- Ingezonden -Experimenteren met de Raspberry Pi Zero

Experimenteren met de Raspberry Pi Zero

We gaan in Nederland starten met een beginnerscursus om de Raspberry computer te leren bedienen en er veel leuke en leerzame experimenten mee te gaan uitvoeren. Dit kun je op school doen maar ook heel goed thuis. De Raspberry Pi is een computer maar dan op creditcard formaat. (65mm x30mm x5mm) en te koop voor heel weinig geld.

Veel scholen hebben al opdrachtjes met bijvoorbeeld de Arduino (dat is geen computer maar een microprocessor), maar onderwijs met de Raspberry Pi is in Nederland nog niet echt van de grond gekomen. Het bijzondere aan Raspberry Pi computer is dat deze speciaal voor het onderwijs is ontwikkeld door de Raspberry Pi Foundation uit Engeland om te bevorderen dat jonge mensen kennismaken met het programmeren van computers, het zelf natuurkundige experimenten doen met de computer en het leren kennen van de moderne digitale wereld van het meten met sensoren en besturen van apparaten, zelfs op afstand met hulp van het internet. ( Internet of Things, IoT )

Om dit mogelijk te maken hebben alle modellen van de Raspberry Pi een zelfde unieke uitbreidingsconnector waar jezelf heel veel elektronica onderdelen op kunt aansluiten zoals: leds, schakelaars, drukknoppen, temperatuur/vocht/druk sensoren, motortjes, enz.

Het bijzondere van deze cursus is dat het echt een beginnerscursus is, je hoeft geen techneut te zijn om hier mee te kunnen starten. Vooral als je denkt dat computers te ingewikkeld voor je zijn, maar je hebt toch wel technische interesse dan is deze cursus geschikt om uit te zoeken of je idee over jezelf wel klopt!

Als op je school ook een volwassene met een technische achtergrond de cursus gaat volgen dan kun je altijd hulp krijgen als het even niet lukt. Of je bespreekt het met huisgenoten die het ook wel interessant vinden om mee te doen. Of staat het antwoord op je vraag misschien al op een online forum.

Wat zijn de voordelen van deze cursus ?

  • Je kan direct starten met experimenteren wat alle benodigde programma’s zijn al meegeleverd op een micro SD card die je in de connector op de Raspberry Pi Zero print steekt.

  • Je hebt alleen maar onze kit nodig en een laptop of PC, thuis of op school. Verder een wifi verbinding en een standaard USB adapter als voeding bijvoorbeeld van je telefoon.

  • Met deze instap-cursus kom je er snel achter of deze digitale “wereld” van ICT en moderne elektronica iets voor je is.

  • Met je opgedane kennis kun je gemakkelijk overstappen naar de “mini desktop PC”, de Raspberry Pi model 4 die al te koop is vanaf € 40

  • Dit kan het startpunt worden om zelf je eigen projecten te realiseren omdat er ontzettend veel gratis software beschikbaar is van spelletjes tot wetenschappelijke experimenten. Er zijn wereldwijd al meer dan 10 miljoen Raspberry’s verkocht en al duizenden scholen zijn er al mee aan de slag gegaan! Er zijn voorbeelden beschikbaar over Muziek maken met Sonic Pi, een weerstation bouwen, een server voor je eigen website maken, als spelcomputer gebruiken, en nog veel meer.

  • Je leert meer over techniek en je gaat zelf aan de slag met het bouwen van elektrische schakelingen met de meegeleverde componenten met hulp van een “breadboard” en een opzetprint (een HAT =Hardware Attached on Top) die in het voorjaar van 2021 beschikbaar komt.

De cursus bestaat uit een (digitaal) handboek met veel uitleg, hoe de experimenten te doen en vragen om jezelf te controleren of je de leerstof begrepen hebt en de resultaten van de experimenten. De allereerste experimenten doe je om kennis te maken met de Raspberry Pi Zero en de bij de cursus behorende componenten die met draadjes in het breadboard te prikken kunt gebruiken om zo een eenvoudige schakeling te maken. Lukt dat allemaal dan ga je verder met op de opzetprint om sensoren en andere elektronica componenten aan te sluiten op de groene schroefconnector.

In deze module komen onderwerpen aan de orde uit de vakken wiskunde/ICT/natuurkunde (STEM-onderwijs)

Hieronder volgen een aantal experimenten die het “doe” karakter van de experimenten laten zien.

  • Maak de reeks van Fabonacci verder af met 2 nieuwe getallen en controleer deze met het Python programmaatje. Hoe snel rekent de computer 100 getallen van deze reeks uit?

  • Hoeveel cijfers achter de komma van het getal π = 3,14………… kan de Raspberry berekenen?

  • Bepaal je reactietijd een aantal keren zo gauw als je iets ziet op het scherm,

    • bij het oplichten van een led,
    • bij het horen van een toon ( met HAT)
    • of bij het voelen van een trilling (met HAT)
    • Bereken het gemiddelde en laat dit door het programma controleren, laat het programma een grafiek tekenen en bekijk of er een trend in je metingen zit door de trendlijn te laten berekenen en tekenen. (met HAT)
  • Tot welke frequentie kun je nog een Led zien knipperen?

