Holdet 2024 TKD/3cy htx - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2023/24 - 2024/25
Institution Campus Bornholm
Fag og niveau Teknikfag A
Lærer(e) Claus Mogensen
Hold 2024 TKD/3cy htx (3cy htx TKD)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Introduktionsforløb i El-Teknik
Titel 2 Drivhuset: Forberedt på kriser
Titel 3 Teori forløb inden "Selvkørende Bil projekt"
Titel 4 Robot støvsugeren
Titel 5 FORDYBELSESPROJEKT: Nørd mini Projekt
Titel 6 EKSAMENSPROJEKT HTX Teknik DP

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Introduktionsforløb i El-Teknik

Introduktion til teknik faget hvor eleverne lærer om:
Tegne kredsløb i TinkerCad og test af komponter&Programkode
Introduceret Kredsløb tegning i programmet Crocodille (Ikke alle elever kan installere det)
Simple programmeringsopgaver i Arduino
ADC 10 bit i Arduino


Gennemgang af simple elektronikkomponenter:
Modstande, potentiometer, operationsforstærkere med koblingstyperne: Inverterende og ikke inverterende, spændingsdeler  og lysdioden.

Loddeøvelser
Beregning på el-kredsløb vha. Ohms lov og Kirchhoffs 2 lov.

Programmeringsøvelser med Arduino:
Mange programmeringsøvelser med Arduino kombineret med loddeøvelser. Blandt andet "Lyskryds" og "Voltmeter".
Elever har lavet et "Sheild" med komponenter på, som passer til en Arduino.

Bekendtgørelsen særlig fokus på:

Faglige mål:

Valgtemaer (30 pct.):

9) Analog- og digitalteknik, el:
̶ teorien bag og konstruktionen af elektriske kredsløb.

10) Programmerbar elektronik, el:
̶ programmerbar elektronik i samspil med de fysiske omgivelser


Eleverne er primært blevet undervist efter lærer formelnote.

Gennemgået Teori.
"Modstandsmåling, Strømmåling, Kirchoffs 1 og 2 lov,
Ohms lov
Spændingsmåling
Spændingsdeler
Energi, effekt og varme (modstande)
"Operationsforstærker og koblinger. Inverterende og ikke inverterende forstærker kobling
Lysdiode.
Det binære talsystem herunder analog/digital konvertering i en 10 bit ADC fra arduino.

Simpel programmering

DETTE FORLØB AFSLUTTES MED SKRIFTLIG PRØVE UDEN HJÆLPEMIDLER :-)
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Lyskryds opgave 14-08-2024
Arduino Voltmeter med LED Display 21-08-2024
DEL-Aflevering Voltmeter display 26-08-2024
Voltmeter med Arduino 28-08-2024
Programmeringsopgave med board 05-09-2024
Testboard med Counter 11-09-2024
Omfang Estimeret: 14,00 moduler
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
  • IT - Crocodille, Eagle og Arduino programmering
  • Internet - Dataark
Væsentligste arbejdsformer
  • Eksperimentelt arbejde
  • Individuelt arbejde
  • Lærerstyret undervisning
Titel 2 Drivhuset: Forberedt på kriser

Projektbeskrivelse
Beredskabsstyrelsen har i forbindelse med den udsendte folder ”Forberedt på Kriser”, bedt HTX fra Campus Bornholm om at udvikle et mini automatiseret drivhus, som skal kunne ”klare sig selv” i 3 dage uden at planter/krydderier dør.
Det er meningen at hver husstand får tilbudt et minidrivhus til krydderier fx karse eller andet, så hver husstand kan få ”frisk grønt” i op til 3 dage, hvis en krise opstår. Familien skal selv beplante og bruge drivhuset løbende, så det altid er klart til en krisesituation. Familier kan godt tage på en weekendtur, da drivhuset skal være selvforsynende i op til 3 dage

Beredskabsstyrelsen har følgende krav til til drivhuset

• Drivhus styres af Arduino
• Temperaturmåling i drivhus med KTY81-110
• Udlæsning af temperatur på 2 stk 7 segment display (Findes i massevis på militært overskudslager)
• Udluftning styret af temperatur og spjæld styret af servomotor
• Automatisk vandingsanlæg enten styret efter
o Temperatur
o Tid
o Luftfugtighed
o Jordfugtighed


Dette projekt er bundet op på at I får et lille drivhus som I skal arbejde med, som skal munde ud i, at I løser ovenstående krav fra Beredskabsstyrelsen. I skal arbejde efter PBL metoden.

