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Spurensucher

...erforsche: Was ist das Geheimnis einer Maschine?

Das Geheimnis jeder Maschine ist das perfekte Zusammenspiel all ihrer vielen, ganz unterschiedlichen Teile. Du kennst das: Bei jedem grösseren Projekt braucht es die Zusammenarbeit von vielen, mit unterschiedlichen Interessen und Begabungen, Fähigkeiten und Fertigkeiten, aber es braucht sie alle! In der Technik ist das genau gleich: Aus vielen verschiedenen, fein aufeinander abgestimmten Einzelteilen entsteht ein Ganzes, z. B. ein Roboter.

Was ist denn ein Roboter? Ein Roboter ist ein technischer «Automat», der ferngesteuert, nach Sensorsignalen oder nach einprogrammierten Befehlsfolgen bestimmte mechanische Abläufe verfolgt, fast genauso, wie das unser kleiner Spurensucher «Robi» macht!

Deine Aufgabe ist es nun, die einzelnen elektronischen Teile, die du im Elektrolabor und bei der Lichtsteuerung untersucht hast, zu einem funktionierenden Ganzen, einem kleinen, feinen und ganz «cleveren» Roboter zusammen zu fügen. Viel Spass!

00 Spurensucher zusammengebaut

explore-it
Baue deinen Spurensucher
So sieht der fertige Spurensucher aus.

03 Bauteile 1

Material
1) 4 kleine grüne Zahnräder
2) 2 Bügelperlen (verschiedene Farben)
3) 1 Hutmutter
4) 3 Schrauben
5) 2 Schneckenräder
6) 2 Zahnräder gelb
7) 1 Rundstab (Spiesschen)

04 Bauteile 2

 8) Rasterpapier
 9) Hohlkammerplatte gelb, 24 mm breit
10) Hohlkammerplatte schwarz, 38 mm breit
11) Bahnelemente gerade und rund
12) 1 Streifen Doppelklebeband

01 Lichtsteuerung Spurensucher
  • Zusätzlich brauchst du für den Bau deines Spurensuchers die Lichtsteuerung, die beiden Motoren und den Batteriehalter.
  • Entferne die beiden Hartschaumplatten und die grünen Zahnräder der Motoren.
  • Die beiden Hartschaumplatten brauchst du beim Bau als Hilfsmittel.
05 Stegplatte schwarz zuschneiden
  • Schneide von der schwarzen Hohlkammerplatte ein Stück von 8 cm und eines von 5 cm ab.
06 Stegplatte Ecken wegschneiden
  • Schneide bei der 8 cm langen Hohlkammerplatte zwei Ecken weg, so wie auf dem Bild.
07 Lehre herstellen
  • Lege die beiden Hartschaumplatten und die Hohlkammerplatte mit den weggeschnittenen Ecken auf die Rückseite des Rasterpapiers.
  • Klebe die Hartschaumplatten mit je zwei Stück Doppelklebeband auf das Papier.
  • Achte darauf, dass die Hartschaumplatten die Hohlkammerplatte berühren.
  • Damit hast du eine Hilfskonstruktion, um das genaue Zusammenbauen zu erleichtern.
08 Batteriehalter Klebestreifen
  • Klebe zwei 1.5 cm breite Doppelklebebandstücke auf die Unterseite des Batteriehalter.
    ACHTUNG: Du musst also den Batteriehalter so hinlegen, dass der Schalter auf der Unterlage liegt.
09 Batteriehalter an Stegplatte
  • Hinweis: Wenn du nacher den Batteriehalter auf die Hohlkammerplatte klebst, musst du beachten, dass bei der abgeschrägten Seite eine ganze Kammer vorsteht.
09 Batteriehalter an Stegplatte
  • Hinweis: Nachher muss es so aussehen.
09 Batteriehalter an Stegplatte  
  • Entferne die Schutzfolie der Klebebandstücke.
  • Klebe den Batteriehalter auf die Hohlkammerplatte und lasse eine ganze Kammer vorstehen.
  • Die beiden Hartschaumblöcke der Hilfskonstruktion sorgen dafür, dass der Batteriehalter präzise aufgeklebt wird.
10 Obere Stegplatte Klebeband
  • Klebe zwei 1.5 cm breite Doppelklebebandstücke auf die 5 cm lange Hohlkammerplatte.
11 Obere Stegplatte an Batteriehalter
  • Klebe die Hohlkammerplatte auf den Batteriehalter.
  • Die Hohlkammerplatte soll bündig zur vorderen Kante des Batteriehalters sein.
    ACHTUNG: Die Hohlkammerplatte darf nicht über den Batteriehalter hinausstehen.
  • Entferne die Hilfskonstruktion.
12 Gelbes Zahnrad an Schraube 1
  • Stecke ein gelbes Zahnrad auf die Schraube. Das kleine Zahnrad ist zum Schraubenkopf gerichtet.
  • Schraube ein kleines grünes Zahnrad auf die Schraube.
13 Gelbes Zahnrad an Schraube 2
  • Stecke eine farbige Bügelperle auf die Schraube.
  • Das geht am besten, wenn du die Bügelperle auf den Tisch legst und die Schraube von oben einsteckst.
  • Schiebe die Bügelperle an das grüne Zahnrad.
13 Gelbes Zahnrad an Schraube 2
  • Schraube mit dem grünen Zahnrad das gelbe Zahnrad fest.
  • Drehe dann das grüne Zahnrad etwa eine Vierteldrehung zurück. Das gelbe Zahnrad soll sich gut drehen lassen.
  • Baue auf diese Art ein zweites Rad.
14 Räder montieren
  • Stecke die zwei Räder in die 10. Kammer der unteren Hohlkammerplatte (von vorne gezählt).
15 Drittes Rad montieren 1
  • Stosse ein Spiesschen durch die schwarze Hohlkammerplatte, in der Mitte hinter dem Batteriehalter.
  • Benütze ein Stück Hartschaum als Unterlage.
16 Drittes Rad montieren 2
  • Drehe eine Schraube durch das Loch und setze die Hutmutter auf. Ziehe sie mit Kraft fest an.

