Arbeitsblatt: LED-Schreibtischlampe

LED-Schreibtischlampe OPITEC-Bestellnummer 111.655, www.opitec.ch Modifiziert von Andreas Merz, Muotastrasse 9, 6440 Brunnen Ergänzende Hinweise und Schritt-für-Schrittanleitung 1. Beschrieb Diese zweckmässige und sehr dekorative Kombination aus Holz- und elektrischen Arbeiten ist an und für sich relativ einfach zu bauen, birgt aber einige Tücken in sich, an welchen sich schon erwachsene (Lehr-)Personen „die Zähne ausgebissen haben. Der Bausatz ist bestens dazu geeignet, den einfachen Stromkreislauf samt Unterbrecher mit den Kindern zu behandeln. Opitec beschreibt die Arbeit folgendermassen: „ideale Ergänzung zu unserem Büroartikelprogramm. Einfacher Stromkreislauf (auch ohne Löten möglich) mit Kippschalter. Ausführliche Anleitung mit Schablonen. Empfohlenes Alter 12 Jahre, Bauzeit 4 – 6 Stunden Da wir Lehrpersonen uns nicht immer auf solche Verkaufsargumente verlassen können, sei folgendes richtig gestellt: -2Die LED-Lampe wird bei den Kindern vermutlich Probleme erzeugen, sollte der USBSteckkontakt in Ihrer Lieferung enthalten sein! Wie man einen Vorwiderstand ohne Löten und ohne Wackelkontakt in einen „einfachen Schaltkreis einbauen kann, ist dem erfahrenen Autor und Werklehrer allerdings unerklärlich! und zum letzten Verkaufsargument des Hauses Opitec: Die Bauzeit von 4 (!) bis 6 Stunden lässt vermuten, dass hier Leute am Werk waren, welche von der heutigen, kindlichen Leistungsfähigkeit recht wenig Ahnung haben!! Nichtsdestotrotz: Mit ein paar fachlichen Verbesserungen (welche finanziell allerdings geringfügig zu Buche schlagen) lässt sich dieser Bausatz von Opitec weiterempfehlen! 2. Instrumentelle Lernziele Allgemein: feinmotorische Fertigkeiten schulen (Umgang mit Japanmesser Genaues Einmessen und Zusagen von Kanthölzern und Sperrholzplatten Einzelteile exakt verschleifen und verkleben Bohren von Löchern Weichlöten von Kabeln an Ein-Aus-Schalter, USB-Buchse, Vorwiderstand und Batteriehalter Beizen oder Bemalen eines Kleinmöbels Bautexte, -pläne und 3D-Explosionszeichnungen lesen Der Bausatz ist geeignet, den einfachen Stromkreislauf samt Unterbrecher mit den Kindern zu behandeln. 3. Allgemeines Unsere Ausführungen sind ergänzend zur Originalanleitung zu verstehen und sollen die weniger erfahrene Werklehrperson unterstützen, aber auch die Schüler vor Misserfolgen bewahren. Die wichtigsten Punkte der Opitec-Originalbauanleitung sind in den vorliegenden Bericht („gerissen) integriert, sodass nicht ständig zwei Anleitungen simultan studiert werden müssen. Erst wenn ein Schritt ganz klar ist, mit dem Bau des jeweiligen Abschnittes beginnen! Es empfiehlt sich, als Lehrperson zuerst selber ein Exemplar zu bauen. Erst so werden dem Ausbildner Schwierigkeiten bewusst, welche auch dem Schüler später Mühe bereiten werden! 4. Bau 4.0 Stückliste und Überblick Wir kontrollieren den Bausatz auf Vollständigkeit und verschaffen uns einen ersten Überblick: -2Bemerkungen zur Position 3: Scheinbar existieren bei Opitec zwei verschiedene Bausatzausführungen. Sollte die LEDLampe mit USB-Steckanschluss geliefert worden sein, empfehlen wir die zusätzliche Anschaffung einer USB-Buchse. Dadurch können die etwas heiklen Arbeitsschritte 9-12 der Originalanleitung umgangen werden. Allerdings müssen dann gewisse Anpassungen am Möbel vorgenommen werden. Sonstige