ASTRO PI IN DETAIL: WAT?

Mission Zero

Mission Zero is een korte beginnersoefening in programmeren voor leerlingen jonger dan 14 jaar.

In deze missie komen de leerlingen een klein beetje binnen in het dagelijkse leven van de astronauten in het ISS door hen een afbeelding te sturen. Ze tonen de astronauten een zelfgemaakte afbeelding. De achtergrondkleur wordt bepaald door een meting met de kleursensor. Je kan op elke computer met internetverbinding deze taken uitvoeren via de online emulator (zie knop onder “Astro Pi in detail: Hoe?).

  • Moeilijkheid: Totale beginners, geen voorkennis, in principe mogelijk in 1 lesuur.
  • Doel: een eenvoudige per schooljaar vastgelegde codeeropdracht: produceer een kleine tekening (8×8 pixels) waarin de kleur gebruikt wordt die je kan meten met de lichtkleursensor. Je tekening is vrij te kiezen in het thema natuur, fauna en flora.
  • Doelgroep: 6 tot 14 jaar.

        Mission Space Lab

        Mission Space Lab is een missie die over meerdere lesuren gespreid is. De leerlingen coderen een experiment aan boord van het ISS.

        Voor schooljaar 2023-2024 werken we met een vaste opdracht: Meet de snelheid van het ISS (tov de Aarde) door gebruik te maken van de Astro Pi camera of sensoren. Je kan gedurende maximum 10 minuten gebruik maken van de Astro Pi in het ISS.

        • Moeilijkheid: intermediair. enige ervaring met Python/Raspberry Pi is aangewezen.
        • Doel: een experiment ontwerpen en uitvoeren in het ISS, resultaten verwerken en rapporteren.
        • Doelgroep: 11 tot 19 jaar
        • In tegenstelling tot vorige jaren worden er geen Astro Pi kits meer geleverd aan deelnemende scholen. De oefening zal uitgevoerd worden op een Astro Pi desktop simulator, en kan op elke computer met internetverbinding.

        Meer info hieronder (Astro Pi in detail: Hoe?).

            Wat is een Astro Pi precies?

            Een Astro Pi is een samenstelling van volgende onderdelen:

            • een Raspberry Pi minicomputer
            • de Sense hat: sensoren voor het meten van temperatuur, luchtvochtigheid, luchtdruk, licht (kleur en intensiteit), PIR (passieve infrarood sensor), magnetisch veld, 3D bewegingen (accelerometers), draaibewegingen (gyrosensor)
            • ‘Display’: een 8 x 8 LED matrix. Elke LED kan oplichten in de kleur naar keuze.
            • Visuele en infrarood camera

            Al deze onderdelen zijn omgeven door de ‘flight case’, de behuizing van beide toestellen. Het toestel werd speciaal ontwikkeld voor het Astro Pi project via een samenwerking tussen de Raspberry Pi Foundation en ESA.

            In het Internationaal Ruimtestation ISS bevinden zicht twee soorten Astro Pi voor wetenschappelijke missies. Ze heten Ed en Izzy. Ed en Izzy zijn identieke tweelingen, alleen heeft de ene een camera voor visueel licht, en de andere voor infrarood.

            ASTRO PI IN DETAIL: WIE?

            Mission Zero

            • 1 tot 4 leerlingen per team + een volwassen begeleider
            • Doelgroep 6 tot 14 jaar (maar toegelaten tot 19 jaar)
            • totale beginners, geen voorkennis nodig
            • Andere groepen dan scholen toegelaten (jeugdvereniging, makers space, ..)
            • Elk kind/jongere kan maximum in 1 team zitten
            • Elk team kan maximum 1 code indienen
            • Er is geen maximum op het aantal teams per school

            Mission Space Lab

            • 2 tot 6 leerlingen per team + een volwassen begeleider
            • Doelgroep 11 tot 19 jaar
            • Andere groepen dan scholen toegelaten (jeugdvereniging, maker space, ..)
            • Elk kind/jongere kan maximum in 1 team zitten
            • Elk team kan maximum 1 code indienen
            • Er is geen maximum op het aantal teams per school

            ASTRO PI IN DETAIL: WANNEER?

