Automatisk lys (7/12)

clock 45 min
user 7.-9. klasse
Let
Lær dine elever at bruge en micro:bit sammen med en lyssensor og en lysdiode, så man kan lave en lampe der tænder når det bliver mørkt.
Indhold
Det her er med i materialet:

Motivation

automatisk lys - hardware, kredsløb, programmering, automation...

Mål for undervisningen:

Når eleverne er færdigr med lektionen:

  • Ved de, hvordan man tilslutter komponenter til en micro:bit.
  • Kender de til modstande og hvorfor de er nødvendige.
  • Ved de, hvad en LDR lysmodstand er.
  • Forstår de, hvordan en LED virker.
  • Kan de gennem kode læse en værdi på en pin på en micro:bit.
  • Kan de gennem kode sætte en værdi på en pin på din micro:bit til høj eller lav.

Om forløbet

De følgende afsnit beskriver baggrunden for, hvorfor og hvordan man bruger forskellige komponenter. Du kan vælge at give dem (eller dele deraf) til dine elever, eller fortælle dem om indholdet i klassisk undervisningsstil.

Hvad er en...

... micro:bit?

En micro:bit er det, man kalder for en Mikrokontroller . ‘Mikro’ betyder at den er lille og ‘kontroller’ betyder, at den kan styre noget. Du skal bruge et program lavet med kode, for at fortælle micro:bit'ten, hvordan den skal styre noget. Når du bygger et Kredsløb , kan du bruge micro:bit'ten til at styre dit kredsløbet. Micro:bit'ten kan kontrollere kredsløbet gennem det, man kalder Pins. Pins kan give en Spænding til kredsløbet eller måle en spænding som kommer fra kredsløbet.

... LDR?

En modtand er en elektrisk komponent, som gør det sværere for elektroner at passere. Hvor svært det er, afhænger af værdien af modstanden. En LDR er en speciel slags modstand, som ikke altid har samme værdi. Den er afhængig af hvor meget lys der falder på den - det er derfor den har det engelske navn "light dependent resistor" (lys afhængig modstand). Når der falder meget lys på den, er modstandens værdi meget lav, og når der er mørkt, er modstandens værdi høj. Derfor kan en LDR bruges til at detektere lysniveauer.

LDR findes mange steder og bruges for eksempel i automatiske sikkerhedslys og i havelamper som tænder om aftenen.

... LED (eller lysdiode)?

For mange elektroniske komponenter spiller det ikke nogen rolle, om strømmen går igennem dem i den ene eller anden retning. Men nogle få kunne reagere anderledes end tiltænkt, eller endda gå i stykker hvis ikke strømmen kommer fra den rigtige retning. Derfor har vi komponenter som dioder. Dioder tillader strømmen at gå igennem dem uden problemer i den ene retning, men hvis strømmen kommer fra den anden side, bliver den blokeret. På denne måde kan andre komponenter beskyttes og strømmen kan ensrettes.

LEDer er lidt specielle. Lige som andre dioder kan strømmen kun komme igennem i den ene retning. På komponenten markeres tit hvilken retning LEDen skal vende, ved at det ene ben er længere end det andet. Det lange ben, som kaldes anode, skal altid vende mod plus (+), hvis strømmen skal kunne komme igennem. Det korte ben skal vende mod minus (-), og hedder katode. Men i modsætning til andre dioder, så udsender LEDer lys, når der går en strøm igennem dem. Det er også det, som de får deres navn fra - LEDer er "light emitting diodes", hvilket betyder "lys udsendende dioder" men de kaldes på dansk også bare for lysdioder.

For ikke at overbelaste en LED skal der nærmest altid være en modstand foran den i et kredsløb.

Kredsløb der skal bygges

Byg kredsløbet som set på billedet nedenunder. Det er et meget simpelt kredsløb som kun indeholder LEDen, LDRen og batterier. Det er vigtigt at kredsløbet er lukket, altså at hver komponent er forbundet til den næste, hele vejen fra plus (+) til minus (-), og at lysdioden vender i den rigtige retning. Det lange ben skal vende mod plus i kredsløbet. Hvis du Er i tvivl hvordan forbindelser virker i et breadboard, så er der en forklaring under "Leksikon" her på siden.

LED LDR kredsløb

Hvis LEDen lyser, er kredsløbet bygget rigtigt.

Hvis man holder fingeren hen over LDRen kommer der mindre lys på sensoren, hvilket sørger for at dens indre modstand er høj, og der kommer mindre strøm igennem. Derfor lyser lampen mindre. Ved at lyse på LDRen med en lommelygte bliver dens modstand mindre, og lampen lyser mere kraftig.

tilføj microbit for at programmere opsætningen til at lyse når det er mørkt i stedet for at lyse, når der er lys.

LDR kredsløb

 

LED kredsløb

 

Kode

tallene kan variere.

Klassiske fejl for micro:bit

Vigtigt: Hvis det lugter af varmt plastik/gummi, fjern strømkilden fra kredsløbet med det samme – så er der gået noget helt galt, og bør undersøges nøjagtigt, før der sættes strøm til igen!

Disse fejl sker tit under arbejdet med micro:bit:

Sørg for at MicroBit’ten er tilsluttet til strøm via USB-ledning eller batterier.

  • Mac computere har tit svært ved at arbejde med micro:bit (I dette projekt burde det dog kunne lade sig gøre)
  • Læs vejledningen. Tit kan elevers spørgsmål besvares ved at læse en par linjer frem, eller huske tidligere afsnit i forløbet.
  • Hvis ikke vejledningen til parring af enheder i elevmaterialet ikke virker, kan MakeCode programmet gemmes manuelt under den tilsluttede micro:bit. Man trækker hex-filen fra downloads over på MicroBit-drevet på samme måde som på en USB-nøgle
  • Det kan være svært at spotte en fejl i kode, prøv sammen med eleven at læs koden højt og omsæt det til dansk sprog. Er der stadigvæk fejl, så prøv styk for styk at sammenligne med en anden elev, der har det til at virke.
  • Er USB-ledningen sat til en computer? Vær opmærksom på at den sidder rigtigt - både i computeren og micro:bit'ten
  • Hvis der er blevet tilsluttet en batterikasse ved batteri indgangen, vær opmærksom på at den sidder rigtigt - og at der stadig er strøm på batterierne.
  • Vær opmærksom på, at alle kredsløb du bygger skal være lukkede. Hvis du Er i tvivl hvordan forbindelser virker i et breadboard, så er der en forklaring under "Leksikon" her på siden.
  • Vender lysdioder i den rigtige retning? Det lange ben skal vende mod plus i kredsløbet.