Undervisningsopplegg

Passer for

  • barnetrinn 5-7
  • ungdomstrinn 8-10

Vifter

I dette undervisningsopplegget skal elevene lage og teste ut en propell, designe et viftehus og lage en elektrisk regulator for vifta.

Vifter: Foto: Liv Klakegg Dahlin Vifter: Foto: Liv Klakegg Dahlin

Vi omgir oss med mange typer vifter, sannsynligvis flere enn du tror. Noen er synlige, men mange av viftene rundt oss er skjult og finnes blant annet inne i datamaskiner, støvsugerer og ventilasjonsanlegg. Noen er laget for å flytte luft, mens andre er laget for å samle bevegelsen og energien i luft som allerede er i bevegelse.

Utseende og form på viftene er avhengig av hvordan, til hva og hvor de skal brukes. Noen vifter har to rotorblader mens andre har fem eller seks. Store vindmøller har ofte bare tre rotorblader, men de kan være over 60 meter lange. Hvordan en vifte skal se ut blir blant annet bestemt av hva den skal brukes til. Spørsmålet blir derfor hvilke vifter virker best? Hvilke propeller flytter mest luft eller fanger opp mest vindenergi?

Arbeid med vifter og propeller egner seg godt som et tverrfaglig prosjekt. Her kobler vi oppgaven opp mot teknologi og design (ToD). Vi viser et eksempel på hvordan fagene kunst og håndverk, naturfag og matematikk støtter opp og utfyller hverandre.

Læreplan i kunst og håndverk

  • Etter 7. årstrinn
    • Design
      • lage enkle bruksformer i ulike materialer og kunne gjøre rede for sammenheng mellom idé, valg av materialer, håndverksteknikker, form, farge og funksjon
      • bruke ulike sammenføyningsteknikker i harde og myke materialer
      • vurdere design og industriell produksjon av kjente bruksgjenstander fra hverdagen og gjennomføre enkle forbrukertester
  • Etter 10. årstrinn
    • Design
      • designe produkter ut fra en kravspesifikasjon for form og funksjon
      • beskrive ulike løsningsalternativer i design av et produkt ved hjelp av skisser og digital programvare
      • lage funksjonelle bruksgjenstander og vurdere kvaliteten på eget håndverk

Læreplan i matematikk fellesfag

  • Etter 7. årssteget
    • Geometri
      • analysere eigenskapar ved to- og tredimensjonale figurar og beskrive fysiske gjenstandar innanfor daglegliv og teknologi ved hjelp av geometriske omgrep
  • Etter 10. årssteget
    • Geometri
      • utføre, beskrive og grunngje geometriske konstruksjonar med passar og linjal og dynamisk geometriprogram

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
Forsøk og praktisk arbeid

Kravspesifikasjon for viften

Kravspesifikasjonen viser hvordan vi vektlegger de ulike sidene ved produksjon av viften.

 

Kravspesifikasjonen til viften:

  1. Produktet skal ha elektrisk motor, hvor hastigheten kan reguleres med motstander (vanskelighetsgrad kan avhenge av årstrinn).
  2. Produktet skal tilpasses en brukergruppe. Det kan være barn, jenter/gutter, voksne, pc-brukere, turister, flypassasjerer, besøkende på Zoologisk/Botanisk museum etc.
  3. Viftehuset må omslutte eller dekke motoren. Materiale kan for eksempel være plast, papir og papp.
  4. Produktet skal ha en gjennomarbeidet og spennende form og løsning.
  5. Produktet skal kunne flytte luft.

 

Er del av

Forsøk og praktisk arbeid

Test den elektriske regulatoren for vifta

Før designprosessen starter er det viktig å bli kjent med den elektriske kretsen i vifta ved å tvinne sammen de ulike komponentene.

Tvinn sammen 4 motstander (á 10 ohm), ledninger, batteri, batteriklips og motor slik figur 1 viser. Sett propellen på motoren. Den svarte ledningen skal ikke tvinnes med motstanden.

