Hoe werken de sensormodules in mijn Smart Hydroponics Kit?

De Smart Hydroponics Kit is een groeisysteem op basis van de micro:bit: je leerlingen programmeren de micro:bit om lichtcycli, waterniveaus, watercirculatie en pH- en temperatuurmetingen aan te sturen voor echte planten (Forward Education). De sensoren en apparaten zijn wat een plastic tank verandert in een slim groeisysteem.

Hier volgt een korte rondleiding, zodat je weet wat elk onderdeel doet voordat je het aan een klas geeft.

De korte versie

Elke sensor en elk apparaat in de kit wordt aangesloten op het breakoutboard — het kleine circuitboard dat als hub van het project fungeert. De micro:bit wordt in het breakoutboard geplaatst, en het board geeft elke sensormeting door aan je code. Er hoeft niets bedraad of gesoldeerd te worden en er is geen schroevendraaier nodig: de modules zijn plug-and-play, en de kabels zijn omkeerbaar, zodat leerlingen ze niet "verkeerd om" kunnen aansluiten.

Vervolgens lees je die sensoren uit (en schakel je de pomp en het licht in) met de Forward Education-blokken in MakeCode. Als je de laden Sensors en Motors niet ziet in MakeCode, voeg dan eerst de extensie toe — zie How to add the Forward Extension in MakeCode in deze kennisbank.

Hoe de modules verbinding maken met het breakoutboard

De indeling van het breakoutboard wordt gedeeld binnen het hele Forward Education-hardware-ecosysteem, dus het werkt op dezelfde manier als in de Climate Action Kit:

• De bovenste vier poorten zijn geschikt voor elk van de witte sensor- of componentmodules.
• De onderste drie poorten zijn voor servomotoren.
• De waterpomp heeft een eigen aansluitpunt, net rechts van de micro:bit.
• Het board heeft een ingebouwde oplaadbare batterij, zodat een project ook los van een bureau kan draaien. Voor een hydrocultuurbouw die dagenlang achter elkaar draait, houd je het board het beste aangesloten op stroom met een micro-USB-kabel — dat is het advies op de Forward Education-projectpagina's, en het voorkomt dat je batterij het midden in een experiment begeeft.

Meer details over het board zelf vind je in An in-depth look into the Climate Action Kit Sensors and Components.

Volgens vermeldingen van resellers over de inhoud van de kit wordt de Smart Hydroponics Kit geleverd met een eigen breakoutboard (met micro:bit-edge-connector en oplaadbare batterij), en is een V2 micro:bit vereist en apart verkrijgbaar (Pakronics).

TODO: Controleer aan de hand van de officiële Forward Education-paklijst of het breakoutboard bij elke regionale versie van de kit inbegrepen is, of een V2 micro:bit vereist is, en of de temperatuursensor en -probe bij de kit worden geleverd of apart worden aangeschaft (de inhoudslijst van de reseller toont pH-, vlotter- en lichtcontrollermodules plus de pomp, maar geen temperatuursensor).

Wat elke module doet

Vlotter (float sensor, waterniveau)

De vlottersensor is hoe je project "weet" hoeveel water er in de tank zit. Hij bevindt zich in het reservoir en geeft aan of het water boven of onder het vlotterpunt staat, zodat leerlingen iets kunnen laten gebeuren zodra het niveau daalt — bijvoorbeeld een alarm op het micro:bit-scherm, of de pomp die het reservoir bijvult. De projecten Low-Water Alarm for Hydroponics en het bijvullen van het reservoir op learn.forwardedu.com zijn de snelste manier om dit in actie te zien.

Klastip: laat leerlingen de vlotter met de hand op en neer bewegen terwijl ze naar de micro:bit kijken. Het moment waarop de meting omslaat, is het moment waarop het concept van een drempelwaarde echt duidelijk wordt.

pH-sensor

De pH-sensor meet hoe zuur of alkalisch het voedingswater is, en geeft dit door aan de micro:bit zodat leerlingen het kunnen loggen, weergeven of vergelijken over de loop van een teeltcyclus (Forward Education). pH is een van de meest "echte" datapunten in de kit — het verandert naarmate planten voeding opnemen, en is daarom ideaal voor een langlopende data-verzamelopdracht.

