Undervisningsbeskrivelse 2015.09.30 Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin August 2015- juni 2016 Institution HANSENBERG Gymnasium Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold HTX Design og produktion, Mekatronik John Brønsted Hansen (el-teknik) og Morten Jørgensen (mekanik) 15hx3bdesign Oversigt over gennemførte undervisningsforløb Titel 1 Titel 2 Titel 3 Titel 4 Titel 5 Titel 6 Titel 7 Titel 8 Titel 9 Titel 10 Titel 11 Grundlæggende el-teknik Udvidet el-teknik Introduktion / mekanik. Dimensionering / mekanik. Materialer/ mekanik. Standard komponenter/ mekanik. Fremstilling/ mekanik. Vægt Dåsepresser XYZ-plotter Eksamen Side 1 af 12
Titel 1 Grundlæggende el-teknik Egenskaber og funktioner ved grundlæggende elektriske komponenter. Simpel kredsløbsopbygning på fumlebræt. Regler for ophold i el-værksted. Analog el-teknik kontra digital el-teknik. Der er anvendt egen litteratur samt relevante datablade. 10 timer Der har været særligt fokus på at få alle eleverne til at forstå mulighederne inden for elektronik, herunder udvikling, valg og produktion. Egne noter. Klasseundervisning. Eksperimentelt arbejde. Side 2 af 12
Titel 2 Udvidet el-teknik Arduino, programmering og IO-tilgange. DC-motorer og motorstyring. Eleverne bygger motorstyrring med H-broerne L298 og L293. Beskyttelsesdioder i relation til induktiv belastning. Servo-motoren. Styring fra Arduino. Step-motoren. Styring fra Arduino Beregning af transistoren/darlington-transistoren som switch. Beregning af formodstand til LDR-modstand. Beregning af temperaturforhold i elektroniske komponenter. Printudlægning med Eagle software. Der er anvendt egen litteratur samt relevante dateblade. Henvisninger til www.arduino.cc 20 timer Forståelse for komponenters virkemåde og brug. Beregninger ifm. dimensionering af kredsløb. Opbygning af software i arduino. Læsning af sensorer, og styring af motorer/aktuatorer/etc. fra arduino. Egne noter. Klasseundervisning. Eksperimentelt arbejde. Side 3 af 12
Titel 3 Introduktion / mekanik. Maskin elementer og systemer Produktudviklingsprocesens faser Konstruktionsprocessens faser Model/prototype Problemer og teknologi, Peter Larsen, Systime A/S 2008 Egne noter 8 lektioner Problemanalyse, problemtræ og formulering Metoder til idegenerering og sortering Miljøanalyse Litteratur: Problemer og teknologi, Peter Larsen, Systime A/S 2008 Egne noter Klasseundervisning Gruppeopgaver Side 4 af 12
Titel 4 Dimensionering / mekanik. Styrkeberegning maskinelementer og bjælker Beregning plastlejer Litteratur: Statik og styrkelære, Preben Madsen Plastlejer, Vink A/S 6 lektioner Spændingstyper Inertimoment for bjælker Beregning af spænding i bjælker og maskinkomponenter. Beregning af nedbøjning for bjælker. Anvendelse af diverse tabeller og materialedata til dimensionering. Klasseundervisning Opgaveregning Gruppearbejde Side 5 af 12
Titel 5 Materialer / mekanik. Fremstilling Materialeprøvning Materialeegenskaber Materialevalg Miljøvurdering af materialer Korrosionstyper Litteratur: Bogen om stål, Lemvigh Müller 2008 Plast abz Plastindustrien Materialelære for metalindustrien Erhvervsskolernes forlag. Udvalgte sider. Diverse noter 8 lektioner Fremstilling af stål, aluminium og plast. Egenskaber for udvalgte typer af ovennævnte materialer. Materialeprøvning, flyde- og brudstyrke, kærvslagstyrker og hårdhed. Korrosion årsag, typer og beskyttelse. Klasseundervisning Gruppearbejde Side 6 af 12