Test reguleringen av vifta ved å holde den svarte ledningen fra batteriet på ulike koblingspunkter mellom motstandene. Pass på at propellen ikke slår borti fingrene!

Kretsen skal foreløpig ikke loddes. Det skal dere gjøre lengre ut i prosessen.

Figur 1: Den elektriske kretsen i vifta. Foto: Runar Baune Figur 1: Den elektriske kretsen i vifta. Foto: Runar Baune

Kommentarer/praktiske tips

Denne kretsen kan dere bruke når dere tester ulike propeller. Kretsen gir også viktige holdepunkter for designen av viftehuset (størrelsesforhold, plass til batteri, trygg plassering av regulatoren for vifta osv.).

 

Materialer og utstyr

  • motor, 6- 9 volt
  • propell (selvlaget eller kjøpt)
  • 4 motstander, 10 ohm (seriekopling)
  • ledninger, rød og svart
  • batterier, 9 V
  • batteriklips

Er del av

Forsøk og praktisk arbeid

Test ut og lag propellen

I denne delen av prosessen skal dere gjennomføre enkle formmessige eksperimenteringer. Bruk matematikk som redskap og prøv ut størrelse på vifta, form, plassering av bladene og antall blader.

Lag en propell

  • Velg først en av disse formene som utgangspunkt for propellen: en sirkel, en likesidet trekant, et kvadrat eller en sekskant.
  • Tegn eller konstruer formen på et ark (tykkelse ca120 g), og klipp den ut. Ruteark med ruter 1 •1 cm er fint å bruke dersom propellformen skal tegnes og ikke konstrueres.
  • Lag fliker eller blader på propellen ved å klippe hakk inn i formen.
  • Vri flikene og tre de inn på en stift i tur og orden slik at det dannes en propell.
  • Tre stiften til slutt gjennom et hull i sentrum av figuren. 
  • Fest stiften til korken og fest korken til motoren. (Mange kaller denne typen propeller for 17. mai-vifter)
Foto: Anne-Gunn Svorkmo Foto: Anne-Gunn Svorkmo

Lag flere propeller og eksperimenter med en faktor av gangen. Her er noen forslag til faktorer:

  • formen på propellen (en sirkel, en likesidet trekant, et kvadrat eller en regulær sekskant)
  • størrelsen
  • plassering av bladene/flikene på propellen
  • antall blader/ fliker på propellen
  • form på klippene ( dette bestemmer formen på bladene/flikene)

Lag for eksempel 2-4 propeller som er helt like bortsett fra at de har ulike størrelser. Prøv ut de forkjellige propellene ved å koble dem til motoren. (Bruk da gjerne litt heftemasse eller plastelina). Finn ut hvilken propell som fungerer best.

Lag for eksempel 2-4 propeller som har lik form og størrelse. Velg samme antall hakk på alle propellene, men plasser hakkene på ulike steder for eksempel fra hjørnet eller fra sidekanten. Prøv ut de ulike propellene ved å koble dem til motoren. (Bruk gjerne litt heftemasse eller plastelina). Finn ut hvilken propell som fungerer best.

Test videre med å variere antall hakk eller hvordan hakkene klippes.

 Foto: Anne Gunn Svorkmo Foto: Anne Gunn Svorkmo Foto: Anne-Gunn Svorkmo Foto: Anne-Gunn Svorkmo

Begge propellene på figurene over er laget med samme form (regulær sekskant) og tre klipp. Men klippene er forskjellig. I figuren til venstre er det tre buede klipp som går fra annethvert hjørne. I figuren til høyre er det tre rette klipp.

Lag en tabell med oversikt over resultatene. Hvilken propell tror dere vil fungere best? Hvilket materiale vil egne seg best for den propellen dere skal lage?

Lag endelig propell

Lag til slutt den utvalgte og endelig propellen. Her er kalkerpapir eller plast fra plastlommer av litt tykkere kvalitet gode materialvalg.