  • Drehe die Schraube, bis die schwarze Hohlkammerplatte parallel zur Unterlage ist.
17 Stegplatte gelb zuschneiden
  • Schneide die 2.4 cm breite, gelbe Hohlkammerplatte bei der siebten Kammer durch.
  • Mache dies zwei Mal.
18 Motor auf Stegplatte 1
  • Klebe mit Doppelklebeband die Motoren auf die Hohlkammerplatten.
  • Achte darauf, dass die Kabel im rechten Winkel zu den Kammern liegen (so wie auf dem Bild).
19 Motor auf Stegplatte 2  
  • Klebe ein 5 cm langes, durchsichtiges Klebeband (Haushaltklebeband) auf die Unterseite der Hohlkammerplatte (im rechten Winkel zu den Kammern).
  • Schneide es bis zur Platte ein.
20 Motor auf Stegplatte 3
  • Klebe die beiden Teile satt auf den Motor.
    ACHTUNG: Das Klebeband darf die Achse nicht berühren.
  • Nimm ein zweites 5 cm langes Klebebandstück und gehe auf der anderen Seite gleich vor.
  • Die Klebebandstücke fixieren den Motor an der Hohlkammerplatte.
21 Motor 2 auf Stegplatte
  • Fixiere auch den zweiten Motor mit zwei Klebebandstücken.

  • Stecke auf beide Motoren ein Schneckenzahnrad.
22 Rundstab Motoren montieren
  • Kürze ein Spiesschen auf die Länge von 10.5 cm.
    Achtung: Beide Enden müssen gerade sein (keine Spitze).
  • Stecke das 10.5 cm lange Stück in die hinterste Kammer der oberen Hohlkammerplatte. Es soll auf beiden Seiten gleich viel vorstehen.

 

22 Rundstab Motoren montieren
  • Entferne die Schutzfolie beim Klebeband der Lichtsteuerung.
  • Klebe die Lichtsteuerung vorne in der Mitte an den Batteriehalter. Sie muss auf der unteren Hohlkammerplatte aufliegen.
    Das nächste Bild zeigt dir, wie das am besten geht.
22 Rundstab Motoren montieren
  • Halte die Lichtsteuerung leicht schräg.
  • Setze sie auf die untere, schwarze Hohlkammerplatte.
  • Achte darauf, dass sie in der Mitte liegt.
  • Drücke sie nun satt gegen den Batteriehalter, so dass sie gut festklebt.
23 Motoren montieren
  • Lege die beiden Motoren neben das Fahrzeug.
  • Das rote Kabel des rechten Motors muss zum rechten LDR führen.
  • Das rote Kabel des linken Motors muss zum linken LDR führen.
23 Motoren montieren
  • Drehe die Motoren so, dass die Kabel nach oben schauen. Stecke die unterste Kammer der gelben Hohlkammerplatten auf das Spiesschen.
  • Stecke auf beiden Seiten ein kleines grünes Zahnrad auf das Spiesschen.
  • Die gelben Hohlkammerplatten mit den Motoren sollten sich noch gut bewegen lassen.
25 Motorenkabel fixieren
  • Klebe mit etwas Doppelklebeband den Kabelhalter auf die obere Hohlkammerplatte.
  • Biege die beiden langen roten Motorenkabel etwa in der Mitte um und stecke beide Kabel in die freie Kammer des Kabelhalters.

26 Kontrolle Justierung 1

explore-it
Kontrolle, ob alles richtig zusammengebaut ist
Stelle den Spurensucher auf eine Hartschaumplatte.

  • Das Schneckenrad muss in die gelben Zahnräder eingreifen (grüner Pfeil links).
  • Der Motor darf dabei die gelben Zahnräder nicht berühren (grüner Pfeil rechts).
    Falls der Motor das gelbe Zahnrad berührt, musst du das Rad eine Kammer weiter vorne einstecken.
  • Kontrolliere auch die andere Seite.
27 Kontrolle Justierung 2
  • Die Schneckenräder sollen in der Mitte auf den gelben Zahnrädern liegen.
  • Verschiebe die Räder, bis die Schnecken genau auf die Mitte der Räder fallen.
28 Kontrolle Justierung 3
  • Kontrolliere, ob die LED-Köpfe so weit wie möglich in die Halterung gestossen sind. Stosse die LDR-Silikonschlauchstücke ganz nach unten, bis die Spitzen der LDR den Hartschaum berühren.
  • Nun sind die Spitzen von LED und LDR alle auf der gleichen Höhe.
29 Testfahrt 1

explore-it
Setze den Spurensucher auf ein weisses Papier (Rückseite eines Bahnelementes).

  • Schalte die Batterie ein. Der Spurensucher sollte nun geradeaus fahren.
  • Falls er zum Beispiel eine Rechtskurve fährt, kannst du die linke LED etwas nach aussen biegen.
30 Testfahrt 2

explore-it
Baue eine Bahn und lass den Spurensucher fahren. Kontrolliere die Fahrt.

  • Wenn das Fahrzeug über die schwarze Linie hinaus fährt, kannst du die Schraube mit der Hutmutter nach unten drehen, damit die Lichtsteuerung näher zur Fahrbahn kommt.
30 Testfahrt 3
  • Wenn das Fahrzeug zuverlässig fährt, kannst du die Schraube auch nach oben drehen, damit die Fahrzeugschnauze weiter von der Fahrbahn weg kommt und das Fahrzeug etwas schneller fährt.
  • Falls dir das gut gelingt: Unterstütze andere beim Einstellen des Spurensuchers.

Viel Spass beim Fahren mit deinem Spurensucher!

 

EinblickRobotik2a explore-it
Ausblick auf «Robotik 2»:
In «Robotik 2» kann der Spurensucher aus «Robotik 1» programmiert werden, dank eines Mini-Computers und dem Handy oder Tablet (erhältlich ab Frühling 2020).
WICHTIG: Alles Verbrauchsmaterial ist bereits in der Schachtel «Robotik 1» enthalten: Der Spurensucher und alles restliche Material aus der Schachtel muss gut aufbewahrt werden, wenn man mit «Robotik 2» arbeiten möchte.
EinblickRobotik2b Zum Bild: Julian, Robin (beide 12) und Amy (10) haben den Mini-Computer aus «Robotik 2» auf den Spurensucher aufgebaut und ihn mit Hilfe der explore-it-Applikation auf dem Tablet programmiert.

 

 

 

 

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Pädagogische Hochschulen des Kantons Wallis PHVS und der Fachhochschule Nordwestschweiz PH FHNW