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

inhaltlich ausschreiben

Im Rahmen der Sensibilisierung für den Energiebegriff sollen an einer ersten Station, zu Beginn des Weges durch die Ausstellung, im Bewußtsein des Besuchers unvoreingenommen folgende Ziele spielerisch vermittelt werden:

• Die unterschiedlichen Energiearten (Licht, Strom, Wärme) sollen individuell spürbar gemacht werden.
• Die Dimension des Energiebegriffs soll erahnt und bewertet werden.
• Die Potenziale sinnvoller Energienutzung sollen erkannt werden.
• Indiviuell sollen reale Ziel und Handlungsalternativen entwickelt werden.
• Die Selbstwirksamkeit bei der Energieerzeugung soll erfahren werden.
• Teamarbeit soll initiiert und genutzt werden.

Dies soll technisch durch folgenden Aufbau realisiert werden:

• 2 umgebaute Ergometer bieten die Möglichkeit, selbst aktiv Energie zu erzeugen.
• Diese Ergometer sind an einer Skala mit verschiedenen Verbrauchern angeschlossen.
• Die Verbraucher sind von schwach nach stark angeordnet, d. h. vom kleinsten Verbraucher (Glühbirne) steigert es sich hin zum stärksten Verbraucher (Wasserkocher mit 1000W).

TODO nicht konsistent zu obiger technischer Beschreibung. dort:
* ab 6 W Leistung -> Energiesparlampe leuchtet
* ab 60 W Leistung -> Klassische Glühlampe leuchtet 

• Das Ziel Teamarbeit wird realisiert über eine Zusammenschaltung der beiden Fahrräder, um gemeinsam eine höhere Gesamtleistung zu erzielen.
• Die Selbstwirksamkeit wird in jeglicher Tätigkeit an den Ergometern erfahrbar, da eine direkte Reaktion der Verbraucher erfolgt.

Inhaltlich soll der Besuch der Station wie folgt ablaufen:

• Die Besucher betreten den Bereich der Medienstation M3 und werden auf die Ergometer aufmerksam.
• Durch Ausprobieren der Ergometer sollen die Generatoren Strom erzeugen und die minimalsten Verbraucher zum Leuchten gebracht werden.
• Die Besucher erkennen die Funktion des aufgebauten Systems: "Ich kann selbstwirksam Energie erzeugen".
• Sie versuchen einzeln die immer mehr Energie benötigenden Verbraucher zu aktivieren.
• Im Wettstreit zum anderen Ergometer werden immer höhere Leistungen erzielt.
• Gemeinsam in Teamarbeit kann der stärkste Verbraucher effektiv betrieben werden.
• Möglicher alternativer Verlauf: Der Besucher loggt sich mit seinem Community-Konto ein und überträgt die erzeugte Energie in das Stromnetz und bekommt damit einen Eintrag auf sein Community-Konto.

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