Kommentarer/praktiske tips

Dersom det blir for mange fliker som samles i sentrum av figuren, vil propellen bli for kompakt. Lufta må klare å komme innimellom bladene/flikene på propellen.

Materialvalg

Det dere bør tenke på i utførelsen av propellen, er at dere anvender et materiale som har lite "vindmotstand" og som tåler gjentatte raske bevegelser/rotasjoner. Plastmaterialet har en glatt overflate og det er et forholdsvis sterkt og holdbart materiale. Ved formgivningen av propellen bør dere velge en bløt og tynn plast, f.eks plastlommer, gjerne med farge. Den bløte plasten er et materiale som er lett å bearbeide og formgi, kontra overheadark som har skarpe kanter og som er et mye stivere materiale. Ett annet materiale som kan brukes er kalkerpapir (delvis gjennomsiktig tegnepapir som har en sterk og jevn overflate) kontra vanlig tegnepapir (som har en mer grovere overflate). Kalkerpapiret er blant annet lett å klippe, skjære i og å "knekke"

Materialer og utstyr

  • tegneark (120 g)/ruteark 
  • blyant
  • passer
  • linjal
  • saks 
  • stift
  • kork
  • heftemasse/plasterlina
  • motor koblet sammen på en enkel måte til et batteri 
  • kalkerpapir og plast (plastlommer) er gunstige materialer til å lage den utvalgte propellen i
Forsøk og praktisk arbeid

Undersøk og gjennomfør en forbrukertest av vifter

Før en starter å lage en vifte er det nødvendig å gjøre ulike søk etter ideer, inspirasjon og eksisterende løsninger. Ved å lete etter, undersøke og sette seg inn i ulike vifter/propeller og former kan en få ideer til nye spennende former og løsninger. Samtidig fører dette til en større forståelse for enkle elektroniske og mekaniske hjelpemiddel vi omgir oss med.

Arbeid gruppevis og gjennomføre ulike undersøkelser og tester av vifter som finnes. Ulike gruppeoppgaver kan være:

  • Sjekk hvor det finnes vifter i dagliglivet og ta bilder av disse viftene. Eksempler kan være kjøkkenvifte, PC-vifte og ventilasjonsanlegg.
  • Søk på Internett etter bilder av forskjellige typer vifter. Bruk også propeller som inspirasjon.
  • Finn en vifte som ikke fungerer lengre og plukk den fra hverandre. Hvordan er viften bygd opp?

I utformingen av en vifte er det ulike problemstillinger som danner utgangspunkt for arbeidet. Det kan være funksjonalitet og bruk som står i fokus, eller tekniske løsninger eller uttrykket. En undersøkelse av en vifte kan derfor deles inn i tre ulike kategorier:

  • Bruksfunksjon, med brukeren i fokus: Hvordan skal viften brukes? Skal viften holdes i hånden, stå på et bord eller henge i taket, eller kanskje brukes på andre måter? Hvem skal bruke viften? Hvor skal den brukes? På et spesielt sted, eller på forskjellige steder? Hvordan skal den flytte luft? Man må ta hensyn til teknikken og sikkerhet.
  • Form (utseende): Hva preger designet og opplevelsen av viften? Hva uttrykker den? Hvilken form skal viftebladene ha? Man må selvsagt ta hensyn til både teknikk og bruker.
  • Tekniske løsninger: Hvordan er komponentene i viften satt sammen? Hvilken plass og plassering, form, rekkefølge har de ulike komponentene? Hvordan fungere viften når det gjelder el-sikkerhet, støy og andre faktorer?

Gjennomfør en enkel forbukertest på en vifte

Bruk testen i tabellen under og formuler gjerne flere spørsmål selv. Gi tallkarakterene fra 1 - 3 hvor 1 er dårligst og 3 er best.

