Wat leren ze in dit level?
Kennis & inzicht
- DC-motor vs. servomotor: wanneer gebruik je wat? LPD 1
- Overbrengingen kwantitatief: tandwielverhouding, toerental vs. kracht LPD 19
- Waarom een motordriver (H-brug) nodig is — de Arduino kan geen motor rechtstreeks voeden LPD 17
- Regeling in de praktijk: sensor → beslissing → actie → opnieuw meten LPD 18
- Snelheid als recht evenredig verband: v = afstand ÷ tijd LPD 13
Vaardigheden
- Motoren en driver correct bekabelen (aparte voeding, gezamenlijke massa) LPD 11
- Servo aansturen op hoek en snelheid in mBlock LPD 20
- Een mechanisch systeem monteren en afstellen LPD 15
- Bewegende onderdelen ontwerpen in Fusion (passing, speling) LPD 10 LPD 14
- Systematisch testen en tunen voor een wedstrijd LPD 12
Twee paden, één missie.
Dit level is uitgewerkt in twee varianten omdat het robotmateriaal op school nog niet vastligt:
Pad A (kant-en-klaar) met mBot of vergelijkbare kit — minder bouwtijd, meer tijd voor programmeren
en de wedstrijd. Pad B (zelfbouw) met TT-motoren + L298N-driver + eigen chassis — meer techniek en
eigenaarschap, iets krapper qua tijd. Beide paden halen dezelfde leerplandoelen; pad B scoort extra op
LPD 11 (productieproces). Je kan ook mengen: helft van de klas A, helft B, en laten vergelijken.
Les-per-les opbouw
Week 16 — Alles wat draait 4 – 8 jan
- Nieuwjaars-kickoff: het jaarpad tot nu — "jullie kunnen al schakelen, meten, programmeren en printen. Nu: beweging."
- DC-motor opengeschroefd: spoel, magneet, borstels. Servo daarnaast: tandwielkast + potmeter + eigen elektronica → hij "weet" zijn hoek.
- Servo-practicum in mBlock: hoeken aansturen, zwaaien, snelheid variëren. Expliciet zeggen: dit mechanisme wordt in april je flipper.
- Tandwiel-onderzoek: verhouding tellen (12 t / 36 t = 1:3), draaisnelheid meten, kracht voelen. Waar zit dit in de fiets?
Week 17 — De robot rijdt 11 – 15 jan
- Pad A: mBot monteren (of controleren), verbinden met mBlock, rijblokken verkennen: vooruit, achteruit, draaien op de plaats vs. bocht.
- Pad B: chassis (3D-geprint, gelaserd of houten plaat) + 2 TT-motoren + wielen + zwenkwiel; L298N aansluiten (IN1-IN4, ENA/ENB), aparte batterijvoeding, massa's koppelen. Eerst één motor laten draaien, dan twee.
- Rij-oefeningen: vierkant rijden, slalom, exact 1 m rijden en stoppen (hoe kalibreer je dat? → tijd of omwentelingen).
Week 18 — De robot denkt 18 – 22 jan
- Ultrasone sensor vooraan (geprinte houder = mini-Fusion-oefening): obstakel < 15 cm → stop, achteruit, draai, verder. Bespreek de regelkring: meten → beslissen → handelen → opnieuw meten.
- Alternatief of extra: lijnvolger met 2 IR-sensoren (zigzag-principe).
- Kwantitatief: snelheidsmeting — 2 m afmeten, tijd klokken, v berekenen; klas-ranglijst. Wat gebeurt er met v bij verse batterijen? (mooi mini-onderzoek).
Week 19 — Pimp je robot 25 – 29 jan
- Fusion-opdracht: een accessoire dat écht monteert op het eigen chassis — bumper, vlaggenmast, sensorhouder, mini-grijper (servo!). Eis: minstens één schroefgat of kliksysteem dat past (meten!).
- Parcours-training: het wedstrijdparcours staat vanaf nu in de klas — oefenen, tijden noteren, tunen (snelheid vs. controle).
