Alarmanlage

Programm der junge Ideen Werkstatt am 10.02.2024

Beschreibung

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

Diesmal konnten unsere Besucher:innen einen Alarmanlage bauen. Die Alarmanlage wird durch das herausziehen eines Holzspießes ausgelöst. Dieser kann beispielsweise mit einem Faden an einer Türe oder ähnlichem befestigt werden. Die Schaltung basiert auf einer bistabilen Kippstufe. Wird der Holzstab aus der Klammer gezogen, schließt sich ein Kontakt und der Summer ertönt. Steckt man den Holzstab wieder in die Klammer ein, muss die Alarmanlage über den Taster wieder resettet werden.

Verwendete Materialien pro Teilnehmer:in

• 1x Holzplatte 80x80x10mm
• 1x Sperrholz 3mm
• 4x Holzschrauben, etwa 3×16 o.Ä.
• 1x Holzwäscheklammer + Ersatz einplanen!
• 1x Holzspieß o.Ä.
• 1x Senkkopfschraube M3x30 + Mutter
• Selbstklebendes Kupferband
• 1x Lochrasterplatine 60x40mm oder vorgefertigte Platine (vgl. Fazit)
• 2x Transistor BC547
• 2x Widerstand 330Ω
• 2x Widerstand 680Ω
• 2x Widerstand 20kΩ
• 1x Taster
• 1x Schalter I/O
• 1x LED 5mm rot
• 1x LED 5mm grün
• 1x 9V Batterie
• 1x 9V Batterieclip
• 1x Summer geeignet für 9V
• Kabel in Farben rot und schwarz, Querschnitt ca. 0.5qmm

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

• Ggf. Tischkreissäge für Vorbereitung der Holzplatten
• Ggf. Lasercutter für Herstellung der Gehäuse
• Akkuschrauber
• Bit passend für Holzschrauben
• Holzbohrer 1mm und 3,5mm
• Senkbohrer
• Stifte und Messwerkzeuge
• Heißklebepistole
• Lötkolben inkl. Lötzinn, Silberdraht, dritte Hand etc.
• Abisolierzange
• Elektronik Seitenschneider

Bauanleitung

Im Vorfeld muss das Gehäuse an die vorhandenen Taster/Schalter angepasst werden!

In den vorderen Bereich der Wäscheklammer wird beidseitig das Kupferband von der Spitze bis in die Auskerbung geklebt. Hierzu muss man die Wäscheklammer eventuell zerlegen. Anschließend können die beiden Anschlusskabel angelötet werden.

Nun kann der obere Teil des Gehäuses verleimt werden. Danach kann das Loch für die Befestigungsschraube der Wäscheklammer auf der Bodenplatte angezeichnet, gebohrt und beidseitig (um etwas Platz für die Feder zu schaffen) gesenkt werden. Die äußere Seite der Wäscheklammer muss bündig zum Rand der Bodenplatte sein.

Es bietet sich an zuerst Kabel an die LEDs, Taster und den Schalter, bevor mit der Platine begonnen wird. So können sich die Kinder vor dem schwierigeren Teil weiterhin etwas mit dem Lötkolben vertraut machen.

Im Anschluss wird die Schaltung auf der Lochrasterplatine aufgebaut und verlötet. Man kann den gewünschten Schwierigkeitsgrad hier leicht variieren (siehe Fazit). Bevor Bauteile der Schaltung am Gehäuse befestigt werden sollte die Schaltung auf jeden Fall getestet und etwaige Fehler korrigiert werden.

Die LEDs und der Summer können ggf. mit etwas Heißkleber am Gehäuse befestigt werden. Anschließend werden die übrigen Bauteile eingesetzt/verschraubt.

Zum Schluss wird die Wäscheklammer verschraubt und die Bodenplatte eingesetzt und mit den vier kleinen Holzschrauben festgeschraubt. Die Löcher im Deckel hierfür sollten vorgebohrt werden.

Dokumente/Downloads

DXF Laser

Schaltplan

Erklärung

Die Schaltung ist im Wesentlichen eine bistabile Kippstufe, Wie der Name sagt, besitzt diese zwei stabile Zustände/Stufen die durch Betätigen der Taster/Klammer gewechselt werden können.

Wird der Holzspieß aus der Wäscheklammer gezogen, berühren sich die beiden Kupferbänder und der Stromkreis zum Umschalten in den Alarmzustand schließt sich. Der Summer ertönt und die rote LED leuchtet

Solange sich die Kupferbänder der Wäscheklammer berühren kann die Alarmanlage nicht zurückgesetzt werden. Erst nachdem der Holzspieß wieder eingesetzt wurde kann die Anlage über den Taster wieder resettet und scharf gestellt werden. In diesem Zustand leuchtet die grüne LED.

Fazit

Wie in der Bauanleitung beschrieben kann über die Lochrasterplatine der Schwierigkeitsgrad des Projekts gesteuert werden. Der Plan, dass die jungen Teilnehmer:innen die Schaltung selbstständig auf der Platine aufbauen war für die angesprochene Altersklasse utopisch.

• 8-10 Jahre: Die Schaltung wird am Besten im Voraus vollständig aufgebaut und verlötet. Die Kids löten lediglich LEDs, Schalter, Taster, Klammer und den Batterieclip an.
• 11-13 Jahre: Die Bauteile sollten im Voraus platziert und verlötet werden. Die Kids können dann fehlende Verbindungen mit Silberdraht ergänzen und die übrigen Bauteile ergänzen.
• Ein selbständiger Aufbau empfiehlt sich wahrscheinlich erst ab 15/16 Jahren, sofern bereits Löterfahrung vorhanden ist.

Des Weiteren hat die vorgesehene Zeit von 2 Stunden nicht ausgereicht. Auch nach 2,5 Stunden waren noch nicht alle Teilnehmer:innen fertig und das Programm musste an einem weiteren Termin zu Ende gebracht werden. Besser wäre es 3,5 bis 4 Stunden für das Programm anzusetzen.

Die betreuenden Personen sollten auf jeden Fall über Löterfahrung verfügen.

Im Anschluss an das Programm haben wir eine Platine zum bestellen gelayoutet. Falls diese verwendet wird, sollte der Schwierigkeitsgrad ebenfalls erheblich sinken.