Forbrukertest av vifter  1  2  3
Bruker: Hvordan er den å bruke?      
Bruker: Hvordan passer den til brukeren og stedet den skal brukes?      
Bruker: Hvor trygg kjenner jeg meg når jeg bruker vifta?      
Form: Hvor fin synes jeg vifta er? Form, farger, taktilitet      
Form: Hvor godt er det å forstå hvordan viften fungerer og skal brukes, som å finne av og på knappen o.l?       
Teknisk: Hvor lett er den lett å vedlikeholde (skifte batterier, vaske, rense, er ledningen lang nok?)      
Teknisk: Hvor stødig er den?      
Teknisk: Hvor mye luftbevegelse lager den?      
Finn tre forslag til forbedring.      

 

Materialer og utstyr

  • ulike vifter
Forsøk og praktisk arbeid

Lag viftehuset

Ideutvikling og skisser

1. Start designprosessen med å søke etter inspirasjon på form og funksjon til viften, og tegn ned noen idéskisser. Skal dette være en bordvifte, en vifte som er montert på en sykkel, en vifte som man kan ha med seg i veska osv.?
2.

Utvikl idéskissene videre og tenk på hvordan komponentene kan plasseres. Tenk også på hvor propellen skal plasseres og om dere skal ha flere små eller en stor propell. Bruk figur 1 til inspirasjon.

Figur 1. Plassering av komponenter. Foto: Designinstituttet Figur 1. Plassering av komponenter. Foto: Designinstituttet
3.

Velg ut en eller to idéskisser. Tegn forslag på ulike profiler som formen til viftehuset kan ha ut i fra de valgte skissene. Bruk figur 2 og 3 til inspirasjon. Husk å tenk på at viftehuset må være åpen på et sted slik at de får satt inn elektronikken, balanse, tyngdepunkt, tildekking av komponentene. osv.

Plassering av komponenter. Foto: Designinstituttet Plassering av komponenter. Foto: Designinstituttet 3D-tegninger av diverse profliler. Foto: Designinstituttet 3D-tegninger av diverse profliler. Foto: Designinstituttet

NB: Figurene vises i større format i vedlegget til høyre. Her er det også flere figurer.

 

Produksjon av modell i papp

Velg en eller to av idéskissene og test i 3- dimensjonale pappmodeller (også kalt teknisk modell). Husk å vurder hvordan det er mulig å koble strøm, batterier, motor sammen inne i modellen. Vil viften kunne stå stabilt? Trenger den støtte eller ekstra tyngde i bunnen? Her bør dere se på forbrukertesten dere har gjort tidligere å sjekke at en ikke gjør samme feil som dere fant  i løpet av testene og eksperimenteringen. Dere kan også gjennomfører noen av de samme spørsmålene fra forbrukertesten på egen modell.

Her viser vi hvordan dere kan skjære og forme kompliserte former i 1 mm papp.

