Elektrotechniek

Sensoren in het dagelijks leven

Wat is elektrotechniek

Elektronica is overal om ons heen. Van smartphones en computers tot slimme huizen en zelfrijdende auto's, alles gebruikt elektronica. Door meer te weten te komen over elektronica, kun je beter begrijpen hoe deze technologieën werken en hoe ze ons leven veranderen. Daarnaast kun je als elektrotechnicus je eigen elektronische apparaten ontwerpen en bouwen.

Met een carrière in elektrotechniek is het banen aanbod zeer groot en gevarieerd. Dit komt omdat er in bijna alle sectoren gebruik gemaakt wordt van elektronica en er meer elektrotechnisch werk is dan elektrotechnici.
Als elektrotechnisch engineer zijn dit een van de vele dingen waar je mee te maken kunt krijgen:

• Ontwerpen en ontwikkelen van nieuwe elektronische apparaten en systemen, zoals robots, sensoren, medische apparatuur en meer;
• Ontwerpen van elektrotechnische systemen voor gebouwen, waaronder verlichting, communicatie, beveiliging en meer:
• Programmeren van microcontrollers en andere elektronische apparaten om verschillende functies uit te voeren;
• Testen en debuggen van elektronische systemen om er zeker van te zijn dat ze correct werken;
• Installatie en onderhoud van elektronische apparatuur en systemen, inclusief het oplossen van problemen en het oplossen van storingen;
• Adviseren van klanten over de beste oplossingen voor hun elektronische behoeften, rekening houdend met budget, functionaliteit en andere factoren;
• Werken aan de integratie van verschillende technologieën, waaronder mechanica, software en elektrotechniek, om complexe systemen te bouwen;
• Bijdragen aan onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten om nieuwe technologieën en toepassingen te ontdekken;
• Werken met sensoren om gegevens te verzamelen en te analyseren voor toepassingen zoals automatisering, controle en monitoring;
• Bijdragen aan duurzaamheids- en milieuprojecten, zoals het ontwerpen van energiezuinige systemen en het implementeren van hernieuwbare energiebronnen.

Hbo voorbereidingsprogramma Elektrotechniek

In het hbo voorbereidingsprogramma van Elektrotechniek ligt de focus op “sensoren in het dagelijks leven”. Sensoren worden in de elektrotechniek gebruikt in veel toepassingsgebieden, van het monitoren van een patiënt zijn gezondheid tot autonoom auto rijden en het automatiseren van landbouw toepassingen. Tijdens het voorbereidingsprogramma krijg je de keuze uit vier verschillende onderzoeksgebieden: gezondheidszorg, automotive, landbouw en smart home.

Dus ga jij volgend schooljaar eindexamen havo of vwo doen en wil je een profielwerkstuk maken over elektronica en lijkt het je leuk om bezig te zijn met vragen als: “Hoe meet je angst met sensoren?” en “Hoe kunnen autonome auto’s bijdragen aan de veiligheid op de weg?”. Dan is het hbo voorbereidingsprogramma Elektrotechniek echt iets voor jou!

Wat ga je doen?

Samen met andere leerlingen werk je in 8 bijeenkomsten aan een van de vier onderzoeksopdrachten. Je werkt alleen of in kleine groepjes en leert hoe je onderzoek moet doen. Naast het onderzoek dat je doet voor je profielwerkstuk ga je zelf een sensor maken die hoort bij het onderzoeksgebied dat je gekozen hebt. Tijdens dit proces zul je korte colleges en begeleiding van docenten krijgen om je theoretische en praktische vaardigheden te verbeteren omtrent elektrotechniek. Tijdens de bijeenkomsten volg je onderwijs zoals onze studenten dat elke dag krijgen. Dat betekent dat je veel samenwerkt en feedback krijgt over je onderzoek, je kennis, houding en vaardigheden.

