Robo-Biene. Opitec, Bestellnummer Modifiziert von Andreas Merz, Muotastrasse 9, 6440 Brunnen
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- Daniela Sachs
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1 Robo-Biene Opitec, Bestellnummer Modifiziert von Andreas Merz, Muotastrasse 9, 6440 Brunnen Ergänzende Hinweise zur Original-Bauanleitung 1. Beschrieb Mit diesem äusserst preiswerten, elektromechanischen Bausatz hat sich Opitec selber übertroffen, und vor dem Konstrukteur der Roboterbiene sei der Hut gezogen! Die Robo-Biene gehört zu einem meiner Lieblingsbausätze! Bei entsprechender Begleitung kann dieser Bausatz ab der fünften Klasse durchaus realisiert werden. In einer Versuchsklasse waren sämtliche Kinder begeistert von dieser Arbeit. Der Bausatz eignet sich durchaus auch für Oberstufenklassen (vertiefte Kenntnisse der Schaltung)! Die Biene bewegt sich durch die Antriebswellen (!) von zwei Elektromotoren. Stösst das Insekt gegen ein Hindernis, wird über die beiden Fühler kurzzeitig ein Motor umgepolt und dadurch dessen Fahrtrichtung geändert. In einer aufgebauten Hindernisstrecke stellt die emsige Biene ihr Können unter Beweis, - sehr zum Gaudi der stolzen Schülerinnen und Schüler! Damit der Mechanismus einwandfrei funktioniert wird das Weichlöten der Anschlussstellen sehr empfohlen. Eine Chance, diese Arbeitstechnik zu erlernen!
2 Instrumentelle Lernziele Allgemein: feinmotorische Fertigkeiten schulen (z.b. Umgang mit Japanmesser, verzinnen von Drahtlitzen, feine Lötarbeiten usw.) Genaues Zusägen von Sperrholzbrettchen Winkeltreues Abbiegen von Lochbandstreifen nach Vorlagen Schweissdrähte biegen und krümmen nach Vorgaben Bohren von Löchern in Sperrholz Verschraubungen vornehmen Weichlöten von verschiedenen Kabelverbindungen Bauanweisungen, -pläne und Schaltschemen lesen und Wirkungsweisen verstehen Tiefgrundieren und Bemalen von Holzteilen 3. Allgemeines Die sieben Seiten umfassende Original-Anleitung ist durchaus verständlich abgefasst, unterstützt durch viele Bauphasenfotos (Opitec lernt!). Vor Inangriffnahme dieser Arbeit sei darauf hingewiesen, dass eine entsprechende Anzahl Lötkolben zur Verfügung stehen muss (und zwar nicht 100W- Schweissbrenner, sondern Lötkolben mit feiner Spitze für Elektronikarbeiten!) Meine Ausführungen sind ergänzend zur Originalanleitung zu verstehen und sollen die weniger erfahrene Werklehrperson unterstützen, aber auch die Schüler vor Misserfolgen bewahren. Zusätzlich können diverse weitere meiner Arbeitsunterlagen nach Belieben eingesetzt werden (Arbeitsblätter Grundlagen Weichlöten, Lötdiplom, Erfolgskontrolle Weichlöten, Schaltschema, Selbstbenotung ). Die wichtigsten Punkte der Originalbauanleitung sind in den vorliegenden Bericht integriert, sodass nicht ständig zwei Anleitungen simultan studiert werden müssen. Erst wenn ein Schritt ganz klar ist, mit dem Bau des jeweiligen Abschnittes beginnen! Es empfiehlt sich, als Lehrperson zuerst selber eine Biene zu bauen. Erst so werden dem Ausbildner Schwierigkeiten bewusst, welche später auch dem Schüler Mühe bereiten werden! 4. Bau Vor Inangriffnahme der Arbeit wird empfohlen, mit den Schülern den Bausatz auf Vollständigkeit und die Motoren auf deren Funktionsfähigkeit hin zu prüfen, damit allenfalls fehlende oder nicht funktionierende Teile reklamiert werden können:
3 4.1 Grundbrettchen Anstelle der Schablonenbefestigung mittels Tesaband schlägt der Verfasser folgendes Vorgehen vor: Die Grundplatte einseitig mit Malerabdeckband überziehen und eine der beiden sauber ausgeschnittenen Schablonen (Japanmesser, Stahlschiene) mittels Klebestift aufziehen (siehe Bilder zu 2. ). Sodann die Schalteraussparung, die hinteren Abschrägungen sowie die vorderen Eckradien sägen, bzw. schleifen. Überziehen des Grundbrettchens mit Malerabdeckband, aufkleben einer Vorlage auf das Abeckband und Vorstechen der Schraubenlöcher auf der Ober- und Unterseite. Aussägen der Schalteraussparung in vier Sägeschritten: zuerst die beiden senkrechten Sägeschnitte (links), dann gegen eine Ecke hin (Mitte), zuletzt den Restteil heraussägen (rechts). 4.2 Biene und Flügel
4 - 4 - Überziehen der Sperrholzplatte mit Malerabdeckband, aufkleben der Bienenschablone auf das Abdeckband, aussägen. Dank des Malerabdeckbandes kann die Vorlage nach dem Aussägen problemlos wieder vom Brettchen gelöst werden! 4.3 Montage Schiebeschalter, Umschalter Vor der Montage empfiehlt es sich, die Holzteile zu bemalen (vorgängig tiefgrundieren). Die Flügel der Biene wurden unten schräg zugeschliffen, sodass sie in leicht abstehender Lage aufgeklebt werden konnten. Anstatt die Augen aufzumalen, können bewegliche Wackelaugen verschiedener Grössen aufgeklebt werden ( )
5 4.4 Motorenhalterung Die Kinder darauf aufmerksam machen, dass die Flachzange rechtwinklig zur Längsseite des Lochbandes angelegt wird! In kleinen Schritten biegen und immer wieder nachkontrollieren, ob der 135 -Winkel stimmt. Manchmal sind nur ganz geringfügige Korrekturen notwendig! Bei der Montage der beiden Federstahlklammern (Schraubendreher Nr. 2, Gabelschlüssel oder Flachzange) vorsichtig ans Werk gehen, damit das Lochband nicht verkrümmt wird! Vor dem definitiven Anziehen der Muttern richtet man die Klammern genau aus!