Je hebt pH up/down-buffer nodig om het water bij te stellen, samen met hydrocultuurvoeding. Beide zijn verbruiksartikelen en zijn niet eindeloos herbruikbaar — zie Where can I purchase consumables for the Smart Hydroponics Kit? in deze kennisbank.

Temperatuursensor en -probe

De temperatuurmodule wordt samen met een probe gebruikt om de temperatuur van water, aarde of een ander medium te meten (Forward Education). Bij een hydrocultuurbouw laten leerlingen de probe meestal in het reservoir zakken om de watertemperatuur samen met de pH te volgen — warm water en plantgezondheid vormen een natuurlijke onderzoeksvraag.

Net als de andere modules heeft hij twee omkeerbare kabelpoorten en werkt hij met elke Forward Education-kit, dus je kunt hem ook voor andere projecten gebruiken.

LED-groeilamp

De groeilamp is een uitvoerapparaat, geen sensor. Leerlingen kunnen zowel de aan/uit-lichtcyclus als de helderheid programmeren, waardoor ze de daglengte voor verschillende planten kunnen nabootsen en de groei kunnen vergelijken (Forward Education).

Als de lamp niet aangaat, is er een apart artikel daarover: My Hydroponics Light isn't working.

Waterpomp

De pomp verplaatst water — hetzij door het rond te laten circuleren in de tank zodat voedingsstoffen gelijkmatig gemengd blijven, hetzij door nieuw water toe te voegen wanneer de vlottersensor aangeeft dat het niveau laag is. Hij wordt aangesloten op een eigen poort op het breakoutboard in plaats van een standaard sensorpoort.

Twee gewoontes die pompen langer laten meegaan:

1. Gebruik een filter op de slang wanneer je water uit een reservoir pompt, om vuil uit de pomp en slang te houden (aanbevolen op de projectpagina Water Recirculation for Hydroponics).
2. Berg hem op de juiste manier op aan het einde van een lesblok — zie Walkthrough - How to store the water pump.

Als hij helemaal niet loopt, begin dan bij The Water Pump is not working.

De groeihardware

Niet alles in de doos is elektronisch. De hoofdeenheid van het hydrocultuursysteem bestaat uit de tank (7 L inhoud), deksel, steunpalen en plantensteunstaven (Forward Education). De montage wordt behandeld in Smart Hydroponics Kit Assembly Guide — volg dat eerst, en kom daarna terug voor de sensoren.

Test de modules voordat je met de klas begint

Je hebt geen water in de tank nodig om te controleren of een module werkt. Met de Forward Education-extensie toegevoegd, toont MakeCode een virtuele versie van elke sensor die je aansluit:

1. Zet het breakoutboard aan.
2. Koppel je micro:bit en plaats hem in het breakoutboard.
3. Sluit een sensor aan op een van de bovenste vier poorten.
4. Kijk naar het simulatorgebied aan de linkerkant van de MakeCode-werkruimte — de sensor verschijnt onder de micro:bit-simulator en werkt live bij als je modules in- of uitplugt.

Dat geeft je een controle van 30 seconden vóór de les: sluit elke module aan, kijk of hij verschijnt, ga verder. Meer details vind je in Introduction to MakeCode Simulators.

Als een module niet reageert

Doorloop deze stappen in volgorde — de oplossing zit meestal in de eerste twee:

1. Controleer de poort. Sensoren gaan in de bovenste vier poorten; de waterpomp gaat in zijn eigen aansluiting naast de micro:bit.
2. Controleer de stroom. Zorg dat het breakoutboard is ingeschakeld en opgeladen, of aangesloten op USB-stroom voor een langlopende opstelling.
3. Controleer de koppeling. Als de micro:bit geen code wil downloaden of geen verbinding maakt, zie Pairing your micro:bit in MakeCode en My micro:bit is having trouble connecting. Let op voor de planning: leerlingen moeten hun micro:bit opnieuw koppelen op een nieuwe computer of na een browserwijziging.
4. Controleer je extensieversie. Oudere projecten kunnen nieuwere blokken missen — zie Do I have the latest version of the Forward Education Coding blocks?
5. Verwissel de module naar een andere poort, of probeer een module waarvan je weet dat hij werkt, om te achterhalen of het probleem bij het onderdeel of de poort ligt.

Nog steeds vastgelopen? How do I contact support? biedt de snelste route naar een medewerker, en A piece is missing from my kit — how do I get a replacement? behandelt vervangingen.