Krav fra bekendtgørelsen:
2.1. Faglige mål
Eleverne skal kunne bruge nedenstående model i projektet:

Problemidentifikation
̶ formulere en relevant teknisk problemstilling, som forholder sig til det givne projekt
̶ identificere faktorer, som har betydning for den tekniske problemstilling
̶ formulere spørgsmål, så det lægger op til en struktureret analyse

Problemanalyse
̶ gøre rede for relevante faktorer/metoder
̶ strukturere informationssøgningen til relevant fagligt stof og forholde sig kildekritisk
̶ producere egen viden

Produktprincip
̶ opstille relevante krav/kriterier på baggrund af undersøgelserne i problemanalysen og argumentere herfor
̶ anvende idegenereringsteknikker
̶ visualisere forskellige løsningsforslag på baggrund af kriterierne
̶ anvende metoder til at finde bedst egnede løsning, kravmatrix eller lignende

Produktudformning
̶ lave visualisering af produktet, præsentation af de tekniske løsninger samt beregninger og resultater
̶ formidle et produkt vha. tekniske tegninger
̶ argumentere for løsningens delelementer på baggrund af opstillede krav/kriterier
̶ foretage og formidle relevante tekniske beregninger og data

Produktionsforberedelse
̶ anvende planlægningsværktøjer
̶ fremstille materiale- og styklister

Realisering
̶ arbejde med forskellige materialer og komponenter, på baggrund af deres egenskaber, opbygning og egnethed
̶ håndtere enhedsoperationer, processer, bearbejdningsmetoder i det aktuelle værksted
̶ arbejde og færdes sikkert i værksted og laboratorier
̶ teste det fremstillede produkt teknisk, videnskabeligt eller i konkrete brugssituationer
̶ vurdering af egen løsning i forhold til problemstillingen


2.2. Kernestof
Gennem kernestoffet skal eleverne opnå faglig fordybelse, viden og kundskaber. Følgende kernestof er brugt i dette projekt:

Nøgletemaer (40 pct.)

1) Projektstyring:
̶ projektstyringsværktøjer
̶ samarbejdsformer, rollefordeling og ansvarsområder i projektarbejdet
̶ mødeafvikling, herunder virtuelle møder

2) Produktudvikling:
̶ et produkts udvikling fra idé til produktion, CAD, kvalitetsstyring og orientering om omkostninger ved indkøb og produktion

3) Produktions- og procesovervågning:
̶ måling og indsigt i måleinstrumenter

4) Materialeteknologi:
̶ materialers egenskaber, fremstilling, anvendelse, afprøvning og bearbejdning

Valgtemaer (30 pct.):

9) Analog- og digitalteknik, el:
̶ teorien bag og konstruktionen af elektriske kredsløb.

10) Programmerbar elektronik, el:
̶ programmerbar elektronik i samspil med de fysiske omgivelser

Repetition af Lærerbog: Anvendt elteknik. Bind 1. Hans Peter Christensen. Teknisk forlag A/S . År 1994: 1. udgave, 1. oplag 87-571-1723-3


Eleverne har brugt nedenstående teori i projektet.
De har brugt lærerens formelnote og har ikke brugt "Anvendt elteknik. Bind 1. Hans Peter Christensen", men teorien er den samme.;

"Modstandsmåling, Strømmåling, Kirchoffs 1 og 2 lov, Ohms lov: : side 16 - 22 og side 137 - 139
Spændingsdeler: side 26 - 29
Energi, effekt og varme (modstande): side 30 - 37
"Operationsforstærker og koblinger. Inverterende og ikke inverterende forstærker kobling.: side 53 - 64
Diode og lysdiode: side 95 - 103

Fra All-datasheet på nettet:
Displaydriver: 74HC4511
7-segment display
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Drivhus aflevering 1 16-09-2024
Drivhus aflevering 2 med krav og Tinkercadtest 18-09-2024
OPDATER Drivhus aflevering 2 ift. rettelser 25-09-2024
Drivhus rapport ENDELIG aflevering 13-10-2024
Elev Drivhus rapport evaluering GÆLDER 19-11-2024
Omfang Estimeret: 22,00 moduler
Dækker over: 20 moduler
Særlige fokuspunkter
  • Faglige
  • Skrive - Projektrapport
  • Projektarbejde
  • Formidling - Projektrapport
  • Personlige
  • Kreativitet
  • IT - Crocodille til kredsløbstest og Eagle til print
  • Tekstbehandling - Projekt rapport
Væsentligste arbejdsformer
  • Eksperimentelt arbejde
  • Gruppearbejde
  • Projektarbejde
Titel 3 Teori forløb inden "Selvkørende Bil projekt"