Bijeenkomst 1: Kennismaken en opstart (Wat is onderzoek?)
De leerlingen krijgen een introductie presentatie met de hoofdonderzoeksvraag over sensoren. Vervolgens krijgen ze uitleg over de verschillende onderzoeksgebieden en de bijbehorende onderzoeksvragen. Vervolgens leggen we de planning uit van de 8 bijeenkomsten. Dan een rondleiding van het elektrotechniek deel in het gebouw. Na de rondleiding beginnen met een presentatie over “Wat is onderzoek” waarin we het V-model uitleggen. Aan het eind van de presentatie komen de verschillende onderzoeksgebieden met onderzoeksvragen weer aan bod. De leerlingen krijgen de opdracht om volgende week een onderzoeksvraag gekozen te hebben met onderbouwing van hun keuze.

Bijeenkomst 2: Hoe doe je onderzoek?
De leerlingen hebben voor deze bijeenkomst hun onderzoeksvraag gekozen. Deze bijeenkomst is bedoelt om de leerlingen uit te leggen hoe zij hun eigen onderzoek kunnen aanpakken. Om dit te kunnen doen moeten ze hun onderzoek SMART formuleren. Naast het formuleren van de hoofd onderzoeksvraag op een SMART manier worden ze ook gevraagd om deel onderzoeksvragen te bedenken en deze SMART te formuleren.

Bijeenkomst 3: Sensoren
De leerlingen krijgen een presentatie “wat zijn sensoren”. Hier leren ze het basisprincipe van een sensor, de soorten sensoren en de toepassingen van deze sensoren. Aan het eind van de presentatie gaan de leerlingen zelf uitzoeken welke sensoren zij nodig hebben om de hoofd- en deelonderzoeksvragen te beantwoorden. Het is de bedoeling dat de leerlingen na de bijeenkomst thuis onderzoek doen hoe de sensoren werken die ze voor hun onderzoek nodig hebben.

Bijeenkomst 4: Meten is weten
Tijdens deze bijeenkomst gaan de leerlingen metingen uitvoeren met de sensoren die ze nodig hebben om hun onderzoeksvragen te beantwoorden. Om de metingen te doen gebruiken de leerlingen sensor modules die ze kunnen aansluiten op een Arduino test bord. Met dit test bord kunnen de leerlingen via de Arduino monitor op de laptop of een ingebouwd LCD scherm op het test bord zien wat de sensor meet. Op het test bord zitten test punten waar ze met een oscilloscoop de signalen kunnen meten of met een functiegenerator signalen kunnen aanbrengen. Voor iedere sensor zijn er meetopdrachten gemaakt die de leerlingen kunnen doen. Deze staan in een Excel bestand. De leerlingen moeten alleen de meetopdrachten maken van de benodigde sensoren voor het onderzoek. Het is optioneel om de andere meetopdrachten ook te maken. In het Excel bestand wordt ook uitgelegd hoe de oscilloscoop en functiegenerator werkt en hoe je deze moet bedienen. Voor het maken van de meetopdrachten krijgen de studenten indien nodig nog extra tijd in bijeenkomst 5.

Bijeenkomst 5: Hoe maak je een sensor
Tijdens deze bijeenkomst gaan de leerlingen zelf uitzoeken hoe je de sensoren maakt voor hun onderzoeksvraag. Om dit te kunnen krijgen de leerlingen een hele korte les over elektronica zodat ze de schakelingen kunnen begrijpen die ze op het internet tegenkomen. In deze elektronica les worden de volgende onderdelen behandelt: - De Wet van Ohm met klassikale opdrachten - Interactieve uitleg over ground referenties met klassikale opdrachten - Verschillende soorten weerstanden behandelen (potentiometer, trimmer, thermistor, photoresistor (LDR)) - Introductie diodes. Eigenschappen en karakteristiek van diodes. Verschillende diodes (LED, photodiode, zener) laten zien met symbolen. Klassikale opdracht LED aansturen. - Condensatoren, spoelen en transformatoren kort uitleggen, e.g. basiswerking (cap blokkeert DC etc.), formule impedantie en toepassingen (1e orde filters, koppel- en ontkoppel condensatoren) - Transistoren kort uitleggen, e.g. kleine basisstroom stuurt grote collector stroom (soort schakelaar) en alleen voorbeeld laten zien hoe het als versterker kan worden toegepast (dit gaan ze namelijk niet gebruiken). - Opamps kort uitleggen, e.g. buffer, non-inverting en inverting amplifier, actieve filters - Arduino kort uitleggen. Verwijzen naar tutorial blink LED en Serial monitor. Componenten voor het maken van een eigen sensor zijn aanwezig vanaf deze bijeenkomst. Voor de componenten lijst zie document: “nog invullen”. De leerlingen kunnen nu zelfstandig uitzoeken hoe ze hun sensor moeten maken. Je kunt de leerlingen helpen door ze te laten zoeken op “DIY vul hier sensor in”.

Bijeenkomst 6: Je eigen sensor maken
Als het goed is hebben de meeste leerlingen bij deze les al genoeg onderzoek gedaan naar hun DIY sensor en zouden ze deze kunnen maken met de aanwezige componenten. Tijdens deze les zijn de leerlingen zelfstanding hun sensor aan het maken op een breadboard. De aanwezige docent loopt rond om te kijken of de leerlingen problemen ervaren en te helpen indien nodig. Als er leerlingen eerder klaar zijn met het maken van de sensor kunnen ze al beginnen met het testen van de sensor en de resultaten documenteren. Indien mogelijk voor het type sensor mogen de studenten de sensor schakeling op een experimenteer print maken en indien van toepassing inbouwen in een houder e.g. pulse oximeter.

Bijeenkomst 7: Je eigen sensor testen
Tijdens deze bijeenkomst gaan de leerlingen de zelfgemaakte sensoren testen en de resultaten documenteren om hun onderzoek te onderbouwen.

Bijeenkomst 8: Afsluiting en presentatie
Deze bijeenkomst laten de leerlingen zien wat ze in de afgelopen maanden hebben gedaan d.m.v. een presentatie. Hierin leggen ze uit wat ze onderzocht hebben en wat hun resultaten daarbij waren. De presentatie doen ze voor hun medeleerlingen en de docent(en). Je beantwoordt vragen, maar mag ook zelf vragen om feedback van de aanwezigen. Een moment om trots op te zijn! Je krijgt geen cijfer van onze opleiding maar wel een waardering in de vorm van behaald of niet behaald aan de hand van een beoordelingsformulier. Als alle presentaties zijn geweest vragen we de leerlingen om een (online) feedback formulier in te vullen over het hbo voorbereidingsprogramma (e.g. hebben de leerlingen een beter beeld van de studie elektrotechniek en zouden ze de studie nu kiezen n.a.v. dit programma). We sluiten het hbo voorbereidingsprogramma op een gezellige manier af met een hapje en een drankje.

Als je dit voorbereidingsprogramma hebt gevolgd, ben je er zeker van dat:

• Een beter beeld van de studie Elektrotechniek en de vakken die daar worden gegeven.
• Elektrotechnische vaardigheden zoals solderen, schakelingen ontwerpen, programmeren, werken met een oscilloscoop en functiegenerator.
• Kennis over de vaardigheden die ze bij een hbo studie van je verwachten.

Data bijeenkomsten

28 september 2023
12 oktober 2023
2 november 2023
23 november 2023
7 december 2023
14 december 2023
11 januari 2024
1 februari 2024

Contactpersoon

Heb je vragen, neem dan contact op met Mohamed Talbi

Bel 0031 8850 74531

Stuur een mail naar Mohammed Talbi

Fontys Campus Nexus

de Rondom 1, Eindhoven

Bepaal route