Lærerveiledning - Ultralydsensor

Kompetansemål

Naturfag, 7. trinn: utforske, lage og programmere teknologiske systemer som består av deler som virker sammen
Teknologi og design, 10. trinn: velge og bruke ulike materialer og verktøy i arbeidet med prototyper for teknologiske produkt
Teknologi og design, 10. trinn: grunngi valg av design, materialer, verktøy og framgangsmåter, og reflektere over hvor trygge og bærekraftige valgene er
Teknologi og forskningslære X og 1, VG2: anvende kravspesifikasjon i arbeid med å utvikle og teste funksjonelle produkter og vurdere produktet opp mot kravspesifikasjonen
Teknologi og forskningslære 1, VG2: bruke og programmere mikrokontroller for å utvikle et produkt
Teknologi og forskningslære X og 1, VG2: utforske analoge og digitale signal fra sensorer

Forutsetninger og utstyr

Forutsetninger: Oppgaven er en introduksjon til Arduino, og krever ingen forkunnskaper eller erfaring. Det er en fordel å kunne litt engelsk.
Utstyr:
- 1 Arduino Uno
- Datamaskin med Arduino software installert (Se Eksterne ressurser) og USB-kabel
- 1 breadboard
- 1 ultralydsensor
- 6 ledninger

Fremgangsmåte

Her kommer tips, erfaring og utfordringer til de ulike stegene i den faktiske oppgaven. Klikk her for å se oppgaveteksten.

Koblingsskjema

Elevene skal allerede ha løst en del oppgaver før de begynner på denne, men hittil alltid fått koblingsskjema utlevert. Denne oppgaven kan være en god anledning til å la dem prøve å koble opp komponentene uten skjema. Det kan dog være greit å ha et koblingsskjema eller tre i bakhånd for å dele ut:

Hjelp til 7-segment-utfordringen

I oppgaven 7-Segment Display har vi laget koden som kan vise et tall mellom 0 og 9 på et display. Koden under vil bare skrive ut «Om du hadde hatt et display burde det vist tallet (tall)» om og om igjen på seriellkonsollet.

const auto ekko = 2; // Echo pin
const auto sender = 3; // Trig pin
const auto lydens_hastighet = 0.034029; // 340.29 m/s

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ekko, INPUT);
  pinMode(sender, OUTPUT);

  digitalWrite(sender, LOW);
}

void loop() {
  digitalWrite(sender, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(sender, LOW);

  auto tid = pulseIn(ekko);
  auto avstand = (tid * hastighet) / 2;

  auto syvsegment = map(avstand, 0, 127, 0, 9);
  Serial.print("Om du hadde hatt et display burde det vist tallet ");
  Serial.println(constrain(syvsegment, 0, 9));

  delay(100);
}

map vil lineært skalere avstand fra verdiområdet 0-127 til en verdi fra 0 til 9. En avstand på over 127 cm vil gi høyere verdier enn 9.

Tallet 127 cm er litt tilfeldig valgt som et tall som kan gi mening for å oppdage gjenstander rundt pulten. Ultralydsensoren skal kunne «se» opp til 4 meter fremfor seg, men da må de være store og flate (f.eks. en vegg).

For formelen brukt i map, se referansen for hos arduino.cc. Dette kan være relevant om man vil vinkle denne oppgaven inn mot matematikk.

constrain vil her gjøre at alle verdier høyere enn 9 vil bli satt til 9.