Drehbuch M3

Station

M3

Titel der Station

Energie "erlebbar machen", Ergometer-Installation

Projektverantwortliche

Prof. Dr. Michael Radermacher

Institut

Institut für Mathematik- und Technikdidaktik (IMT)

Abbildung

Bestehende Lösungen mit Ergometern in verschiedenen Lokalitäten

Energierad der Firma Christiani zum Anschluss verschiedener Verbraucher im Lenkerpanel

Ergometer im historischen Museum Bielefeld zum Betrieb von Projektionssystemen zum Thema Industrialisierung in der Textilindustrie

Unsere Umsetzung

Technische Beschreibung

Zwei Ergometer werden so umgebaut, dass sie über einen Motor Gleichstrom erzeugen können. Die recht unkonstante Leistung wird über Kondensatoren gepuffert. Die in den Ergometern erzeugte Gleichstrom wird mit Wechselrichtern in Wechselstrom umgewandelt. Dieser Strom kann wie "Strom aus der Steckdose" zum Betrieb verschiedener Verbraucher benutzt werden. Dabei werden die Verbraucher so verschaltet, das sie bei einer erreichter Leistungsstufe einen jeweiligen Verbraucher aktivieren:

• ab 6 W Leistung -> Energiesparlampe leuchtet
• ab 60 W Leistung -> Klassische Glühlampe leuchtet
• ab 250 W Leistung -> Monitor funktioniert
• ab 1000 W Leistung -> Wasserkocher bringt Wasser zum Kochen

Im Rahmen der Verschaltung der Ergometer soll es möglich sein, die Ergometer einzeln aber auch kombiniert zusammen zu betreiben. Hierfür sind spezielle Schalter vorzusehen, mit denen man den Betrieb umstellt. Weiterhin soll ein Energiezähler verschaltet werden, der die erzeugte Energie einem momentan eingeloggten Konto zuordnen kann, damit im Konto des momentanen Benutzers ein Zähler die erzeugte Energie erfassen kann.

Für die Visualisierung und Messung der Ergebnisse ist jedes Ergometer mit einem Computer auszustatten. Dieser PC dient zur Messwertaufzeichnung. Weiterhin sollen die Ergometer mit sturzsicheren und geschützt ausgeführten Tablets im Bereich des Lenkers ausgestattet werden. Diese Tablets sollen als Tastatur und Eingabemedium dienen und werden am Mess-Computer angeschlossen. Hier kann man sich mit seinem Community-Konto einloggen oder auswählen, ob der erzeugte Strom in das Stromnetz eingespeist wird oder zum Betrieb der verschiedenen angeschlossenen Verbraucher benutzt wird. Jeweils vor den Ergometern wird ein 32" LED-Monitor in gesicherter Ausführung angebracht. Dieser Monitor wird an dem Mess-Computer angeschlossen und dient sowohl als Ausgabemedium für die aktuellen Erzeuger-Werte, als auch zur Ausgabe von erreichten Verbraucherstufen oder Schaltungsmöglichkeiten der Ergometer (Einzelbetrieb oder Teamleistung).

Maße / Raumbedarf

Zur Ermittlung des erforderlichen Platzbedarfs ist eine Simulation nach LEAN-Aspekt Ergonomie durchgeführt worden. Die Freiräume für Personen sind mit 1m² pro Person berechnet worden. Die Positionierung der Freiräume wird wie folgt vorgenommen:

Simulation des Platzbedarfs der Medienstation M3

Durch die Simulation wird für einen entspannten Betrieb eine Breite von 4,5 x 1m = 4,5m vorausgesetzt. Für die Länge des Bereichs, in dem die Medienstation M3 aufgebaut wird gilt: 3 x 1m + 2 x 1,5m = 6m. Also ergibt sich für den Flächenbedarf der Station M3: 27m²

Inhaltliche Beschreibung / Szenario

Im Rahmen eines Besuches der Ausstellung betritt der Besucher als ersten Raum den Energieraum. In diesem Raum sind hauptsächlich zwei Medienstationen aufgebaut. An diesen Medienstationen soll speziell das Thema Energie anschaulich behandelt werden. Medienstation M3 - Energie erlebbar machen wird im Weiteren beschrieben. Medienstation M7 - Helgoland-Workshop folgt im Anschluss an Medienstation M3 und ist im Drehbuch M7 beschrieben.

