Ist zwar nicht direkt schulbezogen, aber am nächsten dran ;-)

Ich habe vor, hier im Makerspace einen mehrteiligen Workshop zum Thema Raketen anzubieten, mit dem folgenden Ziel: Teilnehmer mit verschiedenen Werkzeugen und ihren Möglichkeiten vertraut machen und am Ende ein interessantes Projekt abzuschließen, das dazu motiviert, sich in verschiedene Richtungen weiter zu vertiefen.

Hintergrund: Ich bin es aus meinem Hackerspace in Bremen gewohnt, dass die meisten relativ selbstbewusst mit Lasercutter, Fräse, Lötkolben, Mikrocontrollern usw. umgegangen sind und am Ende interessante, wenn auch nicht unbedingt nützliche, Dinge damit gemacht haben.
Hier ist es so, dass sich die Leute meist auf ein Thema beschränken, sei es mit dem Cricut irgendwelchen "Dekokram" zu machen, Schilder aus Holz zu fräsen oder lasern, Thermosbecher lasern, Teile für Cosplay 3D-Drucken usw. Elektronik findet kaum statt. Und multidisziplinäre Projekte sind extrem selten. Wenn da mal eine LED in ein Papp-Halloween-Häuschen eingebaut wird ist das schon High-Tech ;-)

Mein grobes Konzept daher:
Ich würde eine Prototyp-Rakete vorbereiten, die ungefähr für D- oder E-Motoren ausgelegt ist, mit einigen "selbstgemachten" Komponenten wie gefrästen Zentrierringen und gelaserten Flossen (oder umgekehrt ;-), und einer Nutzlast aus NodeMCU und BMP180. Damit kann man Flüge aufzeichnen und auf einem Webserver über WLAN abrufbar machen. Wie cool ist das denn bitte ;-)

Den Workshop hatte ich mir in der Folge etwa vier- oder fünfteilig vorgestellt:
1. Rakete präsentieren, Einführung in Raketen geben (wie gebaut, wie geflogen), OpenRocket, Raketendesign (Flugstabilität) -> am Ende oder zum nächsten Termin hat jeder eine flugfähige Rakete designt, die mit der Nutzlast fliegen kann
2a. CNC-Fräsen: 2D-Dateien erstellen, in G-Code umwandeln, fräsen
2b: Lasern: 2D-Dateien erstellen, den Laser damit füttern, Teile ausschneiden und ggf. beschriften oder verzieren
-> jeder hat Papprohre, Holzteile etc., um die selbstdesignte Rakete bauen zu können
3. 3D-Druck: 3D-Dateien erstellen, 3D-Druck-gerechtes Design und Parametrierung für Festigkeit vs. Gewicht, drucken, z.B. für Nosecones, Übergänge, Elektronikhalterungen -> bis auf die Elektronik sind nun alle Teile vorhanden, Rakete kann gebaut werden. 3D-Druck hat den Nachteil, dass man im Rahmen eines Workshops die Teile nicht fertig gedruckt bekommt. Alternativ daher fertige Nosecones, Kuppler und z.B. gelaserte Elektronikhalterungen
4. Elektronik: ein paar Kabel und Schalter verlöten, Mikrocontroller programmieren mit einfachen Demos (Blink, Servo, Sensor auslesen), Code für Nutzlast zur Verfügung stellen -> Elektronik ist fertig zum Einbau in die Rakete.

Danach würde es dann an einem Wochenendtag mit gutem Wetter zum Fliegen gehen.

Für wie realistisch haltet Ihr das, und wie viel Zeit würdet Ihr für einen Teil ansetzen? Lieber 4-5 Abende, oder doch 1-2 ganze Tage? Zielgruppe sind definitiv Erwachsene, aber Jugendliche ab ca. 12-14 in Begleitung eines Elternteils können natürlich auch gerne teilnehmen.

Bin für Anregungen, Kritik und Fragen immer offen und sehr gespannt auf Eure Ideen.

Oliver

Oliver,

ich kann da nur von Kinder-Workshops berichten. Altersgruppe 5-13 Jahre. (5 Jährige brauchen selbstverständlich umfängliche Betreuung.).

Gruppenstärke: max. 15 Teilnehmer.

Betreueranzahl: 3-4 Kinder max. pro Betreuer, für 5-9 Jährige ist es auch gut, wenn deren Eltern teilnehmen und helfen

Der Bausatz bestand aus Papprohr Klima, gedruckten Flossen, gedruckter Spitze, gedrucktem Führungsring (PLA), Motorhalterung aus sebstgewickeltem Papprohr mit selbst gewickelten Zentrierringen, Haltebügel von Klima, abgelängten Schnüren und ausgeschnittenem Fallschirm aus Mylarfolie.

