Light Up Name Badge

Sponsored Lesson ng KEYSIGHT Technologies

Ang lesson plan na ito ay nag-e-explore ng mga basic circuit gamit ang mga natatanging materyales at lumalalim sa mga simulation. Inilapat ng mga mag-aaral ang kanilang natutunan sa isang hamon sa disenyo upang makagawa ng isang light up na name badge.

Ang mga mag-aaral ay nag-e-explore ng mga series at parallel circuit sa isang simulate na kapaligiran at pagkatapos ay ginagaya ang kanilang pinakamahusay na disenyo gamit ang mga paper circuit na materyales.

Mauunawaan ng mga mag-aaral ang:

  • Mga pangunahing bahagi ng isang simpleng circuit 
  • Mga simbolo ng elektronikong sangkap
  • Mga serye at parallel na circuit

Mga Antas ng Edad: 10 - 17

Mga Kinakailangan na Materyales 

  • Copper Tape – 1ft – 2ft bawat estudyante 
  • LEDs (10mm ang pinakamaganda) – 3-4 bawat estudyante (dagdag kung mabali ang binti)
  • Coin Cell Baterya (3V- CR2023 gumagana) – 1-2 bawat mag-aaral (pangalawa para sa pagsubok ng higit pang mga LED)
  • Index Card - Hanggang 3-5 bawat mag-aaral (mga dagdag ay para sa pagsubok, mga pagkakamali)
  • Talaan ng mga Posibilidad (mga panlinis ng tubo, mga mata ng googly, may kulay na papel, mga balahibo, mga binder clip, mga clip ng papel, Tape/Glue, Gunting, Marker, atbp). Ang mga item ay para sa dekorasyon at pag-attach ng name badge
  • Mga Computer
  • Mga Simulation ng Phet (Circuit Construction Kit: DC)

Papel Circuit

Nabigyan ka ng hamon sa pagdidisenyo, paggawa, at pagsusuot ng isang light up na name badge na nagpapakita ng iyong pangalan. 

Pamantayan at Limitasyon

  • Dapat ay bahagi ng iyong name badge ang tatlong LED at dapat umilaw ang lahat
  • Gumamit lamang ng isang coin cell na baterya 
  • Dapat ay maisuot mo ang iyong name badge 
  • Gamitin lamang ang materyal na magagamit
  • Gumamit ng isang simulation tool upang umulit at makuha ang pinakamahusay na solusyon

Phase 1: Buong Grupong Demo ng Phet Basic Circuit

Phase 2: Phet Simulation: paano magpapagaan ng 3 LED gamit ang isang baterya?

Phase 3: Idisenyo at Buuin ang iyong Light up Name Badge

Ilahad ang Aralin: Basahin ang hamon sa disenyo at mga hadlang.

  • Itaas ang sample light up name badge na mga materyales na kanilang gagamitin 
  • Ilagay ang iyong light up na name badge
  • Ipaliwanag na bago natin ito magawa, kailangan muna nating maglaro!

Phase 1: Buong Grupong Demo ng Phet Basic Circuit

  • Buksan ang PhET Simulations sa Circuit Construction Kit: DC. I-click ang play button sa larawan at pumili Intro. Mayroon ding isang AC simulation (tingnan ang listahan ng bokabularyo). Alinman ay gagana para sa hamong ito.
    Tandaan: Ang mga simulation na nakabatay sa computer ay nakakatulong sa mga mag-aaral na maunawaan ang mga kumplikadong konsepto sa pamamagitan ng pagmamanipula sa kanila ng mga on-screen na bahagi. Binibigyang-daan ng mga simulation ang mga mag-aaral na makita kung paano gumagana ang mga system o proseso sa pamamagitan ng agarang tugon sa sanhi at epekto. Sila ay "naglalaro" at umulit hanggang sa makumpleto nila ang gawain. 
  • Ipakita sa kanila ang ilaw, baterya at mga wire.
  • Hilingin sa mga mag-aaral na i-sketch kung ano sa tingin nila ang magiging hitsura ng circuit.
  • Anyayahan ang isang mag-aaral na lumapit at "gumawa