Konstruktion eines berührungslosen Seifenspenders mit dem Arduino

  • Naturwissenschaften
  • Technik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • Arbeitsblatt

Mit diesem Arbeitsmaterial konstruieren und programmieren die Schülerinnen und Schüler einen berührungslosen Seifenspender mit dem Arduino. Es wurde im Kontext des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Programms "Junior-Ingenieur-Akademie" entwickelt und eignet sich für den hybriden Einsatz im Präsenz- und Fern-Unterricht.

Beschreibung

Nicht erst seit der Corona-Pandemie zeigt sich, dass gründliches Händewaschen wichtig ist, um sich vor der Ansteckung mit Krankheiten zu schützen. Allerdings könnte auch ein Seifenspender eine potentielle Infektionsquellen darstellen, da er mit eventuell infektiösen Händen angefasst wird. Die Lösung dieses Problems: ein berührungsloser Seifenspender. Das Prinzip dahinter ist, dass man sich mit der Hand dem Seifenspender nähert und dann automatisch eine bestimmte Menge Seife abgegeben wird. In diesem Arbeitsmaterial konstruieren und programmieren die Schülerinnen und Schüler mit dem Arduino einen solchen Seifenspender aus einem handelsüblichen Seifenspender mit Pumpmechanismus.

Zunächst installieren die Lernenden die Software für den Arduino und lernen Schritt für Schritt die Programmstruktur kennen. Dazu lassen sie in einem ersten Schritt eine LED mit dem Arduino blinken. Anschließend erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler anhand einer Online-Anleitung weitere Befehle, um die LED in verschiedenen Farben leuchten zu lassen. Schließlich programmieren Sie den Arduino und einen Ultraschallsensor, um Abstände messen zu können.

Mit diesem Vorwissen starten die Lernenden in das Projekt, einen berührungslosen Seifenspender zu konstruieren. Dabei orientieren sich die Schülerinnen und Schüler an einer Beispiel-Konstruktion. Zusätzlich zum Seifenspender sind die Lernenden angehalten, weitere Zusatzfunktionen in den Seifenspender zu integrieren.

Das Arbeitsmaterial kann hybrid im Präsenz- und im Fern-Unterricht eingesetzt werden.

Benötigte Materialien

  • Arduino Set (Mikrocontroller-Board, Kabel, Breadboard, Ultraschallsensor oder IR-Entfernungsmesser, LEDs)
  • Metallgetriebe-Drehmoment-Servo
  • Seifenspender
  • Computer / Laptop
Unterrichtsmaterial "Seifenspender" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • erarbeiten sich die Grundlagen des Programmierens mit C++.
  • lernen den Arduino als Beispiel für einen Mikrocontroller kennen.
  • nutzen den Arduino, um einen berührungslosen Seifenspender zu konstruieren.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • orientieren sich bei der Arbeit an Anleitungen aus dem Internet.
  • sichern ihre Arbeitsergebnisse digital in Form von Fotos und Videos.
  • nutzen den Computer zur Recherche und zur Programmierung.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • arbeiten selbstständig oder arbeitsteilig.
Autor
Avatar Gregor Huhn

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Frei nutzbares Material
Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.

In Kooperation mit

Junior-Ingenieur-Akademie

Die Materialien sind im Programm "Junior-Ingenieur-Akademie" der Deutsche Telekom Stiftung entstanden.

Auszeichnung

Comenius EduMedia Siegel 2021

Das Dossier "Junior-Ingenieur-Akademie: für Technik begeistern" ist mit dem Comenius EduMedia Siegel 2021 ausgezeichnet worden.