1. Grovkapp de ulike delene i modellen
Foto: Designinstituttet Foto: Designinstituttet
2. Bøy pappen ved å dra den gjenntatte ganger over kanten på en bord. Pappen, som papiret, har fibre som ligger i en retning. Når du bøyer et ark vil du merke at det i den ene retningen er letere å bøye, enn den andre. Dersom dere bøyer pappen mot fiberretningen blir resultatet ugjevnt og kantete. På bildet ser dere at pappen er bøyd mot fiberretningen.
Foto: Designinstituttet Foto: Designinstituttet
3. Tilpass de ulike delene. Å tilpasse rette flater er relativt enkelt. Da kan dere enkelt måle opp når snittene er rette. Dere kan også enkelt regne ut størrelser og flater. Men når dere skal sette sammen enkeltkrumme flater må en ofte forandre litt på profilene for at de skal passe sammen. Dere får et buet snitt. Av den grunn er det lurt at flatene er litt lengere enn tiltenkt. Dere holder formene sammen slik de skal festes. Merk med blyant hvor det skal kappes. Kapp det overflødige. Å så er du klar til å lime!
  Foto: Designinstituttet Foto: Designinstituttet
4. Lim de ulike delene sammen. Det er lettest å lime en og en side. Det gjøres ved å legge en stripe lim på en flate. Hold de to flatene som skal limes rolig sammen, inntil hverandre til limet har stivnet. La limet få tid til å tørke. (Limet kan bli så varmt at dere kan brenne dere. Får dere varmt lim på huden bør dere fjerne det så fort som mulig. Det må gines av. Et godt råd kan være å ha fuktige fingre, for da setter ikke limet seg like lett fast til fingeren.)
5. Vi valgt ikke å kappe ferdig den siste siden av modellen. Dette gjorde vi fordi det er lettere å lage den til slutt. Slik må dere kanskje gjøre underveis for å tilpasse andre deler også, alt avhengig av hvor koplisert modellen er. Legg et stykke papp inntil modellen slik den skal være. Marker omrisset med blyant. Skjær eller klipp ut formen. Lim den fast. Skal dere lage symetriske deler, lager dere den ene halvparten og speiler den. På denne måten er det letter å lage delene nøyaktig.
Foto: Designinstituttet Foto: Designinstituttet
6. Vi kutter bort overflødig papp og lim med en skarp kniv. Vær forsiktig så du ikke skjærer deg, eller ødelegger modellen. Det er viktig å skjære med kniven isteden for å dytte den rett fremover. Dette gjøres ved at dere beveger den på tvers, mens dere flytter den fremover. Den veien pilen viser. Bruk kniv med bryteblad, og skift blad ofte. Papir gjør knivbladet sløvt veldig fort. Siste justering kan også gjøres med et fint sandpapir eller en fintannet fil.
Foto: Designinstituttet Foto: Designinstituttet
7. For å få en utseenderiktig modell kan dere sprøytelakke, pusse og lakke den til den overflate og de fargene dere ønsker.

 

Kommentarer/praktiske tips

I dette eksemplet har vi laget modellen i papp. Gjenbruk av kartong, papp, plastemballasje etc. fungerer godt til modellbygging. Dere kan derfor lett få tak i store mengder gratis materiale, og disse materialene er enkle å bearbeide med saks, kniv etc.

Viftehuset fungerer best om formkonstruksjon er stødig, også når propellen roterer. Her er det viktig å finne tyngdepunktet. Materialet i viftehuset bør være av en tyngre kvalitet enn i propellen. Hardplast (plexi) og trefiner vil for eksempel fungere godt. Avhengig av tidsrammer, utstyr som er tilgjengelig og årstrinnet, kan dere vurdere å lage en endelig versjon av viftehuset i plast eller trefiner istedet for papp.

Hvis dere  ønsker å gå videre med plast, så vil dere trenge en plastknekker, varmluftspistol til å kunne forme enkelt- og dobbeltkrumme flater, limpistol og en baufil til å kutte opp plasten. Hvis dere ønsker å jobbe med trefiner, trenger dere ulike typer sag (f.eks. en løvsag som dere kan sage ut indre former/mønster med og en kappsag til å dele opp treplatene med) trelim evt. skruer til å sette sammen deler med.

Materialer og utstyr

  • papp/kartong/stivt papir
  • lim/tape
  • skarp kniv med bryteblad
  • farger/maling
  • pensler
  • tusj
  • lamineringsmaskin
Forsøk og praktisk arbeid

Lag den elektriske regulatoren for vifta

I den elektriske kretsen kan spenningen som batteriet gir, bli for sterk, slik at vifta blåser for sterkt. Det må settes en brems eller demper i kretsen – en motstand. Ønsker vi flere hastigheter, må vi kunne variere spenningen til motoren med flere motstander koplet sammen. Denne sammenkoplingen kan gjøres på to måter: seriekopling eller parallellkopling.

Det er enklest å lage en vifteregulator med seriekobling. 

