Les 3 - Magisch staafje: systeemproces, sensoren en actuatoren

• Techniek
• Voortgezet speciaal onderwijs
• Leerroute 1

Magisch staafje, energie en energiebronnen, opslaan en omzetten

1. Ik benoem welke soorten energie er zijn en hoe energie omgezet en opgeslagen wordt.    

2. Ik weet hoe een systeem werkt, welke informatie het nodig heeft en wat sensoren en actuatoren zijn.  

3. Ik maak een houtenbakje met een uitschuifbaar bouwpaneel en een afneembare deksel. 

1. Instructie: informatie, systeemproces, sensoren & actuatoren. 

1. Vorige les quiz
   
2. Magisch staafje (LET OP: stap 15 doe je pas na stap 25!)

Ruim op en maak schoon

Hoe werkt een systeem en het proces daarvan? Wat is een sensor en actuator? Geef een voorbeeld. 

Een taxibusje zet chemische energie (brandstof) om in..

1. Beweging en licht
2. Warmte
3. Remmen
4. Beweging, licht en warmte

Wat voor soort energie heeft de snoepautomaat nodig?

1. Stralingsenergie
2. Windenergie
3. Chemische energie
4. Elektrische energie

Wat voor soort energie gebruikt een waxinelichtje?

1. Stralingsenergie
2. Windenergie
3. Chemische energie
4. Elektrische energie

Door de zonnepanelen wordt de pomp aangezet en er water in de bak van de koeien gepompt zodat ze kunnen drinken.
Door welke energiesoort wordt dit systeem aangezet?

1. Stralingsenergie
2. Windenergie
3. Chemische energie
4. Elektrische energie

Wat is een energiebron?

Aan de propeller zit een elastiek. Als je de propeller opwindt, span je het elastiek. Als het gespannen is laat je het los.
Wat is de energiebron van het vliegtuigje?

1. De propeller
2. Het vliegtuigje
3. Het gespannen elastiek
4. De hand die de propeller 'opwindt'

Instructie: Informatie

Een technisch systeem heeft informatie nodig en zet informatie om. 

Behalve energie heeft een systeem ook informatie nodig om te kunnen werken. 

Een technisch systeem kan informatie omzetten in een andere vorm van informatie. Dit gebeurd met geluid, letters, cijfers, symbolen etc. 

Vraag voor leerlingen: 

• Welke informatie krijg je op dit perron?
• Wat voor systemen worden hiervoor gebruikt?  

Systeemproces

Input > proces > output

Input en output:

• Materie (materialen)
• Energie
• Informatie

Handmatig, machinaal of automatisch/robot

Deelsystemen

Naast dat er informatie in een systeem en er vervolgens informatie uit een systeem gaat, gaat er ook energie en vaak ook materie in en uit. Dit noem je een (productie)proces. Bij productie heb je altijd: input (in) > proces (verwerking) > output (uit). 

Alles wat je in een apparaat stopt (materie, energie, informatie) noem je input.

Alle handelingen samen in een systeem noem je een proces. Dit kan gaan om een verwerking van de informatie of het maken van een product. Dit kan met de hand, met een machine of automatisch (robot) gedaan worden. Meestal gebeurt er in een systeem iets met de materie (materialen), bv. koffiezetapparaat. 

Alles wat uit een apparaat kom (materie, energie, informatie) noem je output.

Veel systemen bestaan uit deelsystemen. Er zitten dan meerdere systemen in het zelfde product/apparaat. Samen werkt het gehele product/apparaat. Denk aan een auto, de snoepautomaat, een oven. 

Wat is de input, proces en output bij een snoepautomaat? 

Naast dat er informatie in een systeem en er vervolgens informatie uit een systeem gaat, gaat er ook energie en vaak ook materie in en uit. Dit noem je een (productie)proces. Bij productie heb je altijd: input (in) > proces (verwerking) > output (uit). 

Alles wat je in een apparaat stopt (materie, energie, informatie) noem je input.

Alle handelingen samen in een systeem noem je een proces. Dit kan gaan om een verwerking van de informatie of het maken van een product. Dit kan met de hand, met een machine of automatisch (robot) gedaan worden. Meestal gebeurt er in een systeem iets met de materie (materialen), bv. koffiezetapparaat. 

Alles wat uit een apparaat kom (materie, energie, informatie) noem je output.

Veel systemen bestaan uit deelsystemen. Er zitten dan meerdere systemen in het zelfde product/apparaat. Samen werkt het gehele product/apparaat. Denk aan een auto, de snoepautomaat, een oven. 

Vraag voor leerlingen: 

Wat is de input, proces en output bij een snoepautomaat? 

Sensoren & actuatoren

'Zintuigen'

• Input: microfoon, LDR, TDR, MDR
• Output: lampjes/led, luidspreker, elektromotor, warmte-element

Welke sensoren en actuatoren zitten er in het werkstuk Magisch staafje?

En wat is de functie van deze sensoren?

Extra: video

Video Sensoren (het Klokhuis). Kijken tot 4:35 min. 

Systemen kunnen ook 'zintuigen' hebben die het productieproces aansturen of in werking zetten. Je noemt dit sensoren. Sensoren zorgen voor informatie bij de input. Voorbeelden:

• microfoon= levert een klein beetje stroom als er bewegende lucht (trillingen geluid) tegenaan komt. 
• LDR = Light Dependent Resistor, licht afhankelijke weerstand. Dit is een soort oog die kan meten of er weinig of veel licht is. Als de hoeveelheid licht wijzigt, verandert de weerstand. In het werkstuk zit een LDR. 
• TDR = Temprature Dependent Resistor, temperatuurafhankelijke weerstand. De weerstand veranderd als de temperatuur hoger of lager is. Wordt bijv. gebruikt in een koelkast. 
• MDR= Moisture Dependent Resisitor, vochtafhankelijke weerstand. De weerstand verandert als het meer of minder vochtig is. Word bijv. gebruikt om de ruitenwissers in een auto automatisch te laten werken als het regent. 

Elk systeem heeft ook een output, anders zou het systeem geen zin hebben. Bij een verkeerslicht is de output een rood, oranje en groen licht, en soms ook een zoemer. Output-onderdelen zijn ook een soort van sensoren, deze noem je alleen actuatoren. Voorbeelden:

• lampjes/led= Light Emitting Diodes, Lichtgevende diodes. Worden gebruikt als kleine lampjes in apparaten. 
• luidspreker = zet elektriciteit om in beweging, namelijk geluidstrillingen. 
• elektromotor = met behulp van een elektromotor kun je elektriciteit omzetten in een draaiende beweging. 
• warmte-element = zet elektriciteit om in warmte. Als er stroom door dit element loopt wordt het warm. Denk aan de frituurpan, waterkoker, föhn, afwasmachine. 

Goed om te weten: sensoren en actuatoren bestaan in veel verschillende soorten en maten. 

Vraag voor leerlingen: 

• Welke sensoren en actuatoren zitten er in het werkstuk Magisch staafje? 
• En wat is de functie van deze sensoren?

Opdracht: magisch staafje

Maak een magisch staafje door een elektrische schakeling met verschillende componenten. PvE:

• Er is een elektrisch schema gemaakt met een LDR die reageert op licht. 
• De LED is een creatief werkstuk verwerkt. 

PvE = Plan van Eisen. Oftewel waaraan moet het werkstuk voldoen.