Auch Mädchen haben Spaß am Elektronik-Basteln. Für unsere Mädchengruppe haben wir ein paar interessante Anfängerprojekte entwickelt. Wir basteln dabei viel mit Leuchtdioden. Hier gibt es viele Möglichkeiten für ansprechende Basteleien. Die Projekte sind geeignete für Kinder ab ca. 11 Jahren. 

Wie fangen wir an? Als Erstes basteln wir einen farbigen Regenbogen. Danach folgen die Basteleien wie Lichtbaum, Zahnbürsten-Robby, LED-Männchen, Drahtturm, Schmuck aus Widerständen, Spinne, Heißer Draht und der kleine Robby. 

Viele  Bausätze können wir selber zusammenstellen. Einfacher ist es, wenn wir auf fertige Bausätze von z.B. Lieferanten für Lehrmittelbedarf zurück greifen.  Etwas Unterricht darf nicht fehlen. Die Mädels lernen im ersten Jahr die verwendeten Bauteile kennen und können mit dem Ohmmeter Widerstände selber messen, wissen aber auch was Strom und Spannung sind und wie man das misst. Nach diesen Anfängen machen wir das gleiche Programm wie bei den Jungs. Wir bauen Roboter und programmieren in "C".

Eine lustige Bastelei, die etwas Fingerfertigkeit verlangt. Von der Zahnbürste verwenden wir nur das vordere Stück. Mit etwas Heißkleber kleben wir den kleinen Vibrationsmotor auf. Ein kleiner Schiebeschalter wird daneben ebenfalls mit Heißkleber befestigt. Als Batterien dient eine Knopfzelle. Die Anschlüsse mit der Knopfzelle zusammen umwickeln wir mit Klebeband und befestigen das kleine Päckchen ebenfalls mit Heißkleber auf der Zahnbürste. Jetzt noch verdrahten und los geht es. Wenn die Zahnbürsten leicht umfallen, kann man einen stabilen Draht als Stütze zwischen die Borsten der Bürste kleben. Wir können herrlich damit spielen und z.B. ein kleines Rennen veranstalten.

Ein Namensschild aus Leuchtdioden sieht gut und macht sich auch gut im Kinderzimmer. Die Schaltung ist ganz einfach: Alle Led´s eines Buchstaben werden parallel geschaltet und über einen Vorwiderstand an 9V angeschlossen. Den Vorwiderstand berechnen für die ca. 8-11 LEDs pro Buchstaben und gehen dabei von ca. 10mA pro LED aus. Wir nehmen helle 3 mm LED´s. Die Buchstaben werde zuerst auf kariertes Papier gezeichnet. Wir nehmen 5 Zeilen für die Höhe und die Breite richtet sich nach den Buchstaben. Einfach etwas probieren, was gut aussieht. Die Punkte, wo die LED´s hinkommen, werden danach mit Pauspapier auf das 4mm-Sperrholz übertragen. Das Sperrholbrettchen mit den LEDs leimen wir dann mit einem passenden 10mm-Holzbrettchen zusammen, so dass unser Schild nicht umfällt. Das wars schon. Ein Anfängerprojekt, dass nicht viel kostet und Spaß macht. 

Der Bürstenrobby ist ein Bausatz von einer Lehrmittelfirma. Er ist sehr günstig und es lohnt kaum, des Bausatz selber zusammen zu stellen. Im Prinzip ganz einfach. Man nehme eine Holzbürste und kleben (Heißkleber) einen Vibrationsmotor und einen Schalter auf. Als Batterie nehmen wir eine Mignonzelle (AA) in einem passenden Halter.  Dann noch verdrahten und schon kann der Spaß losgehen. Es ist lustig, wenn sich mehrere Bürstenrobby gleichzeitig über den Tisch bewegen und sich dabei gegenseitig anschubsen.