Bemerkungen: Die vorliegende Werkarbeit ist zum Beizen geradezu prädestiniert! Deshalb schlägt „Basteltipps einige Änderungen vor (Seitenteile „b und „c). Unser „Büromöbel erscheint dann in etwas edlerem Gewand! Doch beginnen wir ganz von Vorne: Lag der Sendung eine LED-Lampe mit USB-Steckanschluss bei, empfiehlt „Basteltipps, die Anschaffung einer USB-Buchse. So können für die Kinder problematische Arbeitsabläufe umgangen werden. Bei Conrad electronic ) kann diese Buchse unter der Bestell-Nummer 747061 bestellt werden. Übrigens, so nebenbei als Zusatzinfo: Das LED-„Lämpchen ist gar kein eigentliches Lämpchen, sondern ein elektronisches Halbleiterelement namens Diode (LED ist – wie könnte es anders sein – eine englische Abkürzung und bedeutet „light-emitting-diode oder zu Deutsch „Licht aussendende Diode). Fliesst durch diese Diode Strom in ihrer Durchlassrichtung, bringt das die Diode zum Leuchten (je nach Wellenlänge Licht in verschiedenen Farben). Wegen der Durchlassrichtung spielt die richtige Verpolung eine wichtige Rolle! Und weil unser Batteriestrom viel zu hoch wäre (ein kurzes Aufleuchten mit anschliessen- -3dem Totalschaden der LED wäre die Folge), muss unbedingt der Vorwiderstand eingelötet werden. Das alles wird unsere Kinder wohl kaum interessieren; Hauptsache, das Ding leuchtet! Als Lehrperson ist es jedoch von Vorteil, einen wenigstens kleinen Wissensvorsprung zu haben Für interessierte Kolleginnen und Kollegen seien deshalb die auf Seite 12 aufgeführten Links empfohlen. 4.1 Übertragen der Masse Die vorgeschlagene Lösung befriedigt nicht ganz, da die Holzfaserung bei (b) und (c) nicht gleich verläuft! Im Übrigen ist in der Seitenansicht der Boden sichtbar (Grundplatte a). Wir machen die Grundplatte deshalb um 2x5 mm schmaler, dafür die Seitenteile um 5 mm höher! Im Anhang zu diesem Bericht wurden die entsprechenden Schneidepläne in überarbeiteter Form nochmals neu gezeichnet. 4.2 Das Aussägen der Teile Wir empfehlen, nicht alles auf einmal einzumessen und zu sägen! Die vielen Einzelteile würden die Kinder verwirren und kleinere Teile bestimmt verlegt oder gar verloren werden! Deshalb: Schritt für Schritt die entsprechenden Teile zusägen und gleich einbauen! Dieses Vorgehen hat auch den Vorteil, dass die Dekupier- und Präzisions-Gehrungssägen nicht von allen Schülern gleichzeitig beansprucht werden! Wir beginnen mit der Grundplatte und den beiden Seitenteilen! Als erstes bekleben wir die Sperrholzplatte auf einer Seite mit Maler-Abdeckband und schneiden dieses den Plattenkonturen entlang exakt weg (Platte umdrehen!). -4Wir werden später die Schablonen der schwierigeren Formen direkt auf das Abdeckband kleben und die beiden Seitenteile zudem in einem Arbeitsgang aussägen. Das Malerabdeckband ermöglicht es, dass wir die aufgeklebten Schablonen- und die zusammengeklebten Holzteile nach dem Aussägen wieder problemlos vom Holz, bzw. die verklebten Holzplatten wieder voneinander lösen können! Die Grundplatte (a) wird mit den geänderten Massen mittels Massstab, Bleistift, Schreineroder Anschlagwinkel direkt auf das Klebband der Holzplatte eingemessen und –gezeichnet. Sodann kann die Platte mit der Hand- oder elektrischen Laubsäge herausgetrennt werden. Die Bilder nachfolgenden Bilder veranschaulichen dies: Methodischer Hinweis: Erfahrungsgemäss bekunden viele Kinder