Mini programmerings projekt med Arduino som forberedelse til Robotstøvsugeren

Eleverne er blevet undervist i 555-timer, counter og and og or-gates.
Eleverne har skullet opsætte og teste komponenterne i TincerCad inden de har skullet lave et blinklys/stoplys kreds til bilen vha ovenstående IC-kompomenter. i TinkerCad. Dette kredsløb skal konstrueres i det næste projekt: "Robotstøvsugeren"

Eleverne har lært at lave struktureret programmering med blokkald i Arduinoen via TinkerCad. Eleverne har skullet lave en simpel styring/kode til hjulstyringen på bilen og teste det i TinkerCad med H-bro.


Teori:
Eleverne er primært blevet undervist efter lærer formelnote.

Kondensator
Pull up og pull down modstande.
ADC convertering
Kredsløb med and- og or-led
555-timer
H-bro (L293) med PWM
Transistor som afbryder
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Timeopgave transistor Bil 22-10-2024
TinkerCad H-bro 2 motorer 24-10-2024
Bil med afstandscensor 07-11-2024
Robotstøsuger_TinkerCad 12-11-2024
Støvsuger projekt start 20-11-2024
Støvsuger Produktbeskrivelse og Problem 28-11-2024
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 15 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 Robot støvsugeren

Projektbeskrivelse
Dette projekt er bundet op på at I får et lille bil, som skal munde ud i, at bilen automatisk kan ”dække” et rum mest effektivt. Det vil sige, at bilen skal hurtigt og effektivt kunne støvsuge et ”helt” rum. I skal arbejde efter PBL metoden.
Opgave Case
Din gruppe skal fremstille en robotstøvsuger til jeres eget hjem. Basis for robotstøvsugeren er bilchassiet, som I har fået udleveret. Senere kan der monteres en håndstøvsuger på bilen, men det skal I ikke arbejde med i dette projekt. Støvsugeren skal automatisk kunne støvsuge store og små rum. I skal overveje hvordan bilen skal kunne manøvre og overveje flere metoder til, hvordan støvsugeren/bilen får ”dækket” hele rummet. Hvordan detekterer bilen fx et stoleben og hvordan passerer bilen dette ben. Skal bilen køre langsomt, når den undviger et stoleben?
Man skal også kunne styre støvsugeren manuelt til svært fremkommelige steder som fx et teenagerværelse med flasker og tøj på gulvet. Hver gruppe skal lave for undersøgelse af projekt vedr. robot støvsuger.
Bilen skal også have visningssystem så man ikke bliver kørt over. Det skal være et ”blinlys system”
LCD display med speed og køremode

I skal bruge TinkerCad til at teste/afprøve el-komponenter fx L293 H-bro og afstandsmåler.
I skal selv ætse printkort til motorstyringen.
Eleverne skal lave print i Eagle og ætse print til H-bro og lave programkode til "selvkørende bil".
Test skal både indeholde Software og Hardware test i programmet TinkerCad inden I tester jeres fremstillede printkort.

Dette projekt bygger videre på teorigennemgang i projekt "Selvkørende bil del 1".
Noget af denne teori gennemgås igen i dette projekt. Eleverne skal arbejde rimeligt selvstændigt i grupper, dog med lærerhjælp. Projekt afsluttes med stor projektrapport.

BEMÆRK: Eleverne har været på Studietur til København i uge 46. 6 moduler i denne uge skal derfor IKKE indgå i "Selvkørende bil projekt".

Projekt krav:

HUSK LOGBOG HVER DAG!
RAPPORT og projekt afleveres fredag den 8. december
I skal bruge rapport skabelonen. Rapport skal fylde 18 til 25 sider.

Valg af komponenter:
I SKAL opstille 2 muligheder opliste fordele og ulemper for begge valg og derefter lave en argumenteret begrundelse for jeres valg.
Det kunne være valg af ”motorstyring med reversering”.
Andre vigtige el-komponenter skal også begrundes.

