- Bekkur
- Menntaskóli / efra menntaskólastig (9./10.–12. bekkur) frá 15 til 17/18 ára. Þrír hópar með 4 nemendur.
- Menntaskóli / háskólastig / stúlkur, konur 16–30 ára Listrænt, hönnun, mannleg tækni. Fjórir til fimm hópar með fjórum nemendum í hvorum.
- Viðfangsefni
Náttúruvísindi: efniseiginleikar.
Tækni: forritun
Stærðfræði: Mæla og flokka efni út frá leiðni.
- Lengd
Fundur 1: Inngangur að verkefninu og samsetningunni (1 klst.)
Fundur 2: Forritun Arduino og samsetning rafrásarinnar (1 klst.)
Fundur 3: Lokasamsetning og sýning (1 klst.)
- Námsárangur
Nemendur munu læra að búa til fljótandi ljósefni í flösku með LED svartljósi, sólarsellu, Arduino og tonicvatni. Þetta verkefni sameinar þætti endurnýjanlegrar orku, forritunar og efnafræði. Þetta þverfaglega verkefni miðar að því að efla sköpunargáfu, bæta tæknilega færni og veita heildstæða skilning á því hvernig mismunandi vísindaleg lögmál má beita á skemmtilegan og áhugaverðan hátt. Að loknu verkefni munu nemendur eiga einstaka, glóandi flösku sem sýnir fram á nýfundna þekkingu og færni þeirra.
Inngangur að fljótandi ljóssverkefni í flösku
Í þessu spennandi og nýstárlega verkefni munu nemendur leggja af stað í ferðalag til að búa til heillandi fljótandi ljós í flösku. Með því að nota LED-svartljós, sólarsellu, rafhlöðu, Arduino örstjóra og tonicvatn lýsir þetta verkefni ekki aðeins upp heldur sameinar einnig lykilþætti úr ýmsum STAEM-greinum, þar á meðal endurnýjanlegri orku, forritun og efnafræði.
Endurnýjanleg orka: Með því að innleiða sólarsellu munu nemendur kanna grundvallarreglur umbreytingar sólarljóss í raforku, sem gerir verkefnið umhverfisvænt og sjálfbært.
Forritun: Með Arduino örstýri munu nemendur kafa í grunnatriði forritunar, læra hvernig á að stýra LED svarthljósi og búa til ýmsa lýsingaráhrif.
Efnafræði: Notkun tonicvatns kallar fram heillandi efnafræðilega hvarf, þar sem kínínið í tonicvatni flúoresar undir svartljósi og skapar glóandi áhrif.
- B&T-mál og tegundir sem tekið er til greina
Viðmið
- Vídd 1: sjálfstraust í vísindum og tækni: Með því að byggja hlutinn frá grunni myndast mikill sjálfstraust.
- Vídd 2: Traust á tækni- og stjórnmálalegum framförum: Með því að sameina handahreyfingar, skapandi þætti og forritun geta nemendur byggt upp sjálfstraust með litlum sigrum og síðan beitt færni sinni til að búa til stærri hluti.
- Þáttur 3: Áhugi á nýrri tækni: Nemendur kanna og taka þátt í bæði tæknilegum og verklegum verkefnum eftir því sem skapandi ferli þeirra krefst.
- Vídd 6: Tækni má læra: Þessi athöfn sýnir öllum að tækni má læra með því að bjóða upp á skemmtilega athöfn sem skilar áhugaverðum niðurstöðum.
Gerðir
- Sköpunarkraftar: Áhugaverð áskorun fyrir skapandi geranda. Taktu þátt í að setja saman tæknilegan þátt á skapandi og tæknilegan hátt.
- Könnuðir: Þessi athöfn býður upp á öruggan, leiðbeinnan rými til að prófa og læra með tilraunum og mistökum. Prófa efni á leiðni og uppgötva hvernig kóðun og virkniþættir vinna saman.
- Kennarans forsendaþekking
Kennarar þessa tíma þurfa grunnþekkingu á rafeindasmíði (t.d. lóðun, raftengir, prufuborð). Þeir þurfa einnig skilning á örstýritækjum og forritunarhæfni fyrir Arduino eða sambærilega.
- Efni
- LED svarthljós
- Lítill sólarsellupakki
- rafhlaða
- Arduino örstýritæki
- Tónikvatn
- Gagnsær plast- eða glerflaska
- Vatnsheldur þéttiefni
- Símar og tenglar
- Braðabretti
- Raðeiningar
- USB-kapall fyrir Arduino
- Arduino IDE (sett upp á tölvum)
- Grunnverkfæri (skruðdrífa, vírsaxar, lóðstöð)
Öryggisráðstöfun og ráð:
- Varist rafmagninu
- Kennsluáætlun
Inngangur (15 mínútur)
Í herbergi eða aðstöðu þar sem þú getur útskýrt hin ýmsu skref-fyrir-skref þróanir.
