PROJECT

Slimme Sensoren

Informatie voor de leerlingen

Inhoud 1 De opdracht 2 uitwerking opdracht 3 vaktaal veld 4 het beroep

[1] PROJECT Slimme Sensoren

1 DE OPDRACHT

Waar je werkt Je werkt als sensortechnoloog bij het Instituut voor Engineering van de Hanzehogeschool in Assen - Advanced Sensor Applications (ASA). Deze afdeling is verantwoordelijk voor de internationale ingenieursopleiding Sensortoepassingen van de Hanzehogeschool Groningen. Daarnaast doet ASA toegepast onderzoek op het gebied van sensortechnologie en geeft actieve steun aan startende ondernemers.

Situatie Sensoren vind je tegenwoordig op allerlei plaatsen, niet alleen in technologische toepassingen in auto's (bijv. afstands/ultrasoonsensoren), in smartphones en robotic (bijv. versnellingssensoren, stralingssensoren) en in de gezondheidszorg (bijv. valdetectiesensor, glucosesensor) maar ook voor het oplossen van maatschappelijke problematiek, denk bijvoorbeeld aan de aggressiesensoren in uitgaansgebieden in Groningen. Als onderzoeksinstituut probeert INCAS³ zo veel mogelijk toepassingen van sensoren te bedenken.

De opdrachtgever Jullie opdrachtgever is onderzoeksinstituut INCAS³ te Assen. INCAS³ ontwikkelt in samenwerking met de industrie en de wetenschappelijke gemeenschap hoogwaardige kennis op het gebied van sensoren en sensorsystemen om technologische doorbraken te realiseren. INCAS³ is gespecialiseerd in cognitieve sensorsystemen en participeert vanuit thuisbasis Assen in nationale en internationale onderzoeksprojecten die bijdragen aan de ontwikkeling van dit innovatieve vakgebied.

De opdracht Ontwikkel ideeën en een prototype voor een sensorsysteem dat oplossingen biedt voor een relevant probleem.

[2] PROJECT Slimme Sensoren

2 UITWERKING OPDRACHT

Om tot een goed eindresultaat te komen moet je aan de volgende onderdelen werken

1. Oriëntatie Tijdens de eerste orientatie verdiep je je in bestaande sensorsystemen. Je onderzoekt welke relevante situaties worden aangepakt en hoe, welke soorten sensoren daarvoor worden ingezet. De opdrachtgever wil daarbij graag een overzicht van de soorten sensoren en hun werkingsprincipe.

2. Nieuwe Sensortoepassing Nu je een idee hebt van wat er al is, wordt het tijd om zelf toepassingen te gaan bedenken. Dat doe je in twee brainstormsessies. Doel van de eerste sessie is te komen tot een bepaald probleem waarvoor je een technologische oplossing met sensoren wilt bedenken. Je kunt beschikken over de volgende soorten sensoren: sensoren die de volgende grootheden kunnen registreren: Temperatuur, Spanning, Licht (EM-straling), Versnelling, Weerstand (voor stroom). Als je andere sensoren wilt gebruiken, dan kun je dat aanvragen. In de tweede brainstormsessie probeer je zoveel mogelijk verschillende manieren te bedenken om het in de eerste sessie bedachte probleem op te lossen. Deze tweede brainstorm doe je in de creatieve sessie bij ASA.

3. Arduino De sensortoepassing wordt geprogrammeerd met Arduino. Verdiep je in het programmeren met Arduino, voordat je aan het eerste keuzecollege begint. Een goede Nederlandstalige uitleg over de Arduino kunnen jullie online vinden, bijvoorbeeld: https://www.gymnasiumnovum.nl/Portals/0/vakpaginas/Science/Arduino%20manual%201_0%20NL.pdf

4. Ontwerp Uit alle ideeën die jullie geproduceerd hebben tijdens de brainstorm moet vervolgens een ontwerp gemaakt worden. Zet jullie ontwerp zoveel mogelijk in schema’s. Besteed niet teveel tijd aan het uiterlijk van jullie ontwerp. Voor het prototype is het vooral van belang dat je bedenkt wat het ontwerp moet kunnen. Hierbij hoort een Programma van Eisen (PvE) Aan de hand van jullie ontwerp beslis je wat jullie prototype moet gaan doen. Vaak is het niet nodig of niet zinvol om in een eerste fase al gelijk een compleet werkend systeem te bouwen, maar is het wel belangrijk dat je van de essentiele onderdelen van je ontwerp laat zien dat ze echt werken. Dit heet “ proof of principle” je levert het bewijs dat jullie idee echt haalbaar is.

[3] PROJECT Slimme Sensoren

5. Prototype Bedenk met het idee van “proof of principle” in je achterhoofd, wat jullie prototype allemaal moet gaan kunnen. Stel een materiaal lijst op en mail die naar jullie begeleider bij ASA. Hij kan er dan voor zorgen dat de materialen er ook zijn als jullie de volgende keer bij ASA komen, of als dat niet lukt, jullie dit laten weten zodat je met een andere oplossing kunt komen. Bouw het prototype. Het team bij ASA kan hierbij ondersteuning bieden.

6. Testen De opdrachtgever verwacht een testrapport: test of jullie prototype doet wat je er van verwacht. Voldoet het aan het PvE? Zo niet pas dan het ontwerp en het prototype aan.