motorisch Mühe im Umgang mit der Laubsäge und es fällt ihnen schwer, eine Gerade linientreu auszusägen. Hier kann womöglich ein kleiner Trick helfen: Sämtliche Schnitt- bzw. Sägekanten werden mittels grossem, geschärftem Japanmesser (ein Klingenteil abbrechen!) sowie Stahlschiene mehrfach „angeritzt. Diese eingeschnittene Furche (je tiefer, desto besser) hilft den Kindern, das Laubsägeblatt korrekter zu führen. Vorsicht: Wenig Fingerdruck auf das Messer, viel Druck auf die Stahlschiene! Verletzungsgefahr! Das ausgesägte Teil wird beim einen oder anderen Kind wohl trotzdem noch mit der Telleroder Bandschleifmaschine korrigiert werden müssen! Als nächstes sind die Seitenteile und an der Reihe: Die exakt ausgeschnittene Papiervorlage wird in die der Bodenplatte diagonal gegenüberliegende Ecke geklebt. Die Ränder müssen genau auf den Holzrand ausgerichtet sein! Nach der oben beschriebenen Methode sägen wir nun die zwei Rechtecke 75 mm 150 mm aus. Eines davon mit aufgeklebter Vorlage, das andere leer. Hinweis: die schräg verlaufenden Kanten in der Abbildung sind auf optische Verzerrungen zurückzuführen (Nahaufnahme)! -5Als nächsten Arbeitsschritt versehen wir das Brettchen mit der aufgeklebten Vorlage rückseitig ebenfalls mit Maler-Abdeckband und schneiden überstehendes Band wie schon beschrieben ab. Nun werden ca. fünf Klebstoff-Tupfer auf die beiden Klebbandseiten angegeben (Kontaktkleber verwenden, das geht schneller). Nachdem der Klebstoff abgelüftet (eingetrocknet) ist, werden die beiden Teile – exakt ausgerichtet aufeinander gelegt und im Schraubstock kurz angepresst. In einem Arbeitszug werden nun die Teile ausgesägt. Wird von Hand gesägt, müssen die Kinder angehalten werden, den Laubsägebogen unbedingt senkrecht zu halten (Laubsägebogen liegt am Oberarm an!). Es entstehen zwei völlig identische Seitenteile! Kinder, welche mit der Laubsäge auf Kriegsfuss stehen, halten wir an, etwas ausserhalb der vorgegebenen Linie zu sägen und mittels Feile und Schleifpapier die genaue Form herauszuarbeiten. Abb. links: Am besten gehts mit der Dekupiersäge! Langsam sägen, kein starker Vorschub! Abb. Mitte: Mit der Halbrundfeile wird der geschwungene Bogen in die Endform gefeilt. Konkave Formen mit der runden Seite der Feile bearbeiten, konvexe mit der flachen Seite! Abb. rechts: Mittels Japanmesser und Schraubendreher werden die beiden Teile vorsichtig voneinander gelöst und anschliessend die Klebebänder samt Papiervorlage entfernt. Jetzt sind die ersten Teile zum Verleimen bereit. Methodische Hinweise: Das vorliegende Kleinmöbel muss aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt und verklebt werden. Erfahrungsgemäss ist es für viele SchülerInnen selbst noch in der 5. und 6. Klasse schwierig, Teile rechtwinklig und lotrecht zusammenzufügen. Auch stellt der Autor immer wieder fest, dass der richtige Umgang mit Schraubzwingen den Kindern enorm Mühe bereitet. Anstelle des üblicherweise verwendeten Weissleims (Holzleim) wird deshalb vorgeschlagen, ausnahmsweise mit Kontaktklebern zu arbeiten. Es existieren auf dem Markt unzählige Fabrikate (z.B. UHU power, UHU Kraftkleber, UHU Kontaktkraftkleber, usw.). Noch rascher würden die Arbeiten natürlich mit Sekundenkleber abgewickelt. Aus Sicherheitsund Kostengründen wird jedoch davon dringend abgeraten! -6Kontaktkleber werden auf beide Seiten