  1. Velg hvor mange reguleringstrinn du ønsker. Figur 1 viser koplingen som gir fire reguleringstrinn, og figur 2 viser en skisse og et koplingsskjema for disse  fire koblingsmulighetene. Her trenger du tre motstander i kretsen
  2. Kopl sammen motor, batteri, batteriklips og motstandene til en krets som vist i figur 1. Få flere tips om hvordan beina på motstandene skal tvinnes sammen under "praktiske tips".
  3. Ledningen fra batteriet til motstandene skal fungere som en pekebryter og må kunne flyttes slik de stiplede linjene i figur 2 viser. Stiplet linje viser mulige koplingspunkter for denne "bryteren". Mens heltrukken linje viser en valgt kobling - med to aktive motstander i kretsen.
  4. Monter de elektroniske komponentene i viftehuset og sett på propellen du har laget.
  5. Test reguleringen av vifta ved å holde pekebryteren på ulike koblingspunkter mellom motstandene.
  6. Lodd sammen alle koblingspunktene. Motstander, batteri, løse ledninger osv kan festes med en dråpe varmlim.
Figur 1: Vifte med koplingspunkter Vifte - ferdig
Figur 1: Vifte med koplingspunkter og en mulig design av viftehuset
Tegning av kretsen for regulator. Illustrasjon: Runar Baune Koplingsskjema med symboler for regulator. Illustrasjon: Runar Baune
Figur 2: Skisse og koplingsskjema for vifta. M står for motor.

Praktiske tips

Pekebryter

Bryteren kan du lage ved å avisolere ledningen og surre den til en binders eller en aksling / stråltråd (Ø 2 mm). Se figur 3. Overgangen mellom ledningen og bindersen / akslingen må loddes. Loddepunktet kan pyntes med en 2-3 cm krympestrømpe: Tre krypestrømpen på ledningen til den skjuler loddepunktet og stryk loddebolten over krympestrømpen til strømpen krymper tett inntil loddepunktet.

Figur 3: Pekebryter Figur 3: Pekebryter

Binders som batteriklips

Binders som batteriklips er billig og enkelt. Figur 4 viser et eksempel med tilkopling av et 4,5 V- batteri.

Figur 4: Binders som batteriklips Figur 4: Binders som batteriklips

Hvis du lager viftehus i plast

Ønsker du i din design å skjule motstandene under en boks i plast, kan du bore hull (Ø 2 mm) i plasten og stikke endene på motstandene opp gjennom hullene slik figur 1 antyder. Ved å hold pekerbryteren mellom de to bena ned mot boksen og tvinn sammen endene av motstandene på oversiden, lager du et øye. Øyet kan du bruke som koplingspunkt ved å stikke pekerbryteren inni.

Alternativt kan du bore 2 hull pr koplingspunkt (Ø 2 mm) med en avstand på 8 – 10 mm mellom punktene. Det ene benet på motstanden trer du opp av det ene hullet og ned gjennom det andre til en liten ”bøyle”. Der tvinnes det sammen med neste motstand, osv. Den lille bøylen kan være grei å feste en bindersbryter til. Se figur 5.

Tvinning av endene til motstandene. Illustrasjon: Runar Baune Tvinning av endene til motstandene. Illustrasjon: Runar Baune

 

Fargede ledninger

For lettere å holde oversikt over sammenkoplingene, er det lurt å brukle RØD ledning på PLUSS-siden i kretsen og SORT ledning pøå MINUS-siden av kretsen, slik figur 1 og 2 viser.

Faglig forklaring

Vifta kan også lages ved parallellkobling. Her er litt teori for begge typene kobling.

Seriekopling

Tegning av kretsen Koplingsskjema med symboler
Tegning av kretsen for regulator. Illustrasjon: Runar Baune Koplingsskjema med symboler for regulator. Illustrasjon: Runar Baune

For seriekopling gjelder   RT  =  R1  +  R2  +  R3  +  R4  +  … +  Rn
RT betyr totalmotstanden
Rn (R med indeks) betyr den enkelte motstanden i koplingen
n betyr antallet motstander

Totalmotstanden i en seriekopling blir større når flere motstander koples etter hvertandre og den er lik summen av de enkelte motstandene.

