: microswitch met veerdraad op het testplankje, poortje waar de bal doorheen rolt. Aansluiten op pin 7 en testen met het leesblok in de seriële monitor: zie je 0 → 1 → 0 bij elke passage? |
| 3 | 50 min | Zelfstandig | Sensor 2 en 3 bouwen: het IR-poortje (zender en ontvanger recht tegenover elkaar, uitlijnen!) op pin 6 en de folie-plaatjes (twee strips met 2 mm tussenruimte, koperplakband naar de pinnen) op pin 5. Elke sensor apart testen via de monitor. |
| 4 | 50 min | Zelfstandig | De scoreteller programmeren: variabele score, +10 per trigger, tonen via de seriële monitor. Eerst zónder ontdendering (zie het probleem van de instap zelf!), dan mét: een wachttijd van 0,3 s na elke trigger. Test: telt hij nu exact 1× per passage? |
| 5 | 35 min | Onderzoek | De vergelijkingstest: per sensor 10 balpassages, noteer het aantal correct getelde. Vergelijkingstabel invullen (betrouwbaarheid, prijs, moeilijkheid) en de keuzevraag beantwoorden: welk principe komt waar op jóuw speelveld? |
| 5 | 15 min | Afsluiting | Logboek: vergelijkingstabel + keuze met argument + "wat is ontdenderen in één zin?". Plankje labelen en bij de modules van week 21-22 leggen. XP-moment. |
Instructie: drie manieren om een bal te zien
1 · De vergelijking
Geen enkel principe is "het beste" — ze zijn goed in iets anders. Dit is de tabel die je zelf gaat invullen met je eigen metingen:
| Microswitch | IR-poortje | Foliecontact | |
|---|---|---|---|
| Werkt met | elke bal | elke bal | alleen stalen kogel |
| Prijs | ±€ 1 | ±€ 2,50 | bijna gratis |
| Moeilijkheid | gemiddeld | uitlijnen! | makkelijk |
| Betrouwbaar? | … /10 | … /10 | … /10 |
| Remt de bal? | een beetje | nee | nee |
De rij "betrouwbaar?" vul je in met je test van 10 passages. Typische uitkomst: de microswitch wint op betrouwbaarheid, het IR-poortje op balsnelheid, de folie op prijs — maar alleen mét stalen kogel (week 22!).
2 · Score tellen + ontdenderen
Het hart van je kast-software. De laatste regel — wacht 0,3 seconden — is de ontdendering: zolang die wacht loopt, kan dezelfde balpassage niet nóg eens tellen.
wanneer Arduino Uno opstart
zet score op 0
herhaal voortdurend
wacht tot lees digitale pin 7 = 1
verander score met 10
schrijf score naar seriële monitor
wacht 0.3 seconden
Let op de plaats van "zet score op 0": één keer, vóór de lus. In de lus zou hij je score elke ronde wissen — dé klassieker uit het Blokkenboek (puzzel 3 en denkvraag 4).
Waarom telt hij dubbel? (Het antwoord op de instap)
Twee oorzaken. Eén: de metalen contacten in een schakelaar trillen bij het sluiten een paar
milliseconden na — de Arduino is zó snel dat hij elke tril als een nieuwe druk ziet. Dat heet
dender (Engels: bounce). Twee: een trage bal houdt de sensor lang genoeg ingedrukt
om de lus meerdere keren te doorlopen. Beide los je op met dezelfde truc: na één telling een korte
blokkeertijd (0,2 à 0,5 s) waarin triggers genegeerd worden. Te kort = dubbeltellen blijft;
te lang = een snelle tweede bal telt niet. 0,3 s is een prima startwaarde — ontdenderen dus.
Opdrachten
Kernopdracht (iedereen)
- Bouw de microswitch met veerdraad (pin 7) en test via de monitor.
- Bouw het IR-poortje (pin 6) en lijn zender en ontvanger uit.
- Bouw de folie-contactplaatjes (pin 5, stalen kogel).
- Programmeer de scoreteller: +10 per trigger, score op de monitor.
- Voeg de ontdendering toe (wacht 0,3 s) en toon het verschil.
- Test elke sensor met 10 passages en vul de vergelijkingstabel in.
- Kies je sensor(en) voor jouw speelveld — met argument in het logboek.
Basis-pad
Eén sensor volledig in orde is genoeg: de microswitch met veerdraad, mét werkende scoreteller en ontdendering. Het IR-poortje en de folie mogen bij een klasgenoot bekeken en in de tabel ingevuld worden op basis van diens test. Zelfde keuzevraag in het logboek.
Uitbreidingen
- Puntenzones: twee sensoren met verschillende waarden — de bumper geeft +50, de doorgang +10 (als-blokken per pin).
- Blokkeertijd-onderzoek: test 0,1 / 0,3 / 0,8 s ontdendering met snelle ballen — welke waarde mist er geen en telt er geen dubbel?
- Combo-teller: raak twee sensoren binnen 2 seconden en verdien bonuspunten (variabele + vergelijking).
Materiaal deze week
- Per leerling: 2-3 microswitches (met hendel) + veerdraad/pianodraad om de hendel te verlengen
- IR-breekbalk-paartjes of IR-LED + fototransistor-setjes (getest!), 1 per leerling
- Aluminiumfolie + koperplakband + schaar; stalen kogels uit week 22
- Uno + breadboard + jumpers + weerstanden (pull-down 10 kΩ); testplankjes van week 21-22
- Vergelijkingstabellen afgedrukt + demo-opstelling "dubbelteller" voor de instap klaargezet
Leerkracht-hoek
- Behandel ontdenderen klassikaal — dit komt bij letterlijk iedereen terug in de eindkast, en wie het hier mist, staat in week 31 met een kast die 70 punten geeft per balletje. De demo in de instap (bewust zonder blokkeertijd) maakt het probleem eerst zichtbaar; de oplossing landt daardoor veel beter in blok 4.
- Het IR-poortje is de frustratie-kandidaat: 2 mm scheef = geen detectie. Tip: eerst uitlijnen met de monitor open (waarde kijken), dan pas vastlijmen. Zonlicht op de ontvanger geeft valse triggers — weg van het raam.
- Folie-strips: de tussenruimte moet kleiner zijn dan de kogel-diameter maar de strips mogen elkaar nooit raken (2 mm werkt bij 17 mm kogels). Oxide en vuil zijn de vijand: even oppoetsen als de detectie hapert. En: dit werkt écht alleen met de stalen kogel — wie in week 22 voor de knikker koos, ziet hier het gevolg van die keuze. Leermoment, geen probleem.
- Testplankjes bewaren tot na de vergunning (week 26). Vooruitblik: volgende week krijgt de telling een gezicht — display, lichtshow en geluid. De scoreteller van deze week is daar de motor van.
Side quests die hier mooi bij passen
Debug-Detective (leerkracht saboteert een sensoropstelling:
ontdendering weggehaald of pull-down los) · Verslaggever (de
sensorvergelijking als testrapport) · Print-Dokter (houdertje voor
het IR-poortje geprint en passend gekregen).