Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • ungdomstrinn 8-10
  • teknologi og forskningslære x og 1

Vi lager elektroniske sensorer

Selv om mange sensorer inneholder avansert elektronikk, kan noen gjøres så enkle at elevene kan bygge dem av enkle komponenter og forstå hvordan de virker. Med to transistorer viser vi i dette opplegget hvordan du kan bygge en to-trinns strømforsterker som kan fungere som en sensor i ulike sammenhenger. Den kan for eksempel detektere vannlekkasjer, eller på en ufarlig måte vise at kroppen kan lede elektrisk strøm. Kretsskjema for denne strømforsterkeren finner du som bakgrunnsartikkelen "Elektroniske sensorer".

Figur 1 viser komponenter og utstyr som brukes.

Figur 1 Komponenter og utstyr

 

Slik gjør vi:

  • Monteringsplate i papp klippes til. Kobbertape klippes opp og monteres som vist på monteringsangivelsen i figur 2.
  • Stikk hull med en nål på anviste plasser. Beina til komponentene skal stikkes gjennom disse hullene. slik at det også må være hull gjennom kobbertapen.
  • Komponentene skal monteres på motsatt side av monteringsplata (komponentsiden). Stikk bena gjennom hullene og lodd dem fast på kobbertapen (loddesiden). Vær nøye med at transistorer, lysdiode og lydgiver monteres riktig vei, de fungerer bare når strømmen går i en bestemt retning gjennom dem.
  • Fest ledninger til monteringsplata. I enden av den røde og den blå ledningen monteres binders som festes til batteripolene.

Figur 2. Monteringsanvisning med loddeside (øverst) og komponentside (nederst)

 

Den ferdige kretsen skal se ut som på Figur 3.

Figur 3. Den ferdige forsterkeren

Testing av sensoren

Hvis du berører de to måleprobene, skal lydgiveren pipe. Lag en lang kjede av personer som holder hverandre i hendene. Hvor mange kan dere koble sammen og fortsatt få lyd i lydgiveren? Sensoren er følsom og gir lyd selv om strømmen gjennom oss er veldig liten.

Det største antallet vi har prøvd er en kjede med 25 personer. Selv med så mange detekteres strømgjennomgang. Kanskje noen kan finne ut hvor lang kjeden kan bli før den slutter å gi lyd?

Utfordring:

Hva kan vi bruke denne kretsen til? Bruk fantasien eller diskuter ulike anvendelser med elevene.

Ekstra utfordring:

Hvordan kan vi bygge om kretsen slik at den gir lyd når det ikke går strøm mellom måleprobene? Hva slags funksjon kan en slik krets ha?

 

Faglig forklaring

Les bakgrunnsartikkelen "Elektroniske sensorer".

Kommentarer/praktiske tips

Opplegget egner seg på ulike trinn i undervisning i fysikk og teknologi. Elever i videregående skole kan arbeide med transistorens virkemåte og ulike varianter av kretsen, og på den måten skape forståelse for virkemåten til elektroniske kretser. For elever på ungdomstrinnet er det motiverende å kunne bygge en krets med en funksjon knyttet til en problemstilling hentet fra dagliglivet. Dette skaper bevissthet og kunnskap om den teknologien de omgir seg med. Forfatterne har også gjennomført prosjektet med elever på 7. trinn med stort hell!

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 10. årstrinn
    • Teknologi og design
      • utvikle produkter ut fra kravspesifikasjoner og vurdere produktenes funksjonalitet, brukervennlighet og livsløp i forhold til bærekraftig utvikling

Læreplan i teknologi og forskningslære - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

  • Teknologi og forskningslære 1
    • Design og produktutvikling
      • gjøre rede for funksjonen til vanlige komponenter i elektroniske kretser, og gjenkjenne komponentene i en krets
      • lage elektroniske kretser ved å lodde komponenter og simulere og teste kretsene
      • forme og utvikle produkter som har en definert funksjon og inneholder elektronikk

Materialer og utstyr

  • loddebolt
  • loddetinn

Komponenter (kan kjøpes fra ELFA)

  • motstand R1: 27k (produktnr. 60-056-64)
  • motstand R2: 3.3k (60-056-57)
  • motstand R3: 560 (60-056-66)
  • transistorer: BC547B (71-039-22)
  • lysdiode EL333URC-2 (75-014-89)
  • lydgiver Piezoel. summer: SMA-21-P15 (37-788-75)
  • grønn ledning (55-254-56)
  • rød ledning (55-254-23)
  • blå ledning (55-254-64)
  • kobbertape 6 mm: 15 cm (80-904-09)