Kartonnen robotauto
Bouw en programmeer een rijdende robot van karton
In dit project bouwen leerlingen hun eigen robotauto van karton en brengen deze vervolgens met de Calliope mini of BBC micro:bit in beweging. Twee 360°-servomotoren drijven het voertuig aan. Via de gratis LOFI Control-app kan de robotauto vervolgens vooruit, achteruit en naar links en rechts worden bestuurd.
Daarbij wordt programmeren direct zichtbaar: een commando in het programma leidt direct tot een beweging van het voertuig. De leerlingen leren hoe motoren worden aangestuurd, hoe rijrichting en snelheid tot stand komen en hoe het gedrag van een robot kan worden beïnvloed door wijzigingen in het programma.
Zodra de basisbesturing onder de knie is, kunnen rijparcoursen, robotvoetbal of robotsumo als spannende uitdagingen volgen.
Een montagevideo, programmeervoorbeelden, lesideeën, LOFI-apps en tips voor het oplossen van problemen zijn direct bij LOFI te downloaden.
Geschikt voor:
vanaf groep: 5+
Leeftijd vanaf ca. 11 jaar
Knutselen & techniek, STEM, Maker Space
Groepswerk
Tijdsbestek:
ca. 3–5 lesuren
Afhankelijk van de programmeerervaring en de gekozen uitdaging kan het project flexibel worden uitgebreid.
Leergebied:
- Constructie van karton
- Werking van servomotoren
- Gebeurtenissen en besturingsopdrachten
- Programmeren met MakeCode
- Probleemoplossing en debuggen
Wat wordt er onderwezen?
De volgende competentiegebieden worden met dit model bijzonder versterkt:
Vakkennis
- 360°-servomotoren aansturen
- Rijrichting en snelheid programmeren
- Besturingscommando's verwerken
- Programmawaarden wijzigen en de gevolgen observeren
- Technische fouten herkennen en verhelpen
Creativiteit:
- eigen routes en parcoursen uitwerken
- De Robot Car individueel inrichten
- Eigen rijmanoeuvres programmeren
Sociaal gedrag:
- Samenwerking in kleine groepen
- Rollenwisseling tussen ontwikkeling, programmering en testen
- gezamenlijke foutopsporing en optimalisatie
- Teamwerk bij rij- en wedstrijdopdrachten
Dit is nodig:
Materiaal:
Per Robot Car:
- 1x kartonnen robot-sjabloon 'Robot Car', voorgestanst
- 1x Calliope mini V3
- 1x Calliope mini V3 servobord
- 8x lenskopschroeven M3
- 8x moeren M3
- 8x platkopschroef met kruiskop
- 3x multifunctionele klemmen/foldback-clips
- 1x houten bolletje
- 1x ronde staaf
- 2x elastiekjes
- 3x AAA-batterij
- Als alternatief voor het Calliope-systeem: 1x BBC micro:bit, 1x ELECFREAKS ring:bit V2, 2x 360° eindloze servomotor FS90R
Alternatieve wielen: 2 × art.nr. 218863
Ook nuttig:
- Smartphone of tablet
- Laptop, Chromebook of pc
- Toegang tot MakeCode
- Plakband of stift om routes te markeren
- lichte voorwerpen of een prop papier voor uitdagingen
Gereedschap:
- Kruiskopschroevendraaier PH 0
Lesverloop:
In het begin staat de bouw van de Robot Car centraal. De voorgestanste kartonnen onderdelen worden losgemaakt, gevouwen en aan elkaar vastgeschroefd. Vervolgens worden de twee servomotoren geplaatst en de wielen gemonteerd.
Voor de montage biedt LOFI een uitgebreide stap-voor-stap handleiding met een montagevideo. Na de mechanische montage worden de motoren eerst getest. Hiervoor kun je de Robot Car het beste even optillen, zodat de wielen vrij kunnen draaien.
De programmering
Om te beginnen is de besturing via de LOFI Control-app geschikt. De leerlingen verbinden de Robot Car met een smartphone, tablet of computer en besturen deze in eerste instantie met eenvoudige richtingsknoppen:
vooruit – achteruit – links – rechts – stop
Zo wordt al snel duidelijk hoe een digitale invoer wordt omgezet in een echte beweging.
In de volgende stap kan de bestaande MakeCode worden aangepast. Zo kunnen bijvoorbeeld de rijsnelheid of het draaigedrag worden aangepast. Zo ervaren de leerlingen een belangrijk principe van het programmeren:
programma aanpassen → testen → observeren → verbeteren.
Van programmeren naar rijuitdaging
Zodra de basisbesturing werkt, wordt de Robot Car in de praktijk getest. Met plakband kan snel een rijparcours worden opgezet, waarin de leerlingen bijvoorbeeld slalommen, inparkeren, obstakels omrijden of zo nauwkeurig mogelijk een finishlijn bereiken.
Daarbij observeren ze het rijgedrag en bedenken ze hoe de snelheid, de besturing en de motorregeling kunnen worden verbeterd. Zo worden programmeren, testen en technische optimalisatie direct met elkaar verbonden.
Uitdaging: robotvoetbal
Bij Robotvoetbal besturen de leerlingen hun voertuigen met de LOFI Control-app en proberen ze een lichte papieren bal in het doel van de tegenstander te krijgen. Daarbij oefenen ze voertuigbesturing, wendbaarheid en teamstrategie.
Optioneel: Sumo Robot Challenge
Als afsluiting kunnen twee Robot Cars het tegen elkaar opnemen in een afgebakende arena. Het doel is om het voertuig van de tegenstander uit de arena te duwen. Daarbij wordt al snel duidelijk welke invloed snelheid, gewicht, wrijving en rijstijl op het resultaat hebben.
Organisatie & groepsvorm
Het wordt aanbevolen om in teams van twee te werken. Terwijl de ene persoon programmeert of waarden aanpast, test de andere de robotauto en observeert het resultaat. Daarna worden de rollen omgedraaid.
De differentiatie vindt plaats via de opdracht: beginners passen bestaande voorbeeldprogramma’s aan, gevorderde leerlingen ontwikkelen eigen rijmanoeuvres of extra besturingsfuncties.
Tip:
Sumo Robot is bijzonder geschikt als afsluiting van het project, omdat de kartonnen constructie tijdens een wedstrijd zwaarder op de proef kan worden gesteld.
ROBOT CAR: stap voor stap
Voor de afzonderlijke projectstappen biedt LOFI bouwinstructies, video’s, MakeCode-voorbeelden en bijbehorende lesideeën.
1. De Robot Car in elkaar zetten
- Kartonnen onderdelen uit de verpakking halen, onderdelen vouwen en vastschroeven
- Plaats de servomotoren en monteer de wielen
- Calliope mini of micro:bit met ring:bit plaatsen
- Sluit de stroomtoevoer aan
2. Motoren testen
- Til de Robot Car eerst op en test beide wielen afzonderlijk
- Draairichting controleren
- Controleer of de wielen vrij draaien
3. De Robot Car op afstand besturen
- MakeCode-voorbeeld overzetten
- Open de LOFI Control-app en maak verbinding met
- vooruit & achteruit, links & rechts rijden
- Rijgedrag, stuurgedrag en stopfunctie testen
4. Het programma aanpassen
- Snelheid aanpassen
- Het stuurgedrag aanpassen
- Motoren op elkaar afstemmen
- Wijzigingen testen en vergelijken
5. Rijuitdaging
- Een route of parcours opzetten
- Gezamenlijk de opdracht vaststellen
- Proef uitvoeren en problemen observeren
- Programma of rijstijl indien nodig optimaliseren
- Opnieuw testen en de uitdaging starten
6. Robotvoetbal of robotsumo
De opgedane kennis wordt tot slot toegepast in een speelse teamuitdaging.
Differentiatie
Programmeren voor gevorderden
Wie zich nog verder wil verdiepen in robotica en programmeren, vindt bij LOFI nog meer mogelijkheden voor de Robot Car.
Lijnvolger
Met de camera van je smartphone en de LOFI Color Tracker-app kun je de Robot Car zo programmeren dat hij een lijn volgt.
Telepresence-robot
Een smartphone op de Robot Car zendt een camerabeeld door. Zo kan het voertuig ook op afstand worden bestuurd.
Deze projecten zijn bijzonder geschikt als extra opdrachten voor snelle of in programmeren ervaren groepen.
Andere spannende projecten
De Robot Car-uitbreiding:
De Robot Car kan met het Cardboard Robot-sjabloon 'Robot Car-uitbreiding' nog verder worden uitgebreid. Zo kan het bestaande voertuig bijvoorbeeld worden omgebouwd tot een vorkheftruck die voorwerpen kan oppakken, optillen en vervoeren, of tot een schilderrobot die eigentekeningen en patronen maakt.
→ ONTDEK DE ROBOT CAR-UITBREIDING
Als de Robot Car niet rijdt zoals verwacht:
- Als het niet goed gaat, controleer dan eerst de wielen en servomotoren en pas vervolgens de motorinstellingen aan.
- Als een wiel in de verkeerde richting draait, controleer dan de aansluiting of de draairichting van de motor in het programma.
- Als de verbinding niet werkt, controleer dan eerst de stroomvoorziening, Bluetooth en het meegeleverde LOFI-voorbeeldprogramma.