  • Plaats de TV op een tafel ( met de pijltjes toetsen) zodat je hem mooi vindt staan. (op zoek naar de “Gulden Snede”) Doe dit een aantal keren. Controleer de waarde van de Gulden Snede met deze formule, is er een afwijking? Valt deze binnen de marge?

  • Ledjes met verschillende weerstanden aansluiten op een spanning, wat is het verschil in eigenschappen tussen de rode, gele en groene leds ? (inleiding in de wet van Ohm).

  • Werken met analoge en digitale signalen. (met HAT) Bits en bytes.

  • Beginnen met leren programmeren in Python.

  • Aansluiten van sensoren zoals temperatuur, vocht en luchtdruk, en vastleggen hoe deze metingen variëren gedurende een uur of dag in bijvoorbeeld een koelkast, je kamer of buitenshuis (met HAT)

Omdat veel docenten ICT/Techniek en TOA’s nog weinig of geen ervaring hebben met “embedded” computers, willen we scholen helpen te gaan werken met de Raspberry Pi Zero computer en met het operating systeem (Linux) en zijn programmeeromgeving waardoor ze ook enthousiast worden om hun leerlingen te laten kennis maken met deze moderne technieken.

Mocht je willen deelnemen, laat dat dan hieronder weten. Bert zal contact met jullie zoeken.

2 likes

Wat gaat de kit kosten?

Lijkt me leuk en leerzaam,
ik ben wel geinteresseerd.

Albert

Ik verwacht wat meer bij een Raspberry Pi passende taken, als grootschalige dataverwerking, beeldherkenning, server-achtige klusjes. De genoemde voorbeelden zijn ook op een Atmel 32u4 te draaien. Overigens zijn “arduino’s” tegenwoordig bijna net zo system-on-a-chip als de Pi. Arduino is echt niet meer de UNO uit 2007. Microbit v2, PyBadge M4 express, Atom Matrix e.d. zullen in C++ net zo snel die rekenklussen klaren als een Pi in Python. Ik laat leerlingen deze taken gewoon op een microcontroller doen, daar past het ook het beste op. micro:bit op C++ is bij ons de spil voor dit soort opdrachten. Die loopt zo lekker met de Arduino IDE, heel noob-vriendelijk.
Voor de meeste opdrachten zijn de grote headers en het ontbreken van een OS toch wel fijn t.o.v gepruts met de GPIO header van een Pi en de overhead van Linux.

Hoe bedien je trouwens de Pi’s? Hang je die aan een monitor? Via SSH? Pi’s vragen misschien nog wel meer van een TOA en docent dan een Arduino die iedere keer weer 100% geflasht wordt. Deze overhead als docent is voor mij dé reden om geen Pi’s in de klas te hebben.

Omdat veel docenten ICT/Techniek en TOA’s nog weinig of geen ervaring hebben met “embedded” computers

Ik moet toegeven de gemiddelde Arduino handleiding is ook erg goed in het verder aanwakkeren van deze angst. Ik laat daarom ook bewust het hele “elektronica” deel weg, dat geeft alleen maar ruis. Focus op communicatie tussen modules: UART (incl Bluetooth), SPI en I2C. Als je een handleiding ziet om een drukknop met weerstand aan te sluiten dan heeft er toch iemand niet helemaal begrepen hoe je dit met een microcontroller dit in de werkelijkheid zou oplossen. En LED’s zijn naar mijn idee vandaag de dag geen eenkleurige tweebenige lampjes meer, maar WS2812’s. Wij doen deze opdrachten op school op 3 borden: de Leonardo (bad-USB!), Microbit+GameZip (64 WS2812’s! en knoppen zonder weerstand!) en de PyBadge (MakeCode Arcade, maar ook heel handige microcontroller met scherm en veel I/O). Vooral Adafruit en Kitronik hebben heel goede spullen voor onderwijs, inclusief documentatie in C++ en MicroPython. En alles is gewoon vanaf de normale PC’s aan te sturen. Wie wil mag mijn Arduinoboek in wording wel een keer beschieten. Maar je gaat er geen UNO, LED’s en weerstanden in aantreffen. Wel MIDI, GPS, GSM, LEGO, Bluetooth, gyroscoop, SD modules, sensoren, displays.

Hier doe ik graag aan mee.

De kit is nieuw maar ik denk dat deze niet duurder wordt dan € 50
(Raspberry Pi Zero, SD-card, kabeltjes, connector en wat onderdelen, enz)

Ik kan je al een prerelease van de cursus met kit sturen dan kan je al vast starten en ik hoor dan graag je feedback om deze te verbeteren. Stuur maar een mail naar A.J.Korthof@wxs.nl

Hoi Albert,
Zie svp mijn antwoord bij buremaj
Hartelijke groet,
Bert Korthof