der zu verklebenden Stelle sparsam aufgetragen. Dann wird gewartet, bis der Klebstoff abgelüftet („angetrocknet) ist. Dies dauert je nach Fabrikat und der Menge des aufgetragenen Klebstoffes ca. 5 bis 15 Minuten. Alsdann können die Teile zusammengefügt werden und halten sofort. Der Vorteil liegt darin, dass der Pressdruck und nicht die Pressdauer für die Qualität der Verbindung massgebend ist. Unter Umständen kann deshalb sogar gänzlich auf Schraubzwingen verzichtet werden. Wenn solche nötig sind, dann nur, um kurzzeitig den Anpressdruck zu erzeugen. Der Nachteil von Kontaktklebern liegt darin, dass sich einmal zusammengefügte Teile kaum mehr korrigieren lassen. In Anbetracht der kleinen Teile der vorliegenden Arbeit ist dies aber durchaus machbar. Die Kinder sind unbedingt anzuhalten, die vom Hersteller angegebenen Ablüft-Zeiten einzuhalten! Wartezeiten werden einfach überbrückt, indem der nächste Arbeitsgang in Angriff genommen wird. Der Autor empfiehlt die Leimsorte „UHU power. Dieser Klebstoff ist Gel-artig, läuft und tropft also nicht. Exemplarisch werden die ersten Klebungen etwas detaillierter und mit entsprechenden Tipps geschildert. 4.3 Das Verkleben der Seitenteile mit der Grundplatte 4.4 Das Verkleben der Rückwand Aus einer der Leisten längen wir ein Stück von 80 mm ab. Wir benutzen dazu die Präzisions-Gehrungssäge, falls vorhanden. Den Restteil der Leiste beschriften wir mit den Buchstaben „l und „g (besagte Teile werden später ebenfalls von dieser Leiste weggesägt). Das Teil an entsprechender Stelle hinstellen und die Position auf der Bodenplatte- und der einen Seitenwand markieren. Sodann beidseitig Klebstoff auftragen, warten, fest andrücken, fertig! -74.5 Das Verkleben der Zwischen- und Aufbauwand Von einer weiteren Leiste längen wir das Teil „i ab. Den Rest dieser Leiste wird mit „j k beschriftet (besagte Teile werden später ebenfalls von dieser Leiste weggesägt). Aus einer dritten Leiste stellen wir das Teil „m her und beschriften den Rest mit „h. Auch hier benutzen wir die Präzisions-Gehrungssäge zum Ablängen und Kontaktkleber zum Verkleben wie eingangs beschrieben. Damit der Klebstoff auf der Grundplatte richtig angegeben wird, markiert man die Lage von und auf der Bodenplatte: 4.6 Das Herstellen und Verkleben des Einlegebodens (d) und des Frontteils (n) Nachdem die 1:1-Schablone den äusseren Umrissen entlang ausgeschnitten und gemäss Schneideplan auf das Holzbrettchen geklebt worden ist, wird nun auch der Einlegeboden (d) ausgesägt. Eventuell. muss er geringfügig in seiner Länge zurückgeschliffen werden, bis er ohne „Gezwänge zwischen die beiden Seitenteile passt, und damit problemlos eingeklebt werden kann. An entsprechenden Stellen werden Schraubzwingen angebracht und kurzzeitig angezogen, damit die Kontaktklebestellen aufeinander gepresst werden. Im gleichen Zuge wird die vordere Blende (n) auch gleich hergestellt und angeleimt. Opitec sieht das zwar erst später vor, es gibt aber keinen Grund dafür, dies nicht jetzt schon zu bewerkstelligen. -8Hier wird ähnlich wie bei den Brettchen vorgegangen: Die vierte Leiste wird mit Abdeckband versehen, die exakt ausgeschnittene 1:1-Papierschablone mit Klebestift aufgezogen, das Brettchen mit der Gehrungssäge abgelängt und der Rundbogen schliesslich ausgesägt (Laub- oder Dekupiersäge). Spätestens jetzt muss sich die Lehrperson entscheiden, ob sie nach a) der Opitec-Anleitung vorgehen will oder ob b) nach „Basteltipps (Änderungen im Bereich der LED-Lampe) gearbeitet wird. a): Gemäss der Originalanleitung von Opitec, S. 2, Schritt 7 weiterfahren! b): Die modifizierten 1:1 Schablonen von Basteltipps verwenden! Da eine USB-Buchse verwendet wird, ergeben sich gewisse Änderungen im Aufbau des Kleinmöbels! Die nachfolgenden Beschriebe beziehen sich auf die Variante von „Basteltipps! 