Während dieser Einheit verbinden die Schülerinnen und Schüler (SuS) einen Aktuator mit einer Batterie. Die SuS beschreiben, was in einem ausgewählten Stromkreis passiert; zudem kennen sie den Unterschied zwischen Plus- und Minuspol.
Übersicht:
Die Komponenten des LilyPads brauchen Strom, um zu funktionieren. Während dieser Einheit lernen die SuS wie man Aktuatoren an eine Batterie anschließt, damit sie reagieren. Dafür werden die Bauteile mit der Batterie verbunden.
Kontext MINT-Fächer: Die gestaltungsorientierte Auseinandersetzung mit Smarten Textilen eröffnen neue Zugangsweisen zur Technik und Programmierung für weniger technik-affine SuS und ermöglicht eine individuelle, interessenbezogene Förderung der Lernenden.
Materialien: passende Batterien (AAA oder Knopfzelle, je nach vorhandenem Batteriehalter), je SuS-Team zwei Krokodilklemmen
LilyPad Komponenten: je SuS-Team ein Batteriehalter, ein Aktuator (LED, Lautsprecher oder Vibrationsmotor)
Praktische Aktivität
Der Arbeitsauftrag lautet: Verbindet den Aktuator so mit der Batterie, dass er reagiert; also piepst, vibriert oder leuchtet.
Ein Aktuator (LED, Lautsprecher, Vibrationsmotor) wird an Teams aus zwei bis drei SuS ausgeteilt. Sie sehen sich den Aktuator genau an und identifizieren ihn.
Auf den Komponenten sind die Anschlüsse für den Plus- und Minuspol klar erkennbar. Anhand von alltäglichen elektrischen Geräten (z.B. Fernbedienungen, Spielzeug, Taschenlampen etc.) wird erarbeitet, dass der Pluspol der Batterie an den Plus Anschluss (Pin) angeschlossen werden soll, der Minuspol der Batterie an den Minus Anschluss (Pin).
Anschließend erhalten die SuS ebenfalls einen Batteriehalter. Sie schauen ihn genau an und entdecken dabei den Schalter und die Plus- und Minusanschlüsse. Ebenfalls erkennen sie aus der vorherigen Überlegeung die Richtung, in die die Batterie eingelegt werden soll.
Die Lehrkraft demonstriert anschließend, wie man Krokodilklemmen mit Anschlüssen verbindet. Dabei ist Vorsicht geboten, weil man sich leicht die Finger klemmen kann.
Mit eigenen Krokodilklemmen verbinden die SuS dann ihren Aktuator mit dem Batteriehalter. Sie stellen Vermutungen darüber auf, was passiert wenn eine Batterie eingesteckt wird.
Zum Beispiel: „Wenn eine Batterie in das System gesteckt wird, dann wird die LED leuchten.“
Die Lehrkraft überprüft die Verbindungen der Bauteile um zu vermeiden, dass die Komponenten beschädigt werden und gibt dann eine Batterie an jede Gruppe aus.
Im Fall, dass der gewünschte Effekt trotzdem nicht eintritt (zum Beispiel: LED leuchtet nicht), beginnen die SuS das Problem zu identifizieren. Sie überprüfen ob…
- die Klemmen richtig sitzen
- die Batterien richtig herum eingesetzt wurde
- es Kurzschlüsse gibt
- der Batterien Halter eingeschaltet ist.
- die Batterie leer ist
- eine Komponente oder ein Kabel fehlerhaft ist
Hinweise:
- Krokodilklemmen in unterschiedlichen Farben können helfen den Unterschied zwischen Plus- und Minuspol zu erkennen.
- Die Komponenten funktionieren, wenn sie direkt an die passenden Batterien im Batteriehalter angeschlossen werden. Es besteht keine große Gefahr sie dabei durch Kurzschlüsse oder verkehrte Verkabelung zu zerstören.
- In dieser Stunde wird nicht mit einem Computer gearbeitet. Trotzdem sollten die SuS informiert werden, dass die gleichzeitige Verbindung von Computer und Batterie den Komponenten Schaden hinzufügt, da die Spannung bei doppelter Stromversorgung zu groß wird.
- Ersatzweise kann auch das leitende Garn verwendet werden. Dies ist allerdings nicht isoliert, daher macht es das Experimentieren schwieriger.
- Einfache LED können als preisgünstige Strommesser eingesetzt werden, indem man sie an die jeweiligen Kontakte hält. LEDs haben eine Einbaurichtung und können nur so angeschlossen werden. Sie werden in der Regel bei falschem Anschluss zerstört.
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Möglichkeiten zur Binnendifferenzierung:
- gegenseitiges Helfen während der Gruppenarbeit
- farbige Krokodilklemmen für eine bessere Übersichtlichkeit