Die Spinne ist ein Bausatz von einer Lehrmittelfirma. Er ist sehr günstig und es lohnt kaum, des Bausatz selber zusammen zu stellen. Die beigefügte Beschreibung ist sehr gut und die Kinder kommen normalerweise mit ein wenig Anleitung gut damit klar. Die Spinne bewegt sich mittels eines Vibrationsmotors und dabei leuchten auch die roten Augen. Witzig, wenn die Tierchen über den Tisch "krabbeln".

Die Orgel ist ein Bausatz von einer Lehrmittelfirma. Er ist sehr günstig und es lohnt kaum, des Bausatz selber zusammen zu stellen. Die beigefügte Beschreibung ist sehr gut und die Kinder kommen normalerweise mit ein wenig Anleitung gut damit klar. Mit den Acht Tasten kann man schon ein richtiges Lied spielen. Voraussetzung ist, die kleine Orgel wird richtig gestimmt. Ein Projekt, dass den Mädchen viel Spaß macht.

Der Lichtbogen ist ein Bausatz von einer Lehrmittelfirma. Er ist sehr günstig und es lohnt kaum, des Bausatz selber zusammen zu stellen. Die beigefügte Beschreibung ist sehr gut und die Kinder kommen normalerweise mit ein wenig Anleitung gut damit klar. Zwei Regenbogen-LEDs wechseln ihre Farben. Das sieht wunderschön aus, vor Allem wenn es dunkel ist. Mit LEDs in Verbindung mit Acryl-Platten bieten sich noch andere Basteleien an, z.B. die Lichttafel. Die LEDs leuchten dabei das Plastikstück von der Seite an. Man kann die Platte oder den Bogen leicht anschleifen, dann streut das Licht sehr schön. Oder man befestigt ein Bild auf einer Transparent-Folie vor dem Acryl-Glas. Auch das hat seinen Reiz. Man kann anstelle von einzelnen LEDs auch Lichtstreifen (LED-Stripes) nehmen. Mittels eines günstigen Controllers lassen sich ferngesteuert die Farben wechseln. Siehe dazu auch das Projekt "LED-Stripes".

LED-Streifen (stripes) laden zum Basteln ein. RGB-Stripes haben 4 Anschlüsse, +12V, Rot, Grün und Blau. Die Ansteuerung erfolgt mittels eines mitgelieferten Controllers und einer kleine  infrarot-Fernsteuerrung. LED-Stripes gibt es günstig zu kaufen.  Man kann damit das Zimmer verschönern, als Partybeleuchtung verwenden, eine Lampe daraus bauen oder als Hintergrund für einen Bilderrahmen verwenden. Man kann die Streifen auch von einem Mikrocontroller steuern lassen und z.B. eine Mikrofon gesteuerte Disco-Beleuchtung bauen. Im Internet finden sich viele Basteleien mit den Stripes.  
Es gibt auch LED-Stripes, bei denen die LEDs einzeln steuerbar sind. Damit lassen sich wunderbare Effekte wie ein Lauflicht bauen. Leider sind dies etwas teuer, aber sicher auch ein dankbares Bastelprojekt 

Es gibt ein großes Angebot an fertigen Bausätzen bei verschiedenen Elektronik-Anbietern. Das erspart uns viel Arbeit. Der Nachteil ist allerdings, dass die Kinder viel zu schnell damit fertig werden und dann wird es irgendwann doch ziemlich teuer. Als nette Abwechslung sollten unsere Kinder aber schon mal einen solchen Bausatz zusammen löten. Natürlich können wir die Platinen auch selber ätzen, vielleicht sogar mit den Kindern zusammen. Das ist kein Problem, allerdings müssen wir  auf die Sicherheit achten, also Handschuhe und Schutzbrille tragen.
Das Atom ist eine nette kleine Schaltung mit Transistoren, die in einem bestimmten Rhythmus blinkt. Für Anfänger gut geeignet.