HUSK:
Du kan eventuelt beskriv det mønster bilen skal køre efter og lave en tegning. Denne tegning indgår i afleveringen.
Krav til bilen. Beskriv hvordan den skal kunne vende, en bil kan vende på mange måder, tænk på en kampvogn med bælter. Skal den kunne vende eller bakke?
I skal bruge display til at løse nogle opgaver/krav.
Programmering: I skal naturligvis lave et Flowskema/rutediagram inden I programmerer. Nogle gange laver man Flowskema/rutediagram og lidt programmering sideløbende, for at se hvad der kan lade sig gøre. I SKAL bygge jeres programkode op af programkald.


Eleverne har skullet arbejde efter PBL metoden i dette projekt, herunder:

Krav fra bekendtgørelsen:

2.1. Faglige mål
Eleverne har arbejdet med følgende mål:
Problemidentifikation
̶ formulere en relevant teknisk problemstilling, som forholder sig til det givne projekt
̶ identificere faktorer, som har betydning for den tekniske problemstilling
̶ formulere spørgsmål, så det lægger op til en struktureret analyse

Problemanalyse
̶ gøre rede for relevante faktorer/metoder
̶ strukturere informationssøgningen til relevant fagligt stof og forholde sig kildekritisk
̶ producere egen viden

Produktprincip
̶ opstille relevante krav/kriterier på baggrund af undersøgelserne i problemanalysen og argumentere herfor
̶ anvende idegenereringsteknikker
̶ visualisere forskellige løsningsforslag på baggrund af kriterierne
̶ anvende metoder til at finde bedst egnede løsning, kravmatrix eller lignende

Produktudformning
̶ lave visualisering af produktet, præsentation af de tekniske løsninger samt beregninger og resultater
̶ formidle et produkt vha. tekniske tegninger
̶ argumentere for løsningens delelementer på baggrund af opstillede krav/kriterier
̶ foretage og formidle relevante tekniske beregninger og data

Produktionsforberedelse
̶ anvende planlægningsværktøjer
̶ udvælge værktøjer og apparater
̶ fremstille materiale- og styklister

Realisering
̶ arbejde med forskellige materialer og komponenter, på baggrund af deres egenskaber, opbygning og egnethed
̶ håndtere enhedsoperationer, processer, bearbejdningsmetoder i det aktuelle værksted
̶ arbejde og færdes sikkert i værksted og laboratorier
̶ teste det fremstillede produkt teknisk, videnskabeligt eller i konkrete brugssituationer
̶ vurdering af egen løsning i forhold til problemstillingen

Derud over skal eleven kunne
̶ formidle deres arbejde mundtligt og skriftligt
̶ anvende audio- og visuelle værktøjer
̶ behandle problemstillinger i samspil med andre fag
̶ demonstrere viden om fagets identitet og metoder.


2.2. Kernestof
Gennem kernestoffet skal eleverne opnå faglig fordybelse, viden og kundskaber. Følgende kernestof er brugt i dette projekt:
Nøgletemaer (40 pct.)
1) Projektstyring:
̶ projektstyringsværktøjer
̶ samarbejdsformer, rollefordeling og ansvarsområder i projektarbejdet
̶ mødeafvikling, herunder virtuelle møder
2) Produktudvikling:
̶ et produkts udvikling fra idé til produktion, CAD, kvalitetsstyring og orientering om omkostninger ved indkøb og produktion
3) Produktions- og procesovervågning:
̶ måling og indsigt i måleinstrumenter
4) Materialeteknologi:
̶ materialers egenskaber, fremstilling, anvendelse, afprøvning og bearbejdning

Valgtemaer (30 pct.):

9) Analog- og digitalteknik, el:
̶ teorien bag og konstruktionen af elektriske kredsløb.
10) Programmerbar elektronik, el:
̶ programmerbar elektronik i samspil med de fysiske omgivelser
̶ datatransmissionsprotokoller


Eleverne er primært blevet undervist efter lærerens formelnote.

Inden eleverne starter på miniprojekt "Den selvkørende bil", så har de fået undervisning i:

TincerCad program:
Mulighed for at opsætte og forbinde hardware bl.a. H-Bro sammen med Arduino og lave tilhørende programkode. Hardware/software kan simuleres i dette program.

"Arduino programmering":
Lave flowdiagrammer. Bruge arduinoes hjemmeside med eksampler på programkode:
Herunder specielt
- Programopbygning generelt:
Header (Variabel definition), Void Setup, Void Loop
-Definere Inputs/Outputs
-If/else sætninger
- Blokkald
-Switch Case

Eagle print udlægningsprogram:
Eleverne er blevet undervist i at først lave en I/O-liste til Atmega 328 chippen og derefter tegne kredsløb (H-bro) i Schematic (Eagle). Samt at lave en board-fil til printudlægning.




