Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • barnetrinn 5-7
  • ungdomstrinn 8-10

Tidsbruk

  • 3 – 5 timer, avhengig av hvor mye en legger i designprosessen

Elektronisk jakkemerke

Produksjonen av elektroniske jakkemerker er todelt: Elevene skal designe et hode i materialet mosegummi, og de skal  lage et ”printkort” med lysdioder som plasseres i hodet. I prosessen jobber elevene med enkel design, forming av et nytt materiale og utforsking av egenskapene under bearbeidelse (oppvarming) av materialet. I tillegg får elevene lære noe om en enkel strømkrets og de får øvelse i lodding.

 

Del 1: Design og produksjon av ansiktet/hodet

Elevene starter med å velge et ansikt/hode til en tegneseriefigur, et dyr eller en fantasifigur som de skal produsere. Dette hodet skal de først tegne og fargelegge på papir. Tegningen brukes som mønster når de skal klippe ut hodet i 6 mm mosegummi (skumplastmateriale). Øyne, munn, tenner og andre detaljer klippes ut i 2 mm musegummi og legges oppå hodet. Det går fint an å legge to lag oppå selve hodet, f.eks. munn med tenner eller tunge, eller nese med store nesebor.

Ved oppstart av praktiske oppgaver til temaet teknologi og design må du som lærer være bevisst på i hvilken grad du ønsker å vektlegge teknologibiten og designbiten. Produksjon av elektroniske jakkemerker gir en flott anledning til å fokusere mye på designprosessen. Du kan f.eks. la elevene lage utkast til tre forskjellige hoder i papir. Deretter velger de ut ett for videre bearbeidelse. I denne oppgaven for elever på  5. – 7. trinn, kan det også være lurt å la dem tegne og farge hodet først, for deretter å klippe/lime i farget papir. De vil da bli godt kjent med alle småbiter de i utgangspunktet har tenkt å bruke. Kanskje forenkler de figuren sin? Hvis du ønsker å gjøre maksimalt ut av selve designprosessen må du beregne mer tid (ca. 1 – 2 timer mer).

Jakkemerkene tegnes først på papir (til høyre) og klippes deretter ut i farget papir (til venstre)

Når alle delene til hodet er klippet ut i mosegummi og lagt oppå hverandre, skal materialet varmes opp i en stekeovn ved 200 °C i 2 min (verken mer eller mindre!). I ovnen må hodet ligge på ei treplate som så tas fort ut (OBS! Ikke så fort at smådelene flytter seg!). Legg deretter bakepapir og ei ny treplate over og legg press på plata ved å stå oppå den i ca. 20 sekunder. Bakepapiret gjør at mosegummien ikke setter seg fast i treplata (under figuren er dette ikke nødvendig). 

Oppvarmingen og den påfølgende sammenpressingen fører til at materialet smelter sammen. Den tynneste  mosegummien vil krympe en del. Det vil derfor være lurt å lage smådelene litt større enn det dere hadde tenkt at det ferdige produktet skulle bli. Her må du som lærer selvsagt gjøre dine erfaringer på forhånd!

 

Del 2: Lag et ”printkort” med en enkel strømkrets

Først litt om lysdioder:

  • En lysdiode er en komponent som lyser når det går strøm igjennom den, akkurat som ei lyspære.
  • Lysdioder kalles LED – Light Emitting Diode 
  • Lyset er ”kaldt”, dvs at lysdiodene bruker svært lite strøm (ca 0,030 A).  jakkemerke-krets
  • En lysdiode leder strøm bare en vei. Det lange beinet på lysdioden må derfor kobles til pluss på batteriet og det korte til minus. Kragen har en flat side ved minusbeinet. 

 

Start arbeidet med å bøye ned det lange beinet (pluss-polen) på lysdiodene, for lettere å holde oversikt over polene. Lysdioden må skjermes med en motstand, en «strømbrems», slik at spenningen blir 2–2,1 volt. Hvor stor motstandsverdi (ohm) som trengs, avhenger av hvor mange lysdioder du har i serie. Med et 9V-batteri og 2 lysdioder i serie må motstanden (R) være på ca 200 ohm. Med 3 lysdioder blir motstanden på ca 100 ohm. Se tabellen under.

Med 9 V batteri og lysdioder i serie:

Antall lysdioder Motstand (ohm) Lyser?
1 230–330 JA
2 160–200 JA
3 90–100 JA
4 20–30 JA
5   NEI

 

jakkemerke-krets2 Elevene skal lage en strømkrets med lysdioder som skal plasseres på figurens hode for å gi lys i f.eks. øyne eller nesebor. Strømkretsen skal bestå av følgende elektronikk-komponenter: lysdioder, motstander, kobbertape, batteriklips (klemmekontakt med ledninger) og 1 batteri (9 volt). Kretsen kan se slik ut (med 3 lysdioder i serie): 

 

 

Kobbertapen leder strøm og er fin å bruke i stedet for ledninger fordi den kan limes på et pappunderlag. Overgangene mellom kobbertapen og lysdiodene og ledningene på batteriklipsen loddes.

 

Lodding

Loddeboltens effekt kan være 15 – 35 W, og den bør stå i et stativ nær eleven. Det bør legges ei plate på pulten, slik at ikke denne får merker eller blir skadet. Når elevene lodder, er det lurt å la dem hjelpe hverandre med å holde de forskjellige delene. Blås eller vift vekk røyken som oppstår. Loddestedet må varmes godt opp, begge delene som skal loddes sammen må være varme. Loddetinnet skal smeltes mot loddestedet, - IKKE mot loddebolten!

Montering

Plasser printkortet på baksida av hodet. Bruk ei hulltang til å lage hull i mosegummihodet der du vil at lysdiodene skal stikke fram. Fest batteriklipsen til batteriet og lysdiodene vil lyse.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 7. årstrinn
    • Teknologi og design
      • planlegge, lage og teste enkle produkter som gjør bruk av elektrisk energi, og reklamere for ferdig framstilt produkt
  • Etter 10. årstrinn
    • Teknologi og design
      • utvikle produkter ut fra kravspesifikasjoner og vurdere produktenes funksjonalitet, brukervennlighet og livsløp i forhold til bærekraftig utvikling
      • teste og beskrive egenskaper ved materialer som brukes i en produksjonsprosess, og vurdere materialbruken ut fra miljøhensyn

Materialer og utstyr

  • mosegummi, 6 mm og 2 mm (Panduro)
  • ovn (til å ”smelte” mosegummien i)  
  • ark, farger, saks
  • loddebolt
  • loddetinn
  • liten papp-plate
  • kobbertape ( ELFA)
  • rød, blinkende lysdiode ( ELFA)
  • grønn lysdiode ( ELFA)
  • motstander
  • batteriklips ( ELFA)
  • 9 volt batteri