Mit abisolierten Kupferdraht (1,5 mm²) kann man nette Sachen basteln. Z.B. auch einen Turm bauen. Natürlich muss er dann auch beleuchtet werden. Dafür eignen sich bunte LEDs oder Blink-LEDs. Oder wir bauen eine Blinkschaltung. Die Kinder lernen dabei das Löten und biegen von  Drähten. Wir geben dabei keine Vorlage sondern lassen die Kinder ihre eigene Ideen verwirklichen. "Baut einen Turm aus Draht" reicht als Vorgabe aus. Wenn jemand etwas anderes Löten will, auch kein Problem. Toll, wann dann alles so entsteht und die Kinder haben viel Freude daran. 

Mit Lichtfasern kann man schöne Dinge machen. Diesmal basteln wir eine Lichtblume. Wir schneiden viele dieser Fasern in gleicher Länge ab (ca. 15cm oder etwas länger). Die Fasern werden an einem Ende mit Klebeband umwickelt. Wir nehmen eine passende "Vase", das kann auch ein Holzklotz sein, und bohren ein 5mm-Loch durch diesen Gegenstand. Von der einen Seite stecken wir eine Farbwechsel-LED in das Loch und von der anderen Seite unsere "Blume". Dann noch anschliessen und mit einem kleinen Schiebeschalter versehen. Achtung: Farbwechsel-Leds benötigen i.d.R 3,5 V Versorgungsspannung, also Vorwiderstand nicht vergessen, wenn wir eine 9V-Batterie verwenden.

Motivation und Kreativität

Wir brauchen motivierten und auch kreativen Nachwuchs. Die Kinder und Jugendlichen sollen ja stark motiviert sein, die „Lizenz“ zu machen und mit Begeisterung  ihr tolles Hobby ausüben. Wie erreichen wir das?

Anhand des Projektes „Wir bauen einen Roboter“ soll das dargestellt werden.Roboter bauen wir mit Kindern ab ca. 12- 13 Jahren. Oft wird ein vorgegebenes Muster einfach nur nachgebaut und später programmiert.  Dann bekommen die Kinder  auch noch fertige Programme. Das geht auch anders.  Bei uns bekommen die Kinder individuell  so viel vorgegeben wie unbedingt notwendig. Der Rest bleibt der eigenen Fantasie überlassen. So können Form, Aussehen und viele Funktionen selbst festgelegt werden. Wir beginnen mit einer Diskussion, wie ein fahrbarer Roboter aussehen kann und was er später alles können soll.  Die Kinder bekommen dann Sperrholzabschnitte, aus denen sie ihren persönlichen Roboter aussägen. Der Robby kann rund sein, eckig oder oval und ein- oder zweistöckig  gebaut werden. Vorgegeben sind die Motoren und Räder, die maximale Größe, und die Elektronik mit Mikrocontroller und Steuerung.  Erstaunlich, was jetzt dabei alles so entstehen kann! Natürlich kommt es auch zu Problemen. Aber die lassen sich lösen. Und es ist doch so, dass wir am besten aus Misserfolgen lernen! Auch beim Programmieren bekommt unser Nachwuchs das vorgegeben, was unbedingt notwendig ist. Wir beginnen mit einem einfachen Fahrprogramm. Die Kinder sollen dann die Software modifizieren. Wir programmieren einen Kreis. Kann der Robby auch eine „8“ fahren? Später kommt Modul für Modul hinzu. Die Kinder dürfen auch hier aussuchen, was sie realisieren möchten. Wichtig ist die Infrarot-Fernsteuerung. Möglich sind Entfernungsmesser mit Ultraschall, viele Leuchtdioden,  Sirene, Kontaktschalter, IR-Sensoren, Temperaturmesser usw.