Følgende teori er gennemgået i forrige projekt og skal bruges af eleverne i dette projekt. Nogle af punkterne er blevet repeteret:

Kort intro af Kondensatorer

Pull up og pull down modstande

Transistorer. Herunder koblinger som afbryder.

Arduinoens 10-bit converter.

Spændningsdeler

555-timer.
And og or gates til bilens blinklys

UV materiale fra nettet med datablade fra All-datasheet:
NPN Darlington transistor: TIP121
NPN transistor: BC547
H-Bro: L293
Spændingsregulator: L7805

Logic gates:
And-Led: 74HC08
Or-led: 74HC32

Forskellige typer motorer er gennemgået (lektier) med film fra nettet:
Servo Motors, how do they work?
How does a Stepper Motor work?
How a Stepper Motor Works
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
TinkerCad Billys 30-10-2024
Print 05-11-2024
H-bro 20-11-2024
Støvsuger rapport FINAL 18-12-2024
Mini eksamen POWERPOINT 13-01-2025
Omfang Estimeret: 25,00 moduler
Dækker over: 26 moduler
Særlige fokuspunkter
  • Faglige
  • Søge information - Datablade mm. på All-datasheet
  • Skrive - Projektrapport
  • Formidling - Projektrapport
  • Almene (tværfaglige)
  • Analytiske evner
  • Overskue og strukturere
  • Personlige
  • Initiativ
  • Ansvarlighed
  • IT - Eagle printudlægning
  • Præsentationsgrafik - Powerpoint præsentation (Eksamensforberedende)
  • Internet - Links til undervisningsfilm
Væsentligste arbejdsformer
  • Pararbejde
  • Projektarbejde
Titel 5 FORDYBELSESPROJEKT: Nørd mini Projekt

NØRD PROJEKT:
Kick start af eksamensprojektet. Find inspiration til Eksamensproduktet.

Eleverne har fået en åben problemstilling, hvor de selv skulle finde et el-teknisk problem og derefter løse det vha. PBL metoden.

Eleverne har selv skullet finde et elektrisk kredsløb de ville designe efter PBL metoden. Eleverne er blevet opfordret til at bruge Crocodilles kredsløbseksempler og blive inspireret af dette. De er blevet opfordret til at projektet SKAL indeholde en eller flere hardware komponenter, som fx 555-timer, counter, operationsforstærker kredsløb, logiske kredsløb, Transistorer, trådløs kommunikation/forbindelser osv.

Eleverne er blevet opfordret til at finde datasheets og Teste i TincerCad, hvis komponenten er indkluderet, inden print konstrueres. Ætse print er ikke et krav!

Aflevering har været en powerpoint som dokumentation af produktet og selve elektronikken.

Nye gruppe konstellationer er blevet testet i dette projekt
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Nørd projektbeskrivelse 07-01-2025
Powerpoint Nørd Projekt 16-01-2025
Powerpoint Nørd Projekt UDSAT opgave 21-01-2025
Powerpoint Nørd Projekt FINAL udgave 28-01-2025
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
  • Faglige
  • Søge information
  • Almene (tværfaglige)
  • Analytiske evner
  • Overskue og strukturere
  • IT - TinkerCad til at simulere Arduino code
Væsentligste arbejdsformer
  • Eksperimentelt arbejde
  • Pararbejde
Titel 6 EKSAMENSPROJEKT HTX Teknik DP

Eleverne får 5 eksamensoplæg, hvor de skal vælge det ene.

Eleverne har fået skemalagt 57 moduler, som svarer til 90 klokketimer.

Eleverne har arbejdet i 2 eller 3 mandsgrupper.

Eleverne har skullet følge PBL-metoden
.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Teknik eksamen aflevering 1: Projektvalg 30-01-2025
Teknik eksamen aflevering 2: Projekt beskrivelse 05-02-2025
Teknik Rapportudkast 1 med eldiagrammer 27-02-2025
El diagram til Printplade 03-03-2025
NYE PRINT 19-03-2025
Eksamenslogbog Opdateres Løbende 05-05-2025
Teknik eksamen Programkode for projekt 06-05-2025
Teknik EKSAMENSRAPPORT 2025 06-05-2025
Teknik Eksamens Powerpoint 13-05-2025
Omfang Estimeret: 57,00 moduler
Dækker over: 58 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer