SIMAC Electronics ontwikkelt en produceert sinds 1996 innovatieve en spannende producten op het gebied van elektronisch onderwijs onder de merknaam “Joy-it”. Het productassortiment omvat meettechniek, PC’s, sensoren en andere technische componenten.
Onder het motto “Teaching the Future” ontwikkelt SIMAC concepten die leerkrachten op scholen, bedrijven en universiteiten ondersteunen met geavanceerde hardware- en softwareoplossingen. Deze concepten vergemakkelijken de planning en uitvoering van lessen en minimaliseren de benodigde voorbereiding. Een voorbeeld hiervan is de samenwerking met de deelstaat Noordrijn-Westfalen in het kader van het “Pact voor Informatica” in 2020/21.
De “Joy-PI Note” van Joy-it bevindt zich precies in dit toepassingsgebied.
Met zijn 29,5 cm (11,6″) IPS-scherm en een verwijderbaar, draadloos toetsenbord, neemt hij het basisidee van de Joy-Pi experimentele koffer in een nieuw, hoogwaardig en aantrekkelijk formaat.
Met 46 cursussen en 18 projecten is de Joy-Pi Note niet alleen geschikt als experimenteercentrum, maar is hij ook gemaakt voor gebruik in een onderwijsomgeving. Met meer dan 22 geïntegreerde sensoren en modules zijn er geen grenzen aan uw eigen plezier in experimenteren. Dit vereenvoudigt de kennismaking met elektrotechniek en programmeren.
Dankzij het geïnstalleerde leerplatform, dat speciaal voor de Joy-Pi Note werd ontwikkeld, kunnen de geïnstalleerde toestellen onafhankelijk van de eigen voorkennis worden bediend en aangeleerd. Het is ook mogelijk om andere sensoren en modules aan te sluiten via de pinnen van de Raspberry Pi die naar buiten zijn geleid en zo ook complexere projecten uit te voeren.
De programmeertalen Scratch en Python dienen als basis. Hierdoor kunnen jonge “beginners” vanaf 8 jaar tot studenten de capaciteiten en mogelijkheden van de Joy-Pi Note naar behoefte gebruiken.
Natuurlijk kan de Joy-Pi Note ook worden gebruikt als een “klassiek” notitieboekje. Alle programma’s die compatibel zijn met de Raspberry Pi® 4 kunnen worden geïnstalleerd. De geïntegreerde 2MP camera maakt bijvoorbeeld ook videoconferencing mogelijk.
Ook de kosten zijn in vergelijking met andere concepten goed te overzien, want behalve de Joy-Pi Note en een 4e generatie Raspberry Pi heb je geen andere accessoires nodig. Alles wat je nodig hebt zit in je nieuwe “laptop”.
Om u een beter inzicht te geven in het gebruik van de Joy-Pi Note, zullen we nu een concrete use-case beschrijven:
De moeilijkheidsgraad
is individueel selecteerbaar, van beginner tot gevorderde
Tijd
Afhankelijk van het project, tussen 20 minuten en 2 uur, hangt de benodigde tijd af van de complexiteit van het gekozen project.
Kosten
Joy-Pi Note ca. 349,00
Raspberry Pi4 4GB ca. 64,00
Hardware
Joy-Pi Note, Raspberry Pi4 ( 4 of 8GB aanbevolen )
Software
Het besturingssysteem en de volledige software zijn inbegrepen in de leveringsomvang. Op de homepage van het product zelf (www.joy-pi.net) kunt u indien gewenst de software, updates en verdere documentatie altijd gratis downloaden.
Les “Alarm met de zoemer”
De les “Alarm met de Zoemer” behoort tot een van de eerste Python-lessen in de leersoftware van de Joy-Pi Note. Dit is een speelse en stapsgewijze uitleg over hoe de programmeertaal Python werkt en hoe de sensoren en modules die in de Joy-Pi zijn ingebouwd, kunnen worden gebruikt en aangesproken. Het begint met de eenvoudigste basis.
Hoe verder de lessen vorderen, hoe meer ze op elkaar voortbouwen en verschillende sensoren met elkaar verbinden tot complexere programma-sequenties. Er wordt echter altijd veel belang aan gehecht dat de gebruiker niet alleen een ingewikkelde programmacode krijgt, maar dat deze op een begrijpelijke manier en stap voor stap wordt uitgelegd.