Es kommt zu erstaunlich kreativen Ideen. Bei  uns hat ein Kind einen (ungefährlichen)  Schocker mit Hochspannung eingebaut, ein anderes Kind einen Melodienspieler mit Verstärker und es gibt einen Robby mit einer bunten Lichterkette. Auch die Farbgestaltung ist sehr unterschiedlich. Wichtig ist, alle Ideen ernst zu nehmen und gemeinsam eine Lösung zu finden. Die Betreuer leisten Hilfestellung, nehmen den Kindern aber nicht die Arbeit ab. So kann man unseren Nachwuchs wochenlang beschäftigen ohne dass es ihnen langweilig wird. Die Kinder holen sich das Werkzeug selbstständig und wissen, wo sie das Material finden. Das nach dem Basteln wieder aufgeräumt wird, versteht sich von selbst und klappt in der Regel auch sehr gut. Ist diese Vorgehensweise aufwendiger und betreuungsintensiver als das übliche Nachbauen? Anfangs sicherlich.  Nach einiger Zeit werden die Betreuer aber entlastet, da die Kinder vieles selbstständig können. Wir sind nur noch Helfer bei Problemen und geben Tipps und praktische Ratschläge.

Auf den Bildern kann man die unterschiedlichen Ausführungen erkenne. Stolz präsentieren die Kinder "ihren" Robby.

Die Endstufe leistet 300 Watt in SSB bei ca. 3,5 Watt Ansteuerung.
Dabei ist sie geschützt gegen zu hohes SWR, gegen zu hohen Strom und bei
Übertemperatur. Damit sollte auch beim anspruchsvollen Contestbetrieb nichts passieren. . Der Kühlkörper ist etwas überdimensioniert, so werden aber keine Lüfter benötigt, d.h. die PA arbeit lautlos!!!
Auf dem Controllerboard befindet sich ein Atmega-Prozessor der in C programmiert ist (Arduino-Welt). Die Werte werden auf einem Grafikdisplay dargestellt.

Eine Baubeschreibung gibt es hierfür nicht. Auch Leiterplatten sind nicht lieferbar. 
Das Projekt soll Jugendliche motivieren sich mit dem Thema auseinanderzusetzen. Dadurch entsteht eine hohe Motivation die PA auch betreiben zu dürfen durch Bestehen der Prüfung für die Klasse A.

Bei unserem Lernboard sind die GPIO-Anschlüsse herausgeführt und beschriftet, so daß man einen leichteren Zugang zu den Anschlüssen bekommt. Auf dem Steckboard können kleinere Schaltungen realisiert werden. 8 Leuchtdioden und 4 Taster sind ebenfalls vorhanden. Auch ein LC-Display ist dabei. Die Programmierung erfolgt entweder über  angeschlossen Monitor, Tastatur und Maus oder über WLAN und SSH von einem Windows-PC. Die Programme erstellen wir wahlweise in C oder auch in Phyton. Erfolgserlebnisse stellen sich schnell ein, ein Lauflicht ist schnell programmiert.

Wir machen eine eigene Lasershow. Dazu benötigen wir 3 billige Lüfter. (12V, Maße 60x60. Auf die Motoren kleben wir runde Taschenspiegel, die man günstig im Internet bekommen kann. (Durchmesser ca. 4cm) Die Spiegel werden mit einem dünnen Stück Pappe so aufgeklebt, dass sie etwas "eiern". Als Laser verwenden wir einen Laserpointer oder besorgen uns einen Klasse 3R-Laser von einem Versandhändler. Achtung: Der Laser ist gefährlich für die Augen! Auf keinen Fall in den Laserstrahl schauen!.

Die Schaltung besteht aus einem Atmega-Mikrocontroller und einem Treiber-IC für die Motoren. Es können 3 Potis angeschlossen werden, für die Handsteuerung. Mittels eines Schalters kann auf "Automatik" umgeschaltet werden. Die Schaltung benötigt 12V Gleichspannung. Der Laser wird an die Leiterplatte angeschlossen und über einen Regler mit 3V betrieben. Das ganze bauen wir auf eine stabiles (10mm-) Holzbrettchen auf.

