Tähän on koottu Arduino TinkerCADillä-ohjelmoinnin opetusmateriaali. Opetusmateriaalia sisältää sekä kirjallisen ohjeistuksen että erilaisia videoita. Ohjelmointiympäristönä käytetään TinkerCAD:n omaa Scratchin tyylistä visuaalista ohjelmointiympäristöä. Tämän sivun tukena kannattaa käyttää Scratch-ohjelmointi -materiaalia. Opettaja voi käyttää materiaalia joko oman opetuksen tukena tai vaihtoehtoisesti näyttämällä videot oppilaille. Materaalit sopivat parhaiten 5-9 - luokkalaisille.
Opettajan kannattaa tehdä itselleen tunnus TinkerCadiin ja luoda sinne valinnaisaineryhmää varten luokkahuone, jonne kaikki osallistujat voidaan lisätä heille tehdyillä nimimerkeillä. Ohjeet tunnuksen ja luokkahuoneen tekemiseen löytyy täältä.
Ensimmäinen kerta
- Keskustellaan oppilaiden taustasta ohjelmoijina esim. seuraavia apukysymyksiä käyttäen
- Mitä on ohjelmointi?
- Mitä kaikkea voi ohjelmoida?
- Oletko ohjelmoinut ennen?
- Millä olet ohjelmoinut?
- Avataan sivu: https://www.tinkercad.com/ ja luodaan tunnukset yllä olevan opettajan ohjeen mukaan.
- Tutustutaan Tinkercad-ohjelmointiympäristöön. Katso video: Ohjelmointiymäristö
- Tutustutaan Arduinoon. Katso video: Arduino
- Tehdään ohjeistetusti ensimmäinen kytkentä ja siihen ohjelma. Katso video: Ensimmäinen kytkentä ja ohjelmointi
Toinen kerta
- Tehdään liikennevalot: Katso video: Liikennevalot
- Tutustutaan silmukkaan. Katso video: Silmukka
- Muokataan edellistä ohjelmaa silmukkaa hyödyntäen. Katso video: Huijariliikennevalot
- Kytke eri värisiä ledejä ja ohjelmoi ne toimimaan jouluvaloina (vilkkuen eri järjestyksessä) hyödyntäen silmukkaa ja esittelee sen.
Kolmas kerta
- Tutustutaan nappiin ja sen toimintaan. Katso video: Nappi
- Tutustutaan ehtolauseisiin. Katso video: Ehtolause
- Tehdään ohjelma, jossa lediä ohjataan napin painalluksella: Katso video: Nappi ja LED
- Toteutetaan ohjelma, jossa kahdella napilla ohjataan kahta eri lediä. Napilla 1 ohjataan lediä 1 ja napilla 2 ohjataan lediä 2. Testaa myös painamalla molempia nappeja samaan aikaan. Mitä tapahtuu? Pyri saamaan toimimaan niin molemmat toimivat vaikka toista olisi painettu.
Neljäs kerta
- Tutustutaan servomoottoriin ja sen toimintaan. Katso video: Servomoottori
- Tehdään ohjeistetusti ensimmäinen ohjelma, jossa kokeillaan servon käyttöä. Katso video: Servomoottorin ohjelmointi
- Suunnittele ja tee ohjelma, jossa nappia 1 painamalla servo menee asentoon 0 ja nappia 2 painamalla asentoon 180. Halutessasi voit lisätä tähän vielä ledit, jotta voit varmistaa, että nappia on painettu. Katso video: Servomoottori - ohjeistus
Viides kerta
- Tutustutaan muuttujiin. Katso video: Muuttuja
- Tehdään ohjelma, jossa käytetään muuttujia. Katso video: Muuttujan käyttö ohjelmoinnissa
- Suunnittele ja toteuta ohjelma, jossa hän käyttää muuttujaa tai toteuttaa ohjelman, jossa on viisi lediä. Nappia painamalla syttyy aina yksi ledi enemmän. Kun kaikki ledit ovat päällä, sammuu kaikki ledit nappia painamalla ja ohjelma alkaa alusta.
Kuudes kerta
- Miten etsiä tietoa erilaisista antureista. Katso video: Tiedon hankinta
- Erilaisia antureita:
- Soil Moisture Sensor = mittaa kosteutta
- Ultrasonic Distance sensor = mittaa etäisyyttä
- Tempareture Sensor[TMP36] = mittaa lämpötilaa
- Potentiometer = säätövastus, vääntämällä arvo muuttuu
- PIR Sensor = (Passiivinen infrapuna-anturi) tunnistaa liikkeen
- Ambient Light Sensor = mittaa ympäröivän valon määrää
- Gas Sensor = mittaa kaasun ja savun määrää
- Toteutetaan ohjelma, jossa käyttää haluamaansa anturia ja ja toimilaitetta yhdessä.
Seitsemäs, kahdeksas ja yhdeksäs kerta
- Tehdään itsenäinen tehtävä 1
- Esitellään itse tehdyt tuotokset luokalle
Itsenäinen tehtävä 1
Työn tekoon käyttävä aika 4-6 h
Suunnittele ja toteuta ohjelmointi ja kytkennät Arduinolla, jonka aihe on joku seuraavista:
- Servon toiminta potenttiometrin kanssa
- Auton pysäköintitutka (ultraääni ja 3xLED, vihreä=kaukana keltainen=lähellä punainen=stop)
- Ovi (servo) aukeaa, kun etäisyysanturin (ultraäänianturi) arvo on tietty (opiskelija saa päättää)
Työ arvioidaan sekä kekseliäisyyden että monipuolisuuden näkökulmasta. Kun olet saanut yhden tehtävän tehtyä. Siirry seuraavaan. Kun kaikki on työt tehty keksi oma projekti, jossa hyödynnät sekä anturia että toimilaitetta.
10. - 13. kerta
- Tehdään itsenäinen tehtävä 2
- Esitellään itse tehdyt tuotokset luokalle
Itsenäinen tehtävä 2: Kotiautomaatio
Työn tekoon käyttävä aika 4-6 h
Suunnittele ja toteuta ohjelmointi ja kytkennät Arduinolla, jonka aihe on joku seuraavista:
- Kasvien mullan kosteuden mittaus ja kastelu.
- Valaistuksen ohjaus (valaistus (ledit, vähintään neljä kappaletta) toimii normaalisti painonapilla. Tämän lisäksi on yksi nappi, joka sammuttaa kaikki ledit).
- Auringon laskiessa ulkovalot (ledit) syttyvät.
Työ arvioidaan sekä kekseliäisyyden että monipuolisuuden näkökulmasta.
14. - 16. kerta
Oppilaat suunnittelevat ja mallintavat parin kanssa kahden Arduinon käyttöä. Toinen antaa käskyjä. Toinen toteuttaa.