Erneuerbare Energien spielerisch erfahren
Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? Gibt es einen Unterschied zwischen Motor und Generator? Wie kann man mit Hilfe der Sonne ein Dreirad zum Fahren bringen? Diese Fragen wurden in der Option OPDVE (Option Développement Durable Electro) gestellt und sollten von den Schülern und Schülerinnen der 5G4 im Laufe des 1. Trimesters 2019/20 beantwortet werden.
Zu Beginn wurde sich mit dem LEGO Renewable Energy – Set auseinandergesetzt. Dieses Ergänzungsset enthält ein Solarmodul, Rotorblätter, einen Motor/Generator, LED-Lampen, ein Verlängerungskabel und ein LEGO-Energiemessgerät um sechs lebensnahe Modelle zur Energiegewinnung aufbauen zu können.
Die SchülerInnen haben die Modelle zum Teil frei nach ihrer eigenen Kreativität gestaltet. Bei allen Modellen dient ein Energiemesser mit Akku dazu, die elektrische Energie zu speichern (genau das ist auch in der realen Welt das Problem: große Mengen an elektrischer Energie lässt sich nur schwer speichern).
Das Solarmodul lieferte die Energie für die LED-Beleuchtung, den Ventilator und das Solardreirad. Da draußen die Sonne bereits viel an Stärke verloren hatte und es meistens bewölkt und regnerisch war, musste die Sonne mit Hilfe eines Flutlichtstrahlers „nachgebildet“ werden. Die SchülerInnen erkannten, dass das nicht sehr einfach war und man eine sehr starke Lampe verwenden musste, damit das Solarmodul Energie liefern konnte. Die Sonne lässt sich halt nicht so einfach ersetzen!
Unter dem Wasserhahn wurde das Wasserrad auf seine Funktion überprüft. Je nachdem, ob drei oder sechs Schaufeln eingebaut wurden, lieferte der Generator mehr oder weniger Energie. Während 120 Sekunden wurde gemessen, wie viel elektrische Energie im Akku gespeichert werden kann und in einem Diagramm aufgetragen. Diese Energie konnte zum Beispiel für das Heben einer Last mit dem LEGO-Kran verwendet werden.
Robotik entdecken
Welche Sensoren und Aktoren hat der LEGO-Roboter? Wie funktionieren diese? Wie baue ich den LEGO-Roboter zusammen? Wie wird der LEGO-Roboter programmiert um vorgegebene Missionen zu erledigen? Diesen Fragen sind die SchülerInnen der 5G3 in der Option OPDVE nachgegangen. Der LEGO-Roboter Set beinhaltet ein Lichtsensor, ein Tastsensor, ein Ultraschallsensor und ein Schallsensor. Die zwei Aktoren steuern die Räder des Roboters an.
Die Missionen hatten zum Ziel die Programmiersprache und die Steuerbarkeit der Aktoren und der Sensoren kennenzulernen. Die Missionen bestanden darin den LEGO-Roboter nach bestimmte Bewegungsmuster zu steuern. Je nach Mission musste ein anderer Sensor eingebaut und programmiert werden. Die SchülerInnen setzten auch eigene Missionen um.
Die größten Herausforderungen bestanden anfangs beim Programmieren und bei dem Herunterladen der programmierten Softwareanwendung auf den LEGO-Roboter. Nach den ersten durchgeführten Missionen wurden diese Schritte mit einer Selbstverständlichkeit umgesetzt.