Ein spannendes Projekt ist die LED-Anzeige. Eine LED-Matrix 8 x 10 wird über einen Atmel-Prozessor angesteuert. Alle denkbaren Buchstaben, Zahlen und Muster können dargestellt werden. Programmiert wird der Prozessor über die Arduino-IDE in C++, also für Arduino-Kenner kein Problem. Angefügt sind alle notwendigen Unterlagen, Eagle-Files und ein Programmbeispiel für eine kleine Demo. Das Projekt ist geeignet für Jugendliche ab ca. 13 Jahre mit guten Lötkenntnissen und etwas Programmiererfahrung.

Unterlagen LED-Anzeige

Der Würfel leuchtet abwechselnd in allen Regenbogenfarben. Sietr einfach toll aus. Und er dreht sich auch noch!

Wie funktioniert das?
Wir verwenden RGB-LED´s (Regenbogen-LED´s). Diese benötigen eine feste Spannung (ohne Vorwiderstand) von ca. 3-4 V. Die LED´s werden so beschaltet, das von allen LED´s der Pluspol (langer Draht) immer auf dem kürzesten Weg in eine Ecke zeigt. Da ist unser Plus-Anschluss. Gegenüber wird der Minuspol angeschlossen. Der Versorgungsspannung beträgt 9-12 V und wird durch ein Steckernetzteil realisiert. Batterien wären doch zu schnell leer.

Und wie dreht sich der Würfel?
Dazu verwenden wir einen kleinen billigen Modellbauservo. Die Steuerung erledigt ein Atmega-Mikroprozessor. Programmiert wird dieser in "C". Wir verwenden als Programmierumgebung den "Arduino". Zugegeben, das ginge auch einfacher, aber mit der Arduino-IDE sind wir gut vertraut. Die Software ist als Beispielprogramm "sweep" in der Servo-Library zu finden.

Sieht toll aus, wenn 125 Leuchtdioden fantasievolle Muster 3-dimensional darstellen. Der Aufwand, so ein Cube herzustellen, ist allerdings nicht unbeträchtlich. Für den Cube muss man schon mit ca. 5-6 Stunden rechnen. Um den Verdrahtungsaufwand und auch die Programmierarbeit zu verringern, wurde die Schaltung mit einem I2C-Bus realisiert. 

Beim Aufbau des Cube bitte beachten, dass die Anoden der LED´s (langer  Draht) auf dem Rahmen liegen. Die 5 Rahmen (Ebene 1-4) sind voneinander isoliert und gehen zum IC  UDN 2981 (o.ä.)   Die Stromversorgung ist so konzipiert, dass alle LED´s gleichzeitig leuchten können, ohne dass der Regler überlastet ist. (eventuell Kühlkörper!). Programmiert wird in C++ über die Arduino IDE.  Der Programmierstecker verwendet  RX/TX und Reset wie beim Arduino Uno. Ein PDF-Dokument mit Schaltplan und ein Beispielsketch finden sich am Ende dieser Seite.

Das Layout wurde mit Eagle erstellt. Es ist einseitig mit 9 Drahtbrücken auf der Rückseite. Die Leiterplatten haben wir selbst belichtet und geätzt.

Download von Unterlagen, Bilder, Layout usw.

Hier der Cube mit 8x8x8 LED´s (512 Stück). Dazu muß die Schaltung nur um 4 IC´s (I2C-Porterweiterung) ergänzt werden. Dazu haben wir 2 Zusatzplatinen entwickelt.Eine Platine mit den zusätzlichen 5 I2C-Porterweiteungs-IC´s (PCF8574) und eine Platine mit den Treibern für die 8 Ebenen mit Mosfets.

Die Schaltung ist auf dieser Seite ladbar (Eagle-Layout). Die Stromaufnahme beträgt bei voller Ansteuerung ca. 1A. Als Stromversorgung dient ein günstiges 5V-Netzteil. Die Helligkeit der LED´s reicht aus. Eine größere Helligkeit erreicht man durch Verwendung einer höheren Spannung oder durch Reduzierung der Vorwiderstände.

Angefügt ist ein einfaches Programm als Demo für die Programmierung.

Download der Unterlagen