Das Erlebnis an Medienstation M3 beschäftigt sich inhaltlich damit, das ein unvoreingenommener Besucher den Energieraum betritt und auf die Medienstationen M3 aufmerksam wird. Konkret sieht er die zwei umgebauten Ergometer. Vor den Ergometern befindet sich auf den Wanddisplays eine Skala oder eine Animation die im Ruhrzustand gezeigt wird und die Aufmerksamkeit auf die Ergometer lenken soll. Der Besucher soll dann im nächsten Schritt sich auf die Ergometer setzen und erkennen, das sein Benutzen der Pedale zur Stromerzeugung führt. Damit soll die Selbstwirksamkeit grundlegend erkannt werden. Jetzt sollte der Benutzer erkennen, dass die vor ihm dargestellte Skala verschieden starke Verbraucher starten kann. Auf verschiedenen Leistungsstufen werden verschieden Verbraucher aktiviert ohne das der zuvor erreichte Verbraucher abgeschaltet wird. Bei erreichen von 6 W Leistung würde bei der ersten Stufe eine Energiesparlampe leuchten. Bei der nächsten, der zweiten Stufe würde zusätzlich zu der Energiesparlampte ab 60 W noch eine klassische Glühlampe erleuchten. Erreicht der Besucher Stufe drei, so würde eine Monitor ab 250 W mit einem Foto anfangen zu leuchten. Bei erreichen der vierten und letzten Stufe soll ein Wasserkocher dauerhaft mit 1000 W betrieben werden, um einen Liter Wasser zum kochen zu bringen. Bei diesem Ablauf beschäftigen sich die ersten drei Stufen der Energieerzeugung mit Licht und auf der vierten und obersten Stufe kommt der Energieträger Wärme dazu. Was dabei als erstes erkennbar werden soll sind die Unterschiede der Energiearten. Während für die ersten drei Stufen eine eigenständige Erzeugung ohne weiteres möglich ist, muß bei Stufe vier eine Lösung gefunden werden dauerhaft 1000 W zu erzeugen. Die erste Möglichkeit besteht darin, dass eine Gruppe von Besuchern sich abwechselt um Leistung dauerhaft garantieren zu können. Da diese Vorgehensweise aber unterstellt, das der Besucher den Sitz des Ergometers mit seinem Nachfolger tauscht, entstehen Zeiten, in denen nicht getreten wird. Eine Alternative dazu bildet die zweite Möglichkeit. Während bis jetzt jeder eigenständig Strom über die Ergometer erzeugt hat, bietet eine Zusammenschaltung der Ergometer die Möglichkeit zur Teamarbeit. Gemeinsam können die 1000 W Leistung besser gestemmt werden, da es für jeden nur 500 W aufzubringende Leistung ist. Somit wird auch der Gemeinschaftsgedanke, das man als Gruppe mehr bewegen und erreichen kann gestärkt. Der Besuch dieser Medienstation soll auf spielerische Herangehensweise physikalische Grundlagen, Potenziale sinnvoller Energienutzung und die Selbstwirksamkeit vermitteln. Eine weitere Möglichkeit bietet die Community and dieser Medienstation. Alternativ zur anonymen Nutzung der Medienstation, bietet sich hier im ersten Raum die Möglichkeit sich an den Ergometern in die Social-Community einzuloggen und die im Energieraum erbrachte Leistung seinem Profil zuzuordnen. Dabei ist der Wettbewerbscharakter mit einem Ranking und dem damit verbundenen Bestreben die "Highscore-Zahl" zu erreichen sehr erwünscht. Gerade durch diesen spielerischen Aspekt der Medienstation kann eine intrinsische Motivation des Benutzers erreicht werden.

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