Les 2: Achtergrond-info Physical Computing

• newEditor
• Informatica
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Les 2: Achtergrond-info

Physical Computing

Je kan benoemen waar Physical Computing om je heen voorkomt

Je kan uitleggen wat actuatoren zijn

Je kan uitleggen wat sensoren zijn en wat ze meten

Vandaag

• Groepsindeling

• Opdracht

  • Tijdslijn

  • Iteratief werken

• Lezen Fundament

Groepsindeling

Opdracht/tijdslijn

• Deze week: Introductie Physical Computing in Fundament

  • Gebruik het als inspiratie!

• Week 2: Ontwerp

• Week 3: Expertdeel

Deadline: Ontwerp, backlog en Expertdeel, 20 november

• Week 4: bouwen

• Week 5: bouwen

• Week 6: bouwen

• Week 7: bouwen

Deadline: Verslag inleveren, 18 december

• Week 8: Demo's

Iteratief werken

Wat was dat ook alweer?

3

minute

00

second

add30s

Zoek een oud verslag op en kijk:

Wat wilde je de volgende keer beter doen?

Woorden die ik wil horen:

- sprints

- Retrospectives

- kick-off

- bijsturen

Theorie lezen

Fundament: M. Physical Computing, Inleiding

• Waar vind je Physical Computing?

• Zintuigen en Sensoren

• Onderdelen

20

minute

00

second

add30s

Voorbeeld: Robotgrasmaaier

Welke sensoren heb je nodig voor een robotgrasmaaier?

En welke grootheid meten die?

Sensoren robotgrasmaaiers

• Bots- of stootsensoren: Registreren fysiek contact met een object. Zodra de maaier ergens tegenaan botst, rijdt hij achteruit, draait en kiest een andere richting. De messen stoppen hierbij direct.

• Hef- en kantelsensoren (tilsensoren): Detecteren wanneer de maaier wordt opgetild, kantelt of omvalt. De snijdende messen worden dan onmiddellijk uitgeschakeld om verwondingen te voorkomen

• Afstandssensoren (ultrasone sensoren of radar): Meten de afstand tot obstakels zonder dat er fysiek contact nodig is. Hierdoor kan de maaier op tijd afzwakken of om een object heen navigeren.

Sensoren robotgrasmaaiers

• Camera's en AI-zichtcamera's: Worden op luxere modellen ingezet om speelgoed, huisdieren, mensen of tuinmeubels visueel te herkennen en te ontwijken.

• LiDAR (Light Detection and Ranging): Gebruikt laserpulsen om de omgeving in kaart te brengen en een plattegrond van de tuin te maken (vaak bij maaiers die zonder begrenzingsdraad werken).

• Wielsnelheids- en hellingssensoren: Meten of de maaier slipt, vastloopt in de modder of zich op een te steile helling bevindt.

Welke actuatoren heb je nodig voor een robotgrasmaaier?

Actuatoren robotgrasmaaier

• Wielmotoren (Aandrijfmotoren): Dit zijn meestal twee onafhankelijke elektromotoren die de achterwielen of voorwielen afzonderlijk aansturen. Door de wielen op verschillende snelheden of in tegenovergestelde richtingen te laten draaien, kan de robotmaaier sturen en om zijn eigen as draaien.

• Stuurmechanisme: Bij sommige geavanceerde modellen met vierwielaandrijving of specifieke voorwielbesturing zorgen aparte actuatoren voor het fysiek bijsturen van de wielas.

Actuatoren robotgrasmaaier

• Messenmotor (Maaimotor): Een elektromotor die de maaischijf of de messen laat spinnen om het gras af te snijden.

• Elektrische maaihoogte-actuator: In luxere modellen zit een kleine stappenmotor die de maaischijf fysiek omhoog of omlaag beweegt. Hiermee kun je via een app de maaihoogte digitaal aanpassen.

• Elektronische remmen / Blokkeersystemen: Zodra de hef- of kantelsensoren gevaar detecteren, stopt een elektronische actuator de messenmotor binnen een fractie van een seconde.

Wat heb je nog meer nodig?

Onderdelen robotgrasmaaier

• Wielen: Meestal twee grote achterwielen met een grof profiel voor grip op nat gras en hellingen, en één of twee kleinere zwenkwielen aan de voorkant voor de wendbaarheid.

• Behuizing en skelet (chassis): De buitenkant (vaak uv- en weerbestendig kunststof) die de interne elektronica beschermt tegen regen, vuil en zonlicht. De kap is vaak flexibel gemonteerd om schokken van de bots-sensoren op te vangen.

• Messen en messenschijf: Een roterende plaat onder de robot waar de messen aan gemonteerd zijn. Vaak drie of vier vlijmscherpe, losjes gemonteerde mesjes (als scheermesjes) die door de middelpuntvliedende kracht naar buiten klappen. Als ze iets hards raken (zoals een steen), klappen ze in om schade te voorkomen.

Onderdelen robotgrasmaaier

• Moederbord (Mainboard / PCB): Het centrale zenuwstelsel van de robot. Dit computeronderdeel verwerkt alle data van de sensoren en stuurt op basis daarvan de actuatoren (motoren) aan.

• Connectiviteitsmodules (Wi-Fi, Bluetooth, 4G/5G, GPS): Hiermee communiceert de maaier met je smartphone-app of de cloud voor software-updates en diefstalbeveiliging.

• Batterij en laadcontacten: De oplaadbare batterij die zorgt voor de stroomvoorziening van alle elektronica en motoren. Metalen strips of pinnen op de robot die fysiek verbinding maken met het laadstation om de accu op te laden

Theorie lezen

Fundament: M. Physical Computing, Inleiding

• Waar vind je Physical Computing?

• Sensoren

• Onderdelen

• Toepassing

Ben je klaar?

Lees verder in Cyclus 2: "Smart Cities"

5

minute

00

second

add30s

Voor je vertrekt

Beantwoord de vragen op papier,

en lever ze bij mij bij de deur in.

Zet je naam erop!!