LED Kratzbilder

Programm der junge Ideen Werkstatt am 13. Januar 2024.

Beschreibung

  • Dauer: 2 Stunden
  • 7 Kinder (8-13 Jahre) + erwachsene Bezugspersonen
  • 4 Betreuer

Unsere Teilnehmer:innen und ihre erwachsenen Bezugspersonen bauten ein LED Kratzbild. Zuerst musste hierfür ein Motiv gefunden werden, dieses konnte ausgedruckt oder auf Papier vorgezeichnet werden. Anschließend wurde das Motiv mit einem spitzen Werkzeug in die Plexiglasscheiben übertragen. Die Bauteile des Sockels waren vorgefertigt und mussten nur noch zusammengebaut werden. Die Teilnehmer:innen konnten sich aussuchen, ob sie die Beleuchtung ihres Bilds mit einem USB-Kabel oder einer Batterie versorgen wollten. Die nötigen Lötarbeiten am USB Kabel wurden von den Betreuern durchgeführt.

Verwendete Materialien pro Teilnehmer

  • 4x Senkkopfschraube M3x16mm
  • 4x Mutter M3
  • 1x Kratzscheibe PMMA Plexiglas 3mm ausgelasert
  • 1x 3mm LED RGB Multicolor langsam blinkend
  • 1x Malerkrepp
  • 1x DIN A4 Papierausdrucke mit leeren “Kratzscheiben”

Option 1: Batterie

  • 1x Batterie CR2032
  • 2x Kupferband selbstklebend 6mm 5cm
  • 2x 3mm Pappelsperrholz gelasert Vorder/Hinterteil
  • 1x 3mm Pappelsperrholz gelasert Mittelteil
  • 1x 3mm Pappelsperrholz gelasert Fußplatte

Option 2: USB Kabel

  • 1x USB Kabel
  • 1x 3mm Pappelsperrholz gelasert Vorderteil
  • 1x 3mm Pappelsperrholz gelasert Hinterteil
  • 1x 3mm Pappelsperrholz gelasert Mittelteil
  • 1x 3mm Pappelsperrholz gelasert Fußplatte
  • 1x 100Ω Widerstand
  • 2x Schrumpfschlauch

DXF Datei zum Download Rot = Plexiglas 3mm, Schwarz = Pappelsperrholz 3mm, Blau = Ausschnitte

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Die Bauteile der oberen Reihe sind für die Option mit USB Kabel, die Bauteile der unteren Reihe für die Variante mit Batterie.

SVG Datei (Inkscape) für Papiervorlagen:

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

  • M3 Schraubendreher
  • Knarre/Ratsche mit 5,5er Nuss
  • Kreuzschlitzschraubendreher
  • Dosenlocher aus Holz

Option USB Kabel

  • Abisolierzange
  • Lötkolben + Lötzinn
  • Heißluftgebläse für Schrumpfschläuche
  • Dritte Hand

Bauanleitung

mit Batterie:
Kupferband auf dem Holz wie auf dem Bild aufbringen, (von der Mitte beide Seiten bekleben) LED einklemmen und die Beine auf das Kupferband legen.

mit USB Kabel und Vorwiderstand:
LED in die Öffnung legen.

Kratzbild in das Mittelteil (Batterie oder USB-Kabel) einlegen.
Voder und Rückseite mit Schrauben festziehen.

In den Fuß stecken.

Batterie in den Schlitz stecken oder USB Kabel einstecken.

Fertig 🙂

Stromkreis Batterie:

Stromkreis 5V USB Kabel:

Erklärung

Bei der verwendeten LED handelt es sich um eine LED mit eingebautem Mikrochip, welcher die drei unterschiedlichen Farben ansteuert. Der Farbwechsel erfolgt automatisch durch den verbauten Controller. Wir haben uns das Bauteil unter dem Mikroskop angesehen, um die drei eigentlichen LEDs sichtbar zu machen. Rechts erkennt man den integrierten Mikrocontroller.

Fazit

Die USB Kabel waren nicht vorbereitet und hatten daher für etwas Stau gesorgt und es hatten sich dann mehr Menschen für Batterien entschieden. Beim nächsten mal werden hier genug vorbereitet.

BlinkenTree

Programm der junge Ideen Werkstatt am 16. Dezember 2023.

Beschreibung

  • Dauer: 2,5 Stunden
  • 6 Kinder (8-13 Jahre) + erwachsene Bezugspersonen
  • 3 Betreuer

In unserem letzten Workshop für das Jahr 2023 löteten unsere jungen Teilnehmer:innen passend zum anstehenden Weihnachtsfest blinkende Weihnachtsbäume. Die batteriebetriebene Platine steuert über einen ATtiny85 Mikroprozessor 12 LEDs an.

Verwendete Materialien pro Teilnehmer:in

Für das Projekt bekam jedes Kind ein Set bestehend aus einer Platine und den dazugehörigen Bauteilen. Das KiCAD-Projekt, eine ausfürhliche Bauteilliste sowie der Code finden sich unter: https://github.com/FabLabNeuenstadt/BlinkenTree

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

  • Lötkolben
  • Lötzinn
  • Platinenhalter
  • Pinzette
  • Platinenreiniger
  • Arduino ISP-Programmer und Arduino IDE

Bauanleitung

Die Bauteile werden von Innen nach Außen und von Klein zu Groß auf die Platinen gelötet. Die Bezugspersonen können die Bauteile mit einer Pinzette festhalten und positionieren, sodass sich die Kinder ganz auf das Löten konzentrieren können. Im Anschluss an das Löten: Hände waschen nicht vergessen!

Nach dem die Platinen gelötet wurden, sollten die Betreuer vor dem Programmieren auf jeden Fall eine erste Sichtkontrolle durchführen. Manchmal erkennt man hierbei bereits erste (gravierende) Fehler, die dann direkt nachgebessert werden sollten, bevor man die Platine mit dem Programmer verbindet.

Die Programmierung der Platine erfolgt von der Rückseite bzw. der Seite auf der der Mikroprozessor plaziert ist mit einem ISP-Programmer. Es kann z.B. ein Arduino Uno/Nano mit dem nötigen Sketch bespielt und anschließend als Programmer genutzt werden.

Fazit

Das Löten der Platine funktionierte mit der Unterstützung der Bezugspersonen gut, einige Platinen mussten an wenigen Stellen nachgelötet werden. Es ist auf jeden Fall wichtig zu kontrollieren, dass die LEDs richtig herum eingelötet werden. Eine “theoretische” Erklärung der Bauteile fand nicht so guten Anklag. Besser ist es den Kindern ein Breadboard und vergleichbare Bauteile auszuhändigen und sie selbst experimentieren zu lassen. Dabei sollte genügend Reserve eingeplant werden, da dabei beispielweise LEDs kaputt gehen können.