BOSS 3 — De robotparcours-wedstrijd week 20 · 1 – 5 feb
Parcours met start/finish, slalom, obstakelzone en (voor durvers) een lijnvolg-sectie. Punten voor tijd, precisie (strafpunten voor aanrakingen) en stijl (accessoire!). Elke leerling licht in 1 minuut de eigen aanpak toe: welk probleem was het lastigst en hoe heb je het opgelost?
- Werking — robot rijdt betrouwbaar en reageert op de sensor.
- Techniek — nette bekabeling, stevige montage, doordacht accessoire.
- Proces — tuning gedocumenteerd (wat heb je aangepast en waarom?).
- Uitleg — kan het verschil DC-motor/servo en de rol van de driver uitleggen.
Beloning: +200 XP tot +300 XP + badge 🤖 Robotmeester + podium-bonussen (🥇 +75, 🥈 +50, 🥉 +25 XP).
Alternatieven & differentiatie
Basis-pad
Robot die vooruit rijdt en stopt voor een obstakel (geen ontwijkmanoeuvre). Bij pad B mag het chassis een kant-en-klaar kitje zijn. Wedstrijddeelname in de "sprint-klasse" (recht stuk, alleen stoppen).
Alternatieve missies
- Robotarm: 2-3 servo's + geprinte segmenten; missie: blokje oppakken en verplaatsen
- Tekenrobot: stift in het midden, kunst door rijpatronen (spirograaf-effect)
- Kermis-attractie: draaimolen/zweefmolen met motor + overbrenging + LED's (voor wie liever bouwt dan rijdt)
Uitbreidingen
- Bluetooth-besturing via de mBlock-app (robot als RC-auto)
- Lijnvolgen én obstakels combineren (state-denken!)
- Snelheid regelen met PWM en het verband snelheid-spanning meten
- Side quest: 🛟 Veiligheidsinspecteur op de werkposten
Materiaal voor dit level
- Pad A (per 1-2 leerlingen): mBot of vergelijkbare mBlock-compatibele robotkit.
- Pad B (per 1-2 leerlingen): 2 TT-motoren + wielen, zwenkwiel, L298N-motordriver, batterijhouder (4×AA of 18650 volgens schoolbeleid), chassis (print/hout), schroefjes M3, kabelbinders.
- Gedeeld: HC-SR04 + houder, evt. IR-lijnsensoren, zwarte tape voor het parcours, kartonnen obstakels, meetlint en stopwatch voor de snelheidsmetingen.
De servo's van dit level worden hergebruikt als flipper-actuatoren in level 4-5 — koop ze dus meteen in voldoende aantal (2 per leerling + reserve). Zie Materiaal & budget.
Valkuilen & tips
Motoren rechtstreeks op de Arduino = kapotte Arduino. Hamer erop dat motoren
altijd via de driver en een eigen voeding lopen. Controleer élke opstelling vóór de batterij erin gaat
("voedings-APK" door de leerkracht).
Batterijen leeg = "mijn code is kapot". Zwakke batterijen geven rare bugs
(robot draait maar naar één kant). Leer ze: eerst spanning meten, dan pas debuggen. Voorzie reservebatterijen.
Parcours vroeg opbouwen: vanaf week 18 het wedstrijdparcours in de klas laten
liggen. Elke les 10 minuten vrij oefenen houdt de motivatie hoog.
Servo-bibber: servo's die trillen op hun eindpositie slopen batterijen; leer
de leerlingen de servo "los te laten" (detach) of naar een rustpositie te sturen — dat truukje hebben ze
in de flipperkast keihard nodig.
Voorbereidingschecklist leerkracht
- Robotmateriaal geïnventariseerd: pad A (kits) of pad B (losse onderdelen) definitief gekozen
- Servo's besteld: 2 per leerling + 20 % reserve (hergebruik in level 4-5!)
- Batterijen + laadbeleid geregeld (opladers/reserves)
- Parcoursmateriaal: tape, obstakels, stopwatch, meetlint
- Pad B: chassis-ontwerp getest (1 proefexemplaar geprint/gezaagd)
- Boss 3: wedstrijdreglement + scoreblad afgedrukt