Hvis de enkelte motstandene har lik resistans, altså

R1   =    R2     =   R3     = … =   Rn

så blir totalmotstanden

RT   =   n · Rn

Eksempel: Er det 4 motstander hvor begge har en verdi på 10 Ω,
blir totalmotstanden 4 · 10 Ω   =   40 Ω

Dette bruker vi på vifta til å regulere farten: Jo flere motstander som er koplet i serie, jo større motstand, og jo mindre fart på vifta.

Parallellkopling

Tegning av kretsen Koplingsskjema med symboler
Parallellkopling - tegning av kretsen Parallellkopling - koplingsskjema med symboler

For parallellkopling gjelder   1/RT  =  1/R1   +   1/R2   +   1/R3   + … +  1/Rn

RT betyr totalmotstanden
Rn (R med indeks) betyr den enkelte motstanden i koplingen
n betyr antallet motstander
 
Eksempel 1: Med 2 like motstander parallelt

1/RT  =   1/R   +   1/R

1/RT  =   2/R   dvs.   RT  =  R/2

Hvis begge motstandene  er på 50 Ω, blir totalmostanden på 25 Ω

Eksempel 2: Med 3 like motstander koplet parallelt

1/RT  =   1/R   +   1/R +   1/R

1/RT  =   3/R   dvs.   RT  =  R/3

Hvis 3 motstander er på 50 Ω, blir totalmotstanden på 16,7 Ω.

Talleksemplene viser at totalmotstanden blir lavere om vi kopler flere motstander sammen i en parallellkopling.

NB!  Formelen kan brukes selv om motstandene har ulike verdier.

Dette bruker vi på bordvifta til å regulere farten: Jo flere motstander koplet i parallell, jo lavere resistans og jo større fart på vifta.

Materialer og utstyr

  • motor, 6- 9 volt
  • motstander, 10 ohm (ved seriekobling), 50 ohm (ved parallellkobling)
  • batteriklips
  • ledninger, rød og svart
  • batterier, 9 V
  • tang
  • avisoleringstang
  • loddetinn, blyfritt
  • loddebolter, 30 W eller mer
  • loddestativ
  • lim, plastlim eller varmlim
  • krympestrømpe
Forsøk og praktisk arbeid

Utstilling, presentasjon, testing og vurdering av viften

Visning av ferdige vifter kan gjøres på mange måter, og en god presentasjon kan ikke undervurderes.

En vifte som blir godt presentert kan oppleves dobbelt så fin og elevenes opplevelse av prosjektet løftes. Det må samtidig gis mulighet for testing av funksjonaliteten av viften. En felles gjennomgang av alle viftene som lages, med presentasjon av de undersøkelser og tester, ideer, modeller/skisser og det endelige produktet satt i sammenheng kan være en god avslutning på prosjektet. Elevene kan også gjennomføre en enkel forbrukertest på egne produkter. En slik presentasjon og utstilling krever planlegging og utprøving.

Ta stilling til rom og bakgrunn objektene skal ha, og fra hvilken side skal de sees. Det er også viktig at det henges eller stilles opp på en god måte gjerne med et nøytralt underlag/bakgrunn. Presentasjonen av utprøvinger, tester er viktig for læringseffekten av oppgaven. Vurdering av det ferdiget produktet, med tid til refleksjon og dialog rundt det ferdige produktet, prosessen og undersøkelsene er sentralt. Spørsmål til diskusjon kan være: Hvordan virker produktet ut fra kravspesifikasjonene? Hvordan er produktets funksjonalitet og brukervennlighet?

Utstilling av vifter. Foto: Liv Klakegg Dahlin Utstilling av vifter. Foto: Liv Klakegg Dahlin

 

Denne viften er laget til en spinningsykkel. Den skal sitte på sykkelstryret og blåse på den som spinner. Viftens hastighet kan reguleres. Klipsene under og buer på sidekanten gjør at den sitter godt. Foto: Mette Strøm  Denne viften er laget til en spinningsykkel. Den skal sitte på sykkelstryret og blåse på den som spinner. Viftens hastighet kan reguleres. Klipsene under og buer på sidekanten gjør at den sitter godt. Foto: Mette Strøm

 

Forsøk og praktisk arbeid

Vurdering av elektrisk regulator for vifte

Her er forslag til hvordan vifteregulatoren kan vurderes. Vi har tatt utgangspunkt i koblingsskjema, utførelse og sikkerhet.