Titel 6 Standard komponenter / mekanik. Fjedre Skruer og bolte Gevind Litteratur: Lersjøfors katalog Fjedre Ib Sidenius, Polyteknisk Forlag, 1970 Bossard teknisk information, www.bossard.com 6 Fjedre, typer af fjedre og deres karakteristik. Beregning af simpel fjeder. Skruer og bolte, typer og egenskaber Gevindtyper og specifikation. Klasseundervisning Gruppearbejde Side 7 af 12
Titel 7 Fremstilling / mekanik. Samlemetoder Bearbejdningsprocesser Litteratur: Skrueteknik, BOSCH, http://www.baumarktwissen.eu/bosch/ewwissen/content/e5600/e5610/1619m000a9_skrueteknik_i.2_dan.pdf Skruer og bolte, Ib Sidenius, polyteknisk Forlag 1969, udvalgte sider Svetsning Sandvikens Handbok, Sandvik AB; 1973, udvalgte sider 6 Permanente samlinger: -svejsning -limning -popnitning Ikke permanente. -skruesamlinger Spånløs og spåntagende bearbejdning Klasseundervisning Gruppearbejde Øvelser Side 8 af 12
Titel 8 Vægt Eleverne har arbejdet selv med at skulle lave en vægt, der kunne fordele emner i mindst 2 vægtklasser. Der er gennemgået følgende af kernestof: 1) Produktudvikling: et produkts udvikling fra idé til produktion, CAD. 9) Analog- og digitalteknik, el: teorien bag og konstruktionen af elektriske kredsløb. 10) Programmerbar elektronik, el: programmerbar elektronik i samspil med de fysiske omgivelser 11) Apparatteknik, el: apparatkonstruktion. 14 timer (el) Der har været særligt fokus på at vise eleverne hvordan mekanik og elektronik kan kombineres til ét samlet fag. Eleverne har arbejdet med projektet i selvvalgte grupper af 2-3 personer. Side 9 af 12
Titel 9 Dåsepresser Eleverne skal lave en konstruktion der kan komprimerer en tom øl/sodavandsdåse. På et givet signal skal en dåse automatisk føres ind i komprimereringsaggregatet og komprimeres. Generelle krav: Opstille kravspecifikation Generere løsningsforslag og evaluere disse i relation til krav Krav til elektrisk del: Printet skal samles på et hulprint. Komponenterne må først loddes når den ønskede funktionalitet er opnået på et breadboard/fumlebræt. Der lægges vægt på kvalitet. Dvs. kvalitet af lodninger og den generelle opbygning. Dvs. f.eks. ingen krokodillenæb i det endelige produkt. Elektronikken skal dokumenteres ved diagramtegning og skal tegnes i EAGLE Schematic. Al software skal kommenteres, og skal dokumenteres i form af flowchart. Der skal argumenteres for valg af el-komponenter, og der skal laves beregninger for kredsløbene. Krav til mekanisk del: Materiale- og komponentvalg samt samlemetoder skal være udført professionelt (ingen lim eller Gaffa tape). Der skal overvejes og beskrives forskellige løsningsmuligheder for fremføring og komprimering af dåser. Yderligere skal der argumenteres for valgte løsninger. Beregning af relevante kræfter, momenter og styrkekrav skal udføres.. Konstruktionen skal dokumenteres med arbejdstegninger (CAD) og stykliste. 36 timer. Heraf 24 timer på værksted. At eleverne opnår større praktisk erfaring i udvikling af mekatroniske projekter, herunder kredsløbsudvikling, programmering af microcontroller, fejlfinding og produktion. Klasseundervisning. Projektarbejdsform Skriftligt arbejde Eksperimentelt arbejde Side 10 af 12
Titel 10 XYZ-plotter Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale fordelt på kernestof og supplerende stof Anvendt uddannelsestid Kompetencer, læreplanens mål, progression Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Side 11 af 12
Titel 11 Eksamensprojekt Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale fordelt på kernestof og supplerende stof Anvendt uddannelsestid Kompetencer, læreplanens mål, progression Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Side 12 af 12