4.7 Die Zwischenwände „g, „j, „k und „l Wird die vorgeschlagene Lösung mit der USB-Buchse gewählt, resultieren daraus diverse Änderungen im Einlegeboden e: Die Zwischenwand wird durchgehend gezogen (110 mm). Die Trennwand wird um die Hälfte auf 25 mm gekürzt. Die seitliche Abstützung wird auf ca. 47 mm verkürzt. Die Rückwand erfährt hingegen keine Veränderung. -9Im bereits beschriebenen Verfahren kleben wir die vier Wände auf den ersten Zwischenboden, wobei wahlweise auch ans Ende von verschoben werden kann (siehe Abbildung links). 4.8 Die Herstellung des Einlegebodens (e) Wird die vorgeschlagene Lösung mit der USB-Buchse gewählt, resultieren daraus ebenfalls diverse Änderungen im Einlegeboden e: Die Aussparung für die Lampendurchführung wird leicht seitwärts verschoben. Die Bohrung für den Schalter wird nach vorne gerückt. Die entsprechende Papierschablone wird exakt den Rändern entlang ausgeschnitten und gemäss Schneideplan auf den Rest des Brettchens geklebt (Klebestift). Sodann werden sämtliche Bohrungen vorgestochen und die Löcher gebohrt. Die Bohrung Ø 6 mm für die LED-Lampe muss gegen den Rand hin (schraffierte Fläche) noch aufgesägt werden. Da die LED ihren USB-Anschluss beibehält, könnte sie sonst später nicht mehr eingeführt werden. Methodischer Hinweis: Mit der Klasse bohren wir in drei Arbeitsgängen: alle Schüler bohren zuerst die 10mm-Löcher, dann die 8mm und zuletzt noch die 6 mm-Bohrungen. So vermeiden wir ein ständiges Wechseln der Bohreinsätze. Am Schluss können die Löcher noch mit einem Senkkopf entgratet werden. Nachdem auch die beiden Sägeschnitte bei der 6mm-Bohrung getätigt worden sind, kann jetzt die Papiervorlage samt Klebband abgelöst werden. Methodischer Hinweis: Soll das Möbel bemalt, gebeizt oder lackiert werden, sollte dies beim Einlegeboden jetzt erfolgen! Der EinAus-Schalter sowie der Schwenk-Arm der LED würde dies später erschweren! Wer zuerst das ganze Möbel zusammenbauen möchte, muss später den LED-Arm und den Kippschalter ev. abdecken. 10 4.9 Der Einbau der elektrischen Elemente a) USB-Anschluss Die Belegung der Steckkontakte sieht folgendermassen aus: Für uns sind nur die beiden äussersten Steckkontakte von Bedeutung. Da die Leuchtdiode den Strom nur in einer Richtung durchlässt, dürfen die beiden Pole jedoch nicht vertauscht werden. Die LED würde sonst nicht brennen! Am besten steckt man Stecker und Buchse zusammen und markiert den Plus- und Minuspol mit einem Filzschreiber auf der Buchse. Methodischer Hinweis: Wir kommen nicht darum herum, 5 Punktlötungen mit den Kindern vorzunehmen. Für die Schüler also eine Chance, dieses Handwerk wenigstens rudimentär zu erlernen! Haben die Kinder keine Löterfahrung, sind Vorübungen im Verzinnen von Litzen und Kabeln, im Zusammenlöten von zwei Kabeln usw. empfehlenswert. Für Kolleginnen und Kollegen, welche dieses Thema vertieft anwenden wollen, sind im Anhang mehrere Arbeitsunterlagen beigefügt. Mit dem Arbeitsblatt „Lötdiplom hat der Autor gute Erfahrungen gemacht: Vorübungen, theoretische Grundkenntnisse und die eigentlichen Lötschritte der vorliegenden Arbeit sind darin aufgeführt und können einzeln „bewertet werden. Die Lötarbeiten sollten mit einem 15 – 30 Lötkolben mit feiner Spitze vorgenommen werden. Grössere Kolben mit 60 100 Watt sind eher weniger geeignet, da sie zu grob sind. Als Röhrenlot eignen sich 1,0 bis 1,5 mm Drähte. Abbildung: Glücklich darf sich schätzen, wer einen kugelschreibergrossen Lötkolben mit USB-Anschluss samt LED-Beleuchtung besitzt. Die eigentlichen Lötarbeiten erfolgen ausserhalb des Möbels und die Elektrik wird später gesamthaft eingebaut. 11 b) Kippschalter Die Anschlüsse werden an die mittlere und an eine beliebige äussere Lötfahne angebracht. Je nach Wahl derselben hat dann der Kippschalter zwei AUS-Positionen und eine EIN-Position. Durch Überbrücken der beiden äusseren Anschlüsse erreicht man, dass der Kipphebel zwei EINStellungen hat (entweder nach links oder rechts umgelegt) und eine AUS-Position (Kipphebel in Mittelstellung). Nachdem die Lötarbeiten erfolgt sind, wird der Widerstand sorgfältig dem Steckanschluss entlang abgebogen. Die Buchse, der Stecker (vorher reinigen, bzw. mit Aceton entfetten!) und die entsprechende Stelle auf dem Zwischenboden werden mit genügend Klebstoff versehen. Es lohnt sich, diesen etwas dicker aufzutragen. Die Ablüftzeit ist dann natürlich entsprechend länger (mind. 15-30 Minuten warten). Dann wird die Steckereinheit auf den Boden gedrückt und mit einer Schraubzwinge gesichert (Schraubzwinge vorsichtig anziehen, damit der Stecker nicht beschädigt wird!). Es lohnt sich, wenn nun bis zur restlosen Abhärtung des Klebstoffes zugewartet wird. Während der Wartezeit kann z.B. der Zwischenboden bemalt oder gebeizt, oder das Möbel feingeschliffen und tiefgrundiert werden. Übrigens: auf die mitgelieferte Nagelschelle darf getrost verzichtet werden. Der von „Basteltipps vorgeschlagene Kontaktkleber hält bombensicher! Nach dem Einbau des Kippschalters können der letzte Zwischenboden und die Rückwand „h (L 110 mm) aufgeklebt werden. Auch hier sichern wir bis zur Erhärtung des Klebstoffes mit Schraubzwingen: 12 Eine optionale Möglichkeit ergäbe sich darin, die rückseitige Öffnung des Batteriebehälters mit einem Deckelchen zu versehen. Abschliessend noch etwas zur farblichen Gestaltung: Das vorliegende Exempel wurde im „Metallic-Look (sog. Hammerschlag) gespritzt. Ebenso denkbar ist es, das Möbel zu beizen (die Holzmaserung bleibt dann erhalten) oder eben simpel und konventionell von Hand zu bemalen. Auch wäre es durchaus reizvoll, die Sperrholzteile in natura zu belassen und allenfalls lediglich zu lackieren oder einzuwachsen. Hier entscheiden schlussendlich alleine die Ansicht der Lehrperson (oder die der Kinder) und der Wille, einen gewissen Mehraufwand in Kauf zu nehmen. Soll das Möbel gebeizt werden, wird der/die Leserin mit dem folgenden Link auf eine Seite von „Basteltipp geführt, auf welcher das korrekte Beizen näher erläutert wird: Wer sich eher für die Farbgebung durch Spraydosen begeistern lassen möchte, dem sei folgender Link empfohlen (Seite 5 des Artikels): fachliche Überhöhung LP: Widerstandscode entschlüsseln: LED: November 2011 by himself