            Mission Zero kalender 2023-2024

            ActiviteitDatum
            Inschrijvingen gaan open18 september 2023
            Einddatum om deel te nemen en je programma door te sturen25 maart 2024
            Ingestuurde programma’s worden afgespeeld in het ISSmei 2024
            Deelname-certificaten worden bezorgd aan de teamsjuni 2024

            Mission Space Lab kalender 2023-2024

            Het project start18 september 2023
            Dien je afgewerkte code in vanaf6 november 2023
            Online opleiding voor Vlaamse leraren15 februari 2024
            Dien je afgewerkte code ten laatste in op19 februari 2024
            Uitvoering van de Astro Pi programma’s in het ISSapril – mei 2024
            Afleveren van resultaten (data) aan de teamsmei – juni 2024
            Publicatie van je resultaten op de ESA website, ontvangen van een deelname certificaat, en online eindevenement.Nog niet bepaald

            ASTRO PI IN DETAIL: HOE?

            Mission Space Lab:

            1. De leerkracht/mentor registreert zijn/haar team(s) vanaf 6 november, en ontvangt per team een unieke ID.
            2. Het team gaat aan de slag, en volgt de stap-voor-stap instructies op de internationale Astro Pi website. De methodiek wordt daar volledig uitgelegd (in het Engels). Bijkomend is er een online Vlaamse opleiding voorzien op 15 januari.
            3. Als de code klaar is, ga je die testen en nagaan of alle criteria voldaan zijn
            4. De mentor dient de positief geteste code in met de unieke ID per team ten laatste op 19 februari.
            5. Je wordt verwittigd wanneer je code in het ISS wordt afgespeeld.
            6. Daarna krijg je de meetresulten en beelden om te verweken in je klas tot een conclusie. Deze kan je publiceren op de ESA website.
            7. Je ontvangt een deelname-certificaat en kan een online eindevenement meevolgen bij ESA Education.

            Mission Zero

            1. Het team maakt een account op de Astro Pi Mission Zero Online simulator. Kijk naar de instructievideo hiernaast als je vragen hebt in verband met het aanmaken van een account.
            2. Het team werkt aan de codeeroefening met een creatieve tekening (8×8 pixels).
            3. Als de code klaar is klik je op ‘run’ om te testen of het goed werkt.
            4. Als de code goed is, klik je op de knop om je code in te dienen.

            Te vinden op de internationale Astro Pi pagina’s:

            • Tutorials met stap-voor-stap uitwerking van de oefeningen en testen.
            • Gedetailleerde informatie over de hardware van de Astro Pi’s.
            • Teacher guidelines & richtlijnen, criteria waaraan je inzending moet voldoen om toegelaten te worden op het ISS.
            • Nieuws, statistieken, geschiedenis, etc. over het Europees project.

            Lerarenvorming Mission Space Lab

            Op 15 januari 2024 gaven we een online opleiding voor leraren waar we uitlegden hoeje de oefening van Mission Space Lab uitvoert. DE vorming werd opgenomen, en kan je hier herbekijken.

            Astro Pi Mission Zero: hoe maak je een account (video zonder geluid)

            Online tools om de Astro Pi te programmeren

            Zowel Mission Zero als Mission Space Lab wordt door de leerlingen uitgevoerd op een gewone computer met internetverbinding (Windows, Linux, IOS). Ze krijgen een vak om code te schrijven in Python, en zien meteen de resultaten van hun code uitgevoerd op een virtuele versie van de Astro Pi.

            In de tool zit ook een knop waarop je uiteindelijk kan klikken om je afgewerkte code naar ESA te sturen.

            De online simulator is geschikt voor beide niveaus van Astro Pi.

            In de online tools moet je een account aanmaken en ingelogd blijven. Anders kan je je werk niet bewaren. De toepassingen zullen je werk automatisch selecteren als ‘valabel’ wanneer de code correct werkt. Dan kan je de code indienen met een knop die onderaan in de tool te vinden is.

            Enkele handige extra tools (voor Mission Zero)

            Om iets te laten verschijnen op de 8 x 8 LEDS display moet je wat kunnen spelen met kleuren en met kleine tekeningen. Geen probleem, hiervoor heb je online zeer goede tools:

            ASTRO PI IN DETAIL: VOOR DE LERAAR

            Rechtstreekse ondersteuning en vorming voor leraren

            ESERO Belgium biedt dagdagelijkse ondersteuning voor leraren die deelnemen aan om het even welke ESERO activiteit. Je kan ons bellen, emailen, een videogesprek aanvragen of in sommige gevallen zelfs langs komen bij ons Vlaams coördinatiecentrum (in Gent). Contacteer ons met al je vragen op:

            • esero@armandpien.be
            • Tel +32 9 264 39 57 – Mob +32 471 93 16 41
            • UGent Volkssterrenwacht Armand Pien – Plateaustraat 22 – 9000 Gent

            Je kan onze lerarenvorming volgen van Astro Pi Mission Space Lab (online, 15 januari) of als groep van leraren zelf een gratis vorming aanvragen.

            Nieuw voor schooljaar 2023-2024: kom met je klas naar Gent voor Astro Pi Mission Zero

            Vanaf 18 september 2023 kan je klas in de UGent Volkssterrenwacht Armand Pien gewoon de Astro Pi Mission Zero uitvoeren onder ons begeleiding. Op die manier hoef je je als leraar zelf niet in te werken. In een klasbezoek van 2 uren laten we je leerlingen de missie meteen tot een goed einde brengen. Wij adviseren deze opdracht uit te voeren met jongeren uit de eerste en/of tweede graad secundair onderwijs. Op langere termijn hopen we deze workshop/klasbezoek ook aan te bieden in andere regio’s.

            Let op: De vraag voor klasbezoeken bij de volkssterrenwacht is veel groter dan het aanbod. Lang op voorhand reserveren is noodzakelijk.

            Veel gestelde vragen

            Hieronder publiceren we vragen die we van leraren binnen krijgen met hun antwoorden.

            Nee. ESA geeft aan dat de near-IR camera geen thermale IR camera is: probeer je experiment NIET te baseren op een analyse van Aardse temperaturen, dit is niet mogelijk met de Astro Pi hardware. Wat bijvoorbeeld wel zichtbaar is, is de reflectie van IR door chlorofiel (productieve vegetatie).

            Dit is af te raden. ESA geeft aan dat je experiment best niet alleen gebaseerd wordt op nachtfotografie. De meeste teams die dit eerder probeerden eindigden met volledig zwarte beelden. De nieuwe hardware zal daarin verbeteren, maar op dit moment zijn er geen garanties.

            Je krijgt een beter beeld van wat je met deze camera kan doen als je ons lespakket bekijkt over “Infrarode Webcam Hack

            Bij de winnende teams van 2020-2021 was er één die metingen deed van temperaturen in het ISS. Dit kan je bekijken om inspiratie op te doen.

            Let op: in schooljaar 2023-2024 is het niet meer mogelijk om langer dan 10 minuten gebruik te maken van de Astro Pi toestellen in het ISS. Deze aanpassing was nodig vanwege het groot aantal deelnemers. In de toekomst zullen de mogelijkheden voor Mission Space Lab terug uitbreiden.

            Elk schooljaar bieden we minstens 1 keer een nascholing aan in Vlaanderen over Astro Pi. Je kan als groep leraren ook zelf een vorming aanvragen (locatie en datum af te spreken), en je kan dikwijls ook internationale online opleidingssessies volgen voor leraren bij ESA. Al deze mogelijkheden zijn terug te vinden op de pagina “Lerarenvorming”. Schrijf je in op onze email-nieuwsbrief onderaan de website om via email op de hoogte te blijven van elk nieuw aanbod.

            Het is waar dat je eindigt met dezelfde code als in het voorbeeld, de handleiding. Er komt wel iets creatiefs op het einde waar het team gevraagd wordt om meer ideeën op te geven om de code nog beter te maken en het resultaat preciezer/juister. Want de voorbeeldcode geeft eigenlijk maar een ruw resultaat. Zo zou je bijvoorbeeld meer dan 2 camerabeelden kunnen gebruiken, de kromming van de Aarde corrigeren, een ander algoritme maken, etc. Het creatieve zit in het optimalisatie proces.