Koplingsskjema

Be elevene tegne et koplingsskjema som viser hvordan de har koplet komponentene i regulatorkretsen. Koplingsskjemaet kan f.eks. vurderes ut fra følgende kjennetegn på lav, middels og høy måloppnåelse: 

  1. Høyt nivå: Entydig koplingsskjema hvor alle elementer, inkludert batteri, motstander og motor, er korrekt plassert. Koblingsskjemaet er i overenstemmelse med faktisk kobling. God faglig beskrivelse av hvordan kretsen fungerer som en hastighetsregulator 
  2. Middels nivå: Koplingsskjema hvor alle elementer er med. Overenstemmelse mellom kobling og elementene i koplingsskjema. Ufullstendig faglig forklaring av hvordan kretsen fungerer som en hastighetsregulator.
  3. Lavt nivå: Ufullstendig koplingsskjema hvor elementer mangler. Ikke samsvar mellom koblingsskjema og kobling. Mangler faglig forklaring av hvordan kretsen fungerer som en hastighetsregulator.

Utførelse

Her kan dere legge vekt på fin utførelse og sikkerhet. Det er ikke satt opp forslag til nivådeling.

  • Ryddig. Ikke for lange ledninger mellom komponentene (unngå ”spagetti”) 
  • Pene loddinger, ikke for mye loddetinn. Tilstrekkelig avstand mellom loddingene - ikke fare for kortslutning
  • Materialvalg og varmeutvikling. Ikke uisolerte strømførende ledninger eller motstander mot brennbart materiale (det er så små strømmer her at det i praksis ikke er farlig, men det kan være greit å være oppmerksom på) 
  • Loddepunktene ikke bærende. Ledningene må festes slik at ikke noen av kompnentene blir hengende etter loddepunktene. Det er de ikke beregnet på.

Naturfaglig kunnskap

  1. Høyt nivå: Eleven har god kunnskap om sammenhengen mellom antall motstander i kretsen, strømstyrke og hastigheten på motoren. Kan gi god faglig forklaring på denne sammenhengen både for serie- og parallellkopling. Kan gjøre enkle beregninger med utgangpunkt i kretsen i koplingsskjemaet 
  2. Middels nivå: Eleven har noe kunnskap om sammenhengen mellom antall motstander i kretsen, strømstyrke og hastigheten på motoren. Kan ikke gi faglig forklaring på denne sammenhengen for begge koblingsmåter (serie- og parallellkopling). Kan gjøre enkle beregninger med utgangpunkt i kretsen i koplingsskjemaet
  3. Lavt nivå: Eleven kjenner funksjonen til komponentene i kretsen, men har ikke kunnskap om sammenhengen mellom antall motstander i kretsen, strømstyrke og hastigheten på motoren. Kan ikke gi faglig forklaring på denne sammenhengen verken for en serie- eller en parallellkopling. Kan ikke gjøre enkle beregninger med utgangpunkt i kretsen i koplingsskjemaet.

Er del av

Vifter: Fagord og uttykk

Konstruere: tegne ved hjelp av passer og linjal

Regulær sekskant: en sekskant hvor alle sidene er like lange og alle vinklene er like store (120˚).

Likesidet trekant: En trekant hvor alle sidene er like lange og alle vinklene er 60˚.

Vifte: Et apparat med en roterene propell som flytter luft. Den består av skåstilte propellblader som er festet til en motordrevet aksel. En vifte kan også være en halvsirkelformet håndredskap av et lett materiale til å vifte med, f.eks en japansk vifte.

Propell: Ordet kommer fra det latinske ordet propellere som betyr "drive fram". Det er en skrue med skåstilte propellblader.

 

Verktøy og komponenter til elektronikk-delen: se vedlegg