6 4.5 Motorenachsen Biegen des Hecksporns
7 - 7 - Nachfolgend ein paar Tipps zum Biegen des 1mm-Drahtes: Abb. links: Ein im Schraubstock eingespannter 5mm-Bohreinsatz dient als Biegelehre. Durch leichtes Zurechtdrücken erhalten wir den 12mm-Abstand der beiden Drahtschenkel-Enden. Abb. Mitte und rechts oben: Im Abstand von 15 mm zum Bogen beide Drahtschenkel gleichzeitig mit der Flachzange fassen und zu einem 142 -Winkel abbiegen. Ständig mit der Vorlage vergleichen! Abbildung rechts unten: Schlussendlich noch die beiden Drahtenden (im Abstand von 28 mm zur ersten Krümmung) um 138 umbiegen. Auch hier beide Drahtschenkel gleichzeitig mit der Zange fassen! 4.7 Biegen der beiden Fühler Während sich der 1mm-Draht noch relativ leicht biegen lässt, ist dies für die Kinder bei den 2mm-Schweissdrähten schon wesentlich schwieriger (Kraft!). Hier muss die Lehrperson allenfalls etwas beistehen. Zum Umbiegen des 10 mm langen Endteils muss der Schraubstock zwingend eingesetzt werden! Mit einer Rundzange wird zuerst vorgebogen. Im Schraubstock wird dieser Haken sodann zu einer 180 -Krümmung fest zusammengepresst, damit dieses Endteil später mittels Silikonschlauch problemlos an den Umschalter montiert werden kann.
8 - 8 - Sodann wird der grosse Bogen geformt. Anstelle des von Opitec beschriebenen Verfahrens hat der Verfasser eine Spraydose mit einem ungefähren Durchmesser von 60 mm als Biegelehre zu Hilfe genommen. Mit Hilfe der Zange und der Biegevorlage wurde der Draht schlussendlich in die gewünschte Form gebracht, bemalt und mit den Holzkugeln versehen. Didaktischer Hinweis: Die SchülerInnen zur Partnerarbeit ermuntern! 4.8 Montage der Sensoren (Fühler) an die Umschalter Bei diesem Arbeitsschritt muss äusserst behutsam vorgegangen werden, damit die Umschalter nicht zerstört werden! Der Silikonschlauch liegt relativ eng um das Fühlerende und es erfordert einigen Kraftaufwand, diesen auf die Metallkontakte der Umschalter zu schieben! Deshalb besteht bei Kindern ev. die Gefahr, dass die Metallkontakte beschädigt werden könnten.
9 4.9 Montage des hinteren Stützbügels Die Schenkel des Bügels ev. ein wenig spreizen, damit die Drahtenden gegen die Schrauben drücken Aufschrauben des Batteriehalters 4.11 Verkabelung * * Schaltschema als eigene Beilage für die Schüler!
10 Zum Opitec-Hinweis in Bezug auf das Verdrillen der Drähte: Dies wird sicherlich nicht gut kommen, da Wackelkontakte zum Vorneherein garantiert sind..! Die einzig richtige Lösung ist das Verlöten der Anschlussstellen. Methodik/Didaktik: Auf der Oberstufe kann das Verkabelungsschema selbständig durch die Schüler gelesen und die Lötungen selbständig getätigt werden. Auf der Mittelstufe II wird ein schrittweises Angehen der einzelnen Lötungen empfohlen. Bevor dieser Arbeitsschritt in Angriff genommen werden kann, müssen die 5./6. Klässler unbedingt im Löten geschult werden! Die im Anhang beigefügten Grundlagen Weichlöten können dabei helfen! Auch sollte das entsprechende Material im Werkraum verfügbar sein: Lötkolben mit feiner Lötspitze, Elektronik-Lötzinn Ø mm, unbrennbare Unterlagen, ev. Kabel- Steckerleisten. Hinweise zur Anschaffung von Lötkolben: Die Beilagen Lötdiplom und Schaltplan mit den entsprechenden Lötschritten wurde speziell für diese Arbeit geschaffen und beinhalten sämtliche Verkabelungs-Schritte. Hat der Schüler alle Aufgaben bewältigt, ist die Robo-Biene betriebsbereit! Die Benotung kann nach Belieben von der Lehrperson weiter verwendet werden. Das fertige Schlussprodukt kann aber auch mittels des Arbeitsblattes Selbstbenotung durch den Schüler bewertet werden (Beilage ausdrucken mittels zwei Seiten pro Blatt ) Startvorbereitungen Wurde genau nach Anleitung gearbeitet, funktioniert das Ding auf Anhieb. Jetzt kann noch die bemalte Bienenabdeckung festgeschraubt werden. Ein riesengrosses Erfolgserlebnis bei den Kindern ist garantiert! Mai by himself
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