Þróun skref fyrir skref
Fundur 1: Inngangur að verkefninu og samsetningunni (1 klst.)
Skref 1: Inngangur (15 mínútur)
- Útskýrðu stuttlega verkefnið og þætti þess.
- Ræddu meginreglur endurnýjanlegrar orku með sólarsellu.
- Útskýrðu hlutverk Arduino við að stýra LED-ljósinu.
- Kynntu hugtakið flúorsens og hvernig tonicvatn verður notað til að búa til glóandi áhrif.
Skref 2: Undirbúningur flöskunnar (20 mínútur)
- Sýnið hvernig á að þrífa og undirbúa flöskuna.
- Helltu tonicvatni í flöskuna og þéttaðu hana með vatnsheldu þéttiefni.
- Prófaðu flöskuna með því að hrista hana til að ganga úr skugga um að hún sé rétt lokuð og að enginn leki vatni.
Skref 3: Uppsetning sólarsellu, rafhlöðu og Arduino (25 mínútur)
- Sýndu hvernig á að tengja sólarselluna við Arduino.
- Útskýrðu mikilvægi réttrar pólunar og hvernig á að nota margmæli til að athuga tengingar.
- Tengdu sólarselluna við prototypuborð og síðan við Arduino.
Lota 2: Forritun Arduino og samsetning rafeindahringsins (1 klst.)
Skref 1: Inngangur að Arduino IDE (15 mínútur)
- Kynntu Arduino IDE og grunnatriði forritunar.
- Útskýrðu hvernig á að skrifa og hlaða einföldu forriti upp á Arduino.
Skref 2: Ritun kóðans (30 mínútur)
- Settu fram kóðann til að stýra LED svarthljósi með innslætti frá sólarsellu. (sækja)
- Útskýrðu kóðann skref fyrir skref.
- Aðstoða nemendur við að hlaða kóðanum upp á Arduino-tækin sín.
Skref 3: Tengja LED-ljósið og prófa (15 mínútur)
- Sýndu hvernig á að tengja LED svarthylluljós við Arduino með brauðborði og viðeigandi viðnámsmótum.
- Prófaðu uppsetninguna til að ganga úr skugga um að LED-ljósið kveikist og slokkni í samræmi við inntak sólarsellunnar.
Fundur 3: Lokasamsetning og kynning (1 klst.)
Skref 1: Að ljúka samsetningunni (20 mínútur)
- Aðstoðaðu nemendur við að setja LED svartljósið inn í flöskuna eða festa það örugglega utan á hana.
- Flöskan skal fyllt 2/3 með tonicvatni og síðan aftur lokuð.
- Gakktu úr skugga um að allar tengingar séu vatnsheldar og öruggar. (sjá niðurhalaskrár fyrir vatnshelda lausn)
- Allt rafrænt búnað má setja í kassa með sólarsellum ofan á og fylla hann með vatnsheldri vökva eftir prófun. Hægt er að bæta við flothjálp, til dæmis tveimur ping-pong-kúlum, til að halda kerfinu á sínum stað.
Skref 2: Prófun verkefnisins (20 mínútur)
- Settu flöskuna í sólskini eða undir sterku ljósi til að virkja sólarselluna.
- Sjáðu LED-svartljósið kvikna og láta tonic-vatnið glóa.
- Að prófa flothæfni kerfisins með því að hella tonicvatni í flöskuna eða úr henni.
- Gakktu úr skugga um að sólarsellunni sé snúið að sólarljósi.
- Samantekt og íhugun
Áferð Skref 3: Umræða og samantekt (20 mínútur)
- Ræddu niðurstöðu verkefnisins og hvaða áskoranir komu upp við samsetningu.
- Hvetjið nemendur til að hugsa um umbætur eða afbrigði sem þeir gætu gert á verkefninu.
Útskýrðu hvernig hugtökin sem þú lærðir má beita í öðrum verkefnum sem tengjast endurnýjanlegri orku og örstýritækjum.
- Myndasafn
- Viðbótarverkefni
- Tilraunastu með mismunandi flöskulögun og stærðir til að sjá hvernig það hefur áhrif á ljóssdreifingu.
- Breyttu kóðanum til að bæta við mismunandi ljóspatternum eða viðbrögðum við breytilegum ljósstyrk.
- Samþættaðu viðbótarskynjara, svo sem hitastigs- eða hreyfiskynjara, til að búa til gagnvirkari verkefni.
- Það þarf ekki að vera flotið tæki; sem sjálfstætt tæki virkar það jafn vel í myrkri og sem glansandi blátt ljós. Virkar einnig frábærlega í ísilögðu umhverfi.
- Viðbótarauðlindir
- Licht áskorun: Ljósasýningar í borgum
- Námsvettvangur með hugmyndum og vélbúnaði
- Lokunarlausn
- Tilvísanir: https://www.arduino.cc/
English (UK) 
Nederlands 
Español 
Português 
Íslenska 