Der Workshop hat ungefähr folgenden Ablauf gehabt:

1) ~ 9-10 Uhr Vorbereitung Raum (Bestuhlung, Tische, Abdeckung Tische, Austeilen von vorbereiteten Materialien wie Sandpapier-Feilen selbst hergestellt, Scheren, Leimbehälter -> PE-Flaschendeckel, 1x-Handschuhe und Deko -> fertige Rakete zur Anschauung / die Baummaterialien wurden bauabschnittsweise ausgegeben, Kleber auch, sonst gibt es Chaos)

2) 10 Uhr - 10:30 Einführung in das Hobby mit Erklärung Ablauf, Raketenfunktion und erwartete Flugleistungen, Bauabschnitte, Zuteilung Betreuer

3) 10:30 bis Mittagspause: Bau Motorhalterung und Verkleben im Motorrohr

4) Nach 1 stündiger Mittagspause bis ca. 14 Uhr: Fallschirm Verschnurung, das dauerte auch relativ lange, Knoten sind heutzutage eine schwieriges Ding

5) bis ca. 15:30 Uhr: letzter Bauabschnitt Flossen anbringen (hier werden wir zukünftig für die Kleinsten eine Fincan statt Einzelflossen vorsehen, das spart Zeit und die Kleberei der Einzelflossen ist etwas in Akkordarbeit für die Betreuer, wenn problematische Kleber verwendet werden wie 2K)

6) bis ca. 16 Uhr: Finishphase mit Edding und Co. und letzte Prüfungen, Korrekturen

ab 16 Uhr AUFRÄUMEN: alle Teilnehmer !

Flugtag ist bei dem Zeitplan nicht am selben Tag drin. Daher ein extra Tag anzusetzen, auch für den Flugtag sollte mann bei 15 Teilnehmern und 2 Flügen ungefähr die gleiche Anzahl an Betreuern vorsehen, und in etwa das gleiche Zeitfenster. Ein Reparaturteam mit entsprechender Ersatzteilausstattung macht auch Sinn. Als Motoren wählen wir zuverlässige Motoren, die Enttäuschungen durch Platzer unwahrscheinlicher machen.


Openrocket ist in so einem Rahmen immer nur als Beiwerk mitgesegelt, d.h. für die flinken Teilnehmer war ein Laptop aufgebaut, an dem die fertig simulierte Rakete dargestellt wurde und die Möglichkeit zum geführten "Ausprobieren". Das absorbiert aber dann für diese Zeit einen der Betreuer.


Gruß

Thomas

Geändert von Diplom-Pyromane am 04. November 2023 um 10:27

Ach so, für eine Projektwoche an einer Schule (Schüler ab Klasse 8) hatte ich angeboten: hier habe ich noch keine Referenzerfahrung und der Scope ist eventuell zu breit.

Tag 1:

Einführung in das Projekt und Erklären von Raketenmodell-Basics, benötigte Materialien: Anschauungsmaterialien (bringe ich mit), Bausätze, Präsentationen (Laptop, Beamer erforderlich)
Gemeinsame Simulation der Bausatzrakete mit der free Software OpenRocket und Erläuterung der Kriterien für die Überprüfung des Bausatzmodelles

Beginn mit erstem Bauabschnitt:

Motorhalterung montieren und Beginn Folienzuschnitt Fallschirm bzw. Flatterband

Tag 2:

Fortsetzung Bau: Fertigstellung Rohbau Rakete (ohne Endgestaltung, Lackierung)

Fallschirmherstellung (Abschluß Folienzuschnitte, Seile anbringen und Verknoten)
Verbindung Spitze mit Motorhalterung
Verkleben Motorhalterung und Anbringen Fallschirm

Flossen verkleben und Ausrichten (Version B)
Flossen-Container aufkleben auf Körperrohr

Leitröhrchen (Startrampenführung) aufkleben und ausrichten

Tag 3:

Finishing (Gestaltung der Rakete)

Aufbringen von Wasserschiebefolien (Schrift + Muster)
Überlackieren mit Klarlack

Falls genügend Zeit dafür ist, kann ich auch die Herstellung der Decals (Wasserschiebefolien) demonstrieren und wir können diese direkt herstellen:
Material: Farb-Laserdrucker (Schule)

Tag 4: Flugtag oder bei 4 Tage Bauzeit Restarbeiten und ggf. Korrekturen/Reparaturen und Vorbereitung Flug

Sollte sich am ersten Tag abzeichnen, dass die Kinder wesentlich schneller als erwartet sind, dann werde ich ein einzelnes Modell zur Verfügung stellen, dass größer ist (und mit einem Mehrfach-Motor-Cluster betrieben wird). Die Kinder, die mit ihrer Modellbearbeitung fortgeschritten sind, können dann gemeinsam das große Modell montieren. Das Modell kann dann von allen Schüler mit Unterschrift verziert werden und gemeinsam gestartet werden. Am Schluß verbleibt das Modell beim MEG als Vitrinenmodell, wenn gewünscht.