Op die manier worden zelfs nieuwkomers en beginners niet genadeloos overweldigd en overbelast. Het eigen kennisniveau kan voortdurend worden uitgebreid en verbeterd.
In de eerste les wordt geleerd hoe de eerste module, de zoemer, moet worden bediend.
Maar wat is een zoemer precies? De zoemer is een onderdeel dat een geluid voortbrengt zodra het van stroom wordt voorzien. De zoemer heeft twee pinnen: GND en GPIO18, wat betekent dat de zoemer is verbonden met GPIO pin 18 (GPIO.BCM mode) van de Joy-Pi Note om te kunnen worden aangestuurd. Hij is ook verbonden met de GND-aansluiting van de Joy-Pi Note om het circuit te sluiten. Maar hoe activeer je nu de zoemer via Python? Dit is hoe het eerste commando geschreven is:
import RPi.GPIO als GPIO
De RPi.GPIO bibliotheek is de officiële bibliotheek van de Raspberry Pi die kan worden gebruikt om modules en apparaten via de GPIO verbinding te benaderen. Maar RPi.GPIO is een beetje lang om elke keer uit te schrijven. Daarom wordt de bibliotheek geïmporteerd en wordt de afkorting GPIO gespecificeerd. Vanaf nu volstaat het de bibliotheek aan te spreken via haar afkorting. Nu wordt het volgende ingevoerd:
importtijd
De tweede bibliotheek die nu wordt geïmporteerd heet time. Hoewel het een grote bibliotheek is, wordt er alleen het commando slaap uit gebruikt. Het kan worden gebruikt om het programma gedurende een bepaalde tijd te pauzeren voordat het verder loopt. Dit is bijzonder nuttig in deze les om de zoemer te laten werken alvorens verder te gaan met de rest van het programma en hem weer uit te zetten. Voer vervolgens het volgende in:
buzzer_pin = 18
Zoals reeds geleerd, is de zoemer verbonden met GPIO pin 18 van de Joy-Pi Note. Dus nu is de pintoewijzing van de zoemer geconfigureerd. U kunt nu de GPIO-modus instellen met het volgende commando:
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
Zoals eerder vermeld, wordt de GPIO.BCM-modus gebruikt om te verwijzen naar de overeenkomstige GPIO-pinnen. De zoemer is aangesloten op pen 18 van de GPIO.BCM layout, niet volgens de GPIO.Board layout. Bijgevolg moet hiermee rekening worden gehouden bij de configuratie met het commando. Aangezien de zoemer een uitvoerapparaat is, moet de pen ook als OUTPUT worden gedefinieerd:
GPIO.setup(buzzer_pin, GPIO.OUT)
Uitgangsapparaten worden bestuurd door er een signaal naartoe te sturen. Vandaar de configuratie van de buzzer_pin met GPIO.OUT. Nu zal de zoemer klinken door het volgende in te voeren:
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.HIGH)
In principe wordt een module geactiveerd met de instructie GPIO.HIGH. Het zegt dat de module moet worden ingeschakeld. Sommige modules kunnen zich ook anders gedragen, maar in principe wordt een module via deze instructie geactiveerd. Natuurlijk mag de zoemer niet permanent klinken. Daarom wordt het programma slechts gedurende een halve seconde gepauzeerd door het commando time.sleep- te gebruiken:
time.sleep(0.5)
De functie time.sleep pauzeert de uitvoering van het programma gedurende een halve seconde. Door het programma te pauzeren na de GPIO.HIGH instructie, blijft de zoemer gedurende deze tijd geactiveerd voordat hij daarna weer wordt uitgeschakeld. Dit wordt uitgevoerd met het volgende commando:
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.LOW)
Nadat de zoemer is geactiveerd, zal hij pas stoppen wanneer hij het GPIO.LOW signaal ontvangt. Daarna worden de GPIO pinnen nog opgeruimd, zodat ze in de volgende les hergebruikt kunnen worden:
GPIO.cleanup()
Door op te ruimen, kunnen dezelfde pennen later voor andere doeleinden worden hergebruikt. Start nu het script en zie hoe de zoemer gedurende een halve seconde wordt geactiveerd!
import RPi.GPIO als GPIO
import time
buzzer_pin = 18
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(buzzer_pin, GPIO.OUT)
# Enable buzzer
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
# Zet de zoemer uit
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()
