Område 4 · lektion 18–24 · 14 jan – 4 mars

Sensorer – att mäta världen

Hittills har varje insignal varit en etta eller en nolla. Nu blir den ett tal. Ett tal kan vara nästan rätt, lite fel eller helt fel utan att någonting ser trasigt ut, och det är därför det här området handlar lika mycket om att kontrollera mätvärdet som om att läsa det. Området slutar med kursens första redovisning.

Tre nya saker i språket, alla av samma skäl Loopen, arrayen och den egna funktionen kommer in här, och de kommer in för att mätningen kräver dem. En enda avläsning hoppar några steg fram och tillbaka – botemedlet är att läsa flera gånger och ta medelvärdet, vilket kräver en loop och en plats att lägga värdena i. Och omvandlingen från råvärde till en riktig storhet behövs på mer än ett ställe i bygget, vilket är precis vad en funktion är till för.

Guiderna

Läs dem i ordning. De fem bygger på varandra: omvandlaren i den första ger råvärdet, den andra kopplar en givare som lämnar ett, den tredje gör om det till en storhet med enhet, den fjärde hämtar talen ur ett datablad i stället för ur en gissning, och den femte visar resultatet för en människa.

Lektion 18 · 14 jan Analogt och digitalt

Varför världen är analog och kortet inte är det. analogRead, de tio bitarna och de 1024 stegen. Spänningsdelaren, härledd.

Lektion 19 · 21 jan Motståndsgivare

LDR och NTC. Ett motstånd som ändrar sig är ingen spänning – först i en spänningsdelare blir det något kortet kan läsa.

Lektion 20 · 28 jan Kalibrering

Från råvärde till grader. Två punkter räcker, map() trunkerar, och brus är något annat än ett systematiskt fel.

Lektion 21 · 4 feb Datablad

Vad man letar efter först i ett datablad. HC-SR04 där tiden är måttet, och DHT där ett bibliotek är rätt svar.

Lektion 22 · 11 feb Visa mätvärdet

Serial, LCD och en mekanisk visare. En visare som rör sig proportionellt mot fel skala är ett fel instrument. Här kravställs bygge 3.

Lektion 23–24 · 25 feb – 4 mars · bygge och redovisning Bygge 3 – sensor med mekanisk visare

En sensor mätt, kalibrerad och visad på en visare med rätt skala. Kursens tredje bedömda system, och det första som redovisas muntligt.

Sportlovet ligger mitt i bygget

Det här är områdets viktigaste praktiska detalj, och den är lätt att missa i schemat. Kravställningen sker på lektion 22, den 11 februari. Arbetspasset är inte förrän lektion 23, den 25 februari. Torsdagen däremellan är sportlov, så det ligger två veckor mellan att du får kraven och att du får handledning.

Pass	Vad som händer	Vad du ska ha med dig
Lektion 22 · 11 feb genomgång	Serial, LCD och visaren. Sista halvtimmen kravställs bygge 3 och du väljer din givare.	Kitet, så att du kan prova givaren innan du går.
Sportlov. Två veckor med kravlistan och kitet hemma, utan handledning.
Lektion 23 · 25 feb arbetspass	15 min samrådsunderlag, 60 min bygge och felsökning parvis, 10 min avstämning inför redovisningen.	Ett halvbyggt system och en konkret fråga. Inte ett tomt kopplingsdäck.
Lektion 24 · 4 mars redovisning	55 min redovisningar, 30 min dokumentation och återkoppling.	Ett fungerande system, din dokumentation och en redovisning du förberett.

Kom med ett halvbyggt system och ett specifikt problem. Passet den 25 februari är det enda tillfälle du får med mig innan redovisningen, och 60 minuter räcker till felsökning men inte till att bygga från noll. Har du fastnat på lovet: skriv ned exakt var, med råvärdena du såg, och ta med anteckningen.

Området slutar med en redovisning

Kursens första. Den finns av ett skäl som står i betygskriterierna: F4 handlar om att beskriva hur ett system är uppbyggt, och F2 handlar bland annat om att samarbeta. Ingen av dem går att belägga med en inlämnad text ensam. En redovisning gör båda samtidigt.

Den är kort – tio elever på 55 minuter blir ungefär fem minuter var – och den handlar inte om att sälja bygget. Den handlar om att följa signalvägen från givaren till visaren och kunna svara på varför varje steg ser ut som det gör. Hela upplägget står på bygge 3:s sida.

De tre delarna i bygge 3

Ett mekatroniskt system sammanför mekanisk struktur, elektroteknik och styrteknik. I bygge 3 är alla tre lika tunga, och för första gången i kursen börjar kedjan i en riktig givare.

Del	I bygge 3	Guiden som lär ut den
Mekanisk struktur	visaren, skalan och fästet	Visa mätvärdet
Elektroteknik	givaren som spänningsdelare, matningen	Analogt och digitalt och Motståndsgivare
Styrteknik	medelvärdet, kalibreringen och funktionen	Kalibrering

Områdets centrala innehåll

Fyra punkter ur ämnesplanen hävdas här. Den första är områdets kärna och den enda som kräver alla tre delarna samtidigt:

Uppbyggnad av mekatroniska system från sensor, via styrenhet, till aktuator. Bygge 3 är den kedjan i sin enklaste kompletta form: en givare lämnar en spänning, kortet räknar om den till en storhet, och ett servo visar den.
Mätning av olika mekaniska och elektriska storheter. Du mäter både det elektriska – spänningen ur delaren, givarens resistans – och det som givaren egentligen känner: ljus, temperatur eller avstånd.
Grundläggande elektriska storheter och begrepp. Spänningsdelaren är område 1:s seriekoppling en gång till, nu med ett motstånd som ändrar sig.
Tolkning av ritningar och manualer. Ett datablad är en manual, och det här är området där du läser ett på riktigt i stället för att söka upp en färdig kodrad.

När området är klart

Då kan du koppla en givare som ändrar sitt motstånd, läsa den med analogRead, veta vad de 1024 stegen är värda i volt, ta bort bruset med ett medelvärde, kalibrera med två punkter mot en referens du litar på, och visa resultatet så att någon annan kan avläsa det. Du kan också säga vad ditt instrument inte kan, vilket är den skillnad som gör en mätning till mer än en siffra.

Nästa område ger bygget kraft. Servot har hittills orkat med en spak och en lucka. Det som ska dra, lyfta eller rulla behöver en motor, och en motor får inte sitta på en pinne.

Alltid till hands

Språkreferens – C++ i ordnad följd. Kapitlen Loopar, Arrayer och Funktioner öppnar med det här området.
Dokumentationsmall – vad som krävs på E, C och A. Bygge 3 bedöms mot alla fem förmågorna.
Samrådsunderlag – de tre frågorna du fyller i innan du ber om handledning.
Område 3 – tiden och tillstånden. Mönstret med millis() används i hela det här området, eftersom både givarna och skärmen har sin egen takt.