Oliver, ich würde vorschlagen, dann statt NodeMCU den Wemos D1 Mini zu nehmen. Der ist einfacher, preiswerter und leichter zu verstehen und mit weniger Lötarbeit verbunden.

Gruß Achim

Vielleicht ist es doch besser, das auf mehrere Abende zu verteilen als so konzentriert an zwei Tagen. Es ist doch eine Menge Stoff, der auf einmal zu verarbeiten ist. Nachteilig ist aber, dass man es dann in sehr kleine abendfüllende Häppchen zerlegen muss.

Gruß Achim

Ja, ich plane mit maximal 4 Raketenprojekten, das heißt Einzelteilnehmern oder Paaren oder Elternteil mit Kind. Da sollte ich als einzelner Betreuer eigentlich ausreichen.

Thomas, Deine Projektwoche geht schon in meine Richtung, wobei ich Deinen Zeitplan da schon für sehr großzügig halte - oder Schulkinder deutlich überschätze ;-)

Achim, der D1 Mini braucht entweder 3,3 V oder 5 V als Versorgungsspannung, oder sehe ich das falsch? Ich habe lange an dem Thema rumgerätselt und bin zu dem Schluss gekommen, dass ein 9 V-Block für den Einstieg die einfachste Variante darstellt: kein separates Ladegerät nötig, günstig, und die 5 V-Powerbanks gibt es nicht in klein/leicht genug für diesen Anwendungsfall.

Ich denke auch dass mehrere Abende passender sind, aber selbst wenn ich mit 3 Stunden pro Abend rechne, wird insbesondere der Elektronikteil recht knapp. Nun ja, dann werdens halt 5 oder 6.

Oliver

Hallo Oliver,
das Konzept Eltern mit Kind ist super. Ich hatten letztens einen Workshop mit 6 Kindern plus jeweils ein Elternteil
(Väter )

Es war für mich eine der schönsten Bastelkurse die ich geleitet habe. Es war echt entspannt. Die Kinder waren alle vor Begeisterung aus dem Häuschen als die Modelle das erste mal flogen und die Väter hatten auch das fette Grinsen im Gesicht.
Alleine schon die Möglichkeit der Mütter, ihren Männern eine Vater/Kind Aktion auf zu drücken ist nicht zu unterschätzen

Ohne Erwachsenen brauchst Du 1:1 Betreuung sonst wird das nichts.

Gruß Ralf

Geändert von RalfB am 05. November 2023 um 21:25

Oliver, der sollte eigentlich auch mit einem 3.7V-LiPo funktionieren, siehe hier (Zitat aus Mikrocontroller.net):

„Benutze nur 3 Batterien also 4.5 Volt, das sollte für den reinen Betrieb und 3,3 Volt Sensoren reichen.

Mein D1 Mini (Nicht lite) läuft noch mit 2.7Volt im LiPo. Inklusive einem BME280.

Der ESP alleine startet bei mindestens 2.5 Volt.

Edit: habe mit das Datenblatt des D1 Mini Lite und des Reglers angeschaut. Da ist ein ME6211-33 Regler drauf, bis 3.3 Volt gibt der die Akkuspannung direkt durch, danach regelt er. Also sollte das funktionieren.“

Aber es gibt wohl Versionen mit verschiedenen Spannungsreglern drauf. Müsste man ausprobieren.

Gruß Achim

Das ist halt das Ärgerliche, nicht jeder hat einen Lipo-Lader zuhause. Aber vielkeicht sollte ich mal nach USB-1s-Ladern umschauen, das wäre ne Variante.

Es gibt auch Module womit man eine 18650 Zelle in eine 5 V Powerbank umwandeln kann.

Eltern-Kind nur eingeschränkt, ich weiß nicht ob das wirklich was für kleinere Kinder unter 12 ist. Kann man aber gut durch entspr. Uhrzeiten steuern .

Oliver

Ja, das mit den LiPo-Ladern ist ein Problem, weil man die Spezifikation des Akkus hinsichtlich des Ladestroms beachten muss.

Da könnten 18650-Akkus eine Idee sein, weil die eine eigene Elektronik haben. Und 18650-Lader scheint es ja als Chinaware günstig zu geben. Habe ich aber noch nicht benutzt. Nur so eine Idee.

Gruß Achim