Afronding Je sluit de opdracht af met een rapportage over jullie ontwerp. In het rapport geef je aan voor welk probleem je een ontwerp hebt gemaakt. Geef het programma van eisen waar het ontwerp aan moet voldoen. Leg uit wat het ontwerp inhoud en waarom het een oplossing biedt voor het probleem. Verder leg je uit welke keuzes er tijdens het ontwerpproces zijn gemaakt, hoe je het prototype hebt getest en waaruit blijkt dat het ontwerp aan de gestelde eisen voldoet. De opdracht wordt afgerond met een presentatie van jullie ontwerp (max 15 minuten). In de presentatie zit in ieder geval:

- Een uitleg van de relevantie van het aangepakte probleem - Argumentatie voor het gekozen sensorsysteem - Demonstratie van jullie prototype - Uitleg waarom jullie ontwerp een oplossing biedt voor het gekozen probleem

[4] PROJECT Slimme Sensoren

3 VAKTAAL VELD

sensoren drempelwaarde proces besturing zintuig stuursignaal voorwaarde analoog - digitaal spanning stroomsterkte input- outputsignaal meet en regel detectie slimme apparaten programmeren interface

[5] PROJECT Slimme Sensoren

4 HET BEROEP

Sensortechnoloog of sensortoepassingsspecialist

Het beroep Sensortechnologie helpt mensen verder. Op veel terreinen zijn onze mogelijkheden niet onbeperkt. Denk aan verpleegkundig personeel of aan snelwegen. In plaats van ‘méér’ kunnen we beter denken: ‘efficiënter’. Met sensortechnologie kan op veel gebieden efficiënter worden gewerkt, maar sensorsystemen zijn duur. Daarom moeten we ze zo maken dat ze voor meerdere partijen interessant zijn. Op het Centraal Station van Groningen zijn sensoren aangebracht die agressie herkennen. Zodra dat gebeurt, schakelen ze een camera in die beelden naar het politiebureau stuurt. Waar kun je die dure camera’s nog meer voor gebruiken? Ze kunnen ook registreren of treinen op tijd arriveren, dat de vuilnisbakken vol zijn, whatever. Meerdere toepassingen, waardoor je de investering met andere partijen kunt delen. Dat zijn uitdagingen waar je in de praktijk mee te maken krijgt en die het werken als sensortechnoloog zo boeiend maken. Maar als sensortechnoloog kun je juist ook goedkope slimme sensorsystemen ontwerpen, die duurzaam en betrouwbaar zijn.

Waar kun je deze opleiding volgen? Er is in Nederland maar een opleiding tot Sensortechnoloog. Namelijk die bij het Instituut voor Engineering van de Hanzehoogeschool in Assen.Dit is een opleiding op HBO niveau. In verband met het internationale karakter van het beroep wordt de de opleiding in het engels aangeboden. De opleiding omvat behalve de nodige vakken op het directe gebied van sensoren ook heel duidelijk een profesionele training die er voor zorgt dat je breed georienteerd bent en in staat te communiceren met mensen in allerlei situaties. Hierdoor ben je als sensortechnoloog in staat om in uiteenlopende situaties toch de voor die situatie meest geschikte sensortoepassing te bedenken en te implementeren. Als vooropleiding is een havo-NT of vwo-NT diploma gewenst , of een NG-profiel met Wi-B.

[6] PROJECT Slimme Sensoren

De organisatie

Groepsindeling Voor het begin van dit project worden er teams samengesteld. In een goed team werken mensen samen met verschillende kwaliteiten. Ga op zoek naar drie klasgenoten die andere kwaliteiten hebben en waar je denkt goed mee te kunnen samenwerken. Als je een team gevormd hebt, geef je het team op bij de docent. Pas als iedereen in de klas in een goed team zit, wordt de teamindeling vastgesteld door de docent.

Rooster School Week 46

Introductie van de opdracht. Groepen maken Inlezen in sensoren en sensortoepasssingen Installeren of controleren van, en kennismaken met Arduino.

School Week 47

Brainstorm over nieuwe sensortoepassingen Verdiepen in Arduino

Dag 1 ASA Week 48

Introductie College Sensorapplications

Workshop Creativiteit, Brainstorm bij ASA Workshop control by sensors (Arduino)

School Week 48

Verder uitdenken van het ontwerp en opzet maken in Arduino

School Week 49

Maken ontwerp, Ontwerp maken met Arduino

Eventueel: wensen mailen aan ASA

Dag 2 ASA Week 50

Bouwen/Testen prototype

School Week 50

Bouwen/testen prototype vervolg

School Week 51

Schrijven rapportage Voorbereiden presentatie Presentaties

[7] PROJECT Slimme Sensoren

Bedrijfsbezoek / excursie Een deel van de activiteiten wordt uitgevoerd aan het Instituut voor Engineering van de Hanzehoogeschool - ASA, Industrieweg 34a in Assen.

Materiaalvoorziening Een Arduinoset is meestal op school aanwezig. Voor materialen, met name de gewenste sensoren, die je nodig hebt om jullie prototype te maken overleg je met de begeleiders van ASA. Zorg dus dat je op de tweede dag bij ASA weet wat je nodig denkt te hebben. Wees hierin wel realistisch, ASA heeft van alles in huis, maar ook niet onbeperkt. Materiaal van ASA kun je lenen, we willen het dus wel (heel) terug!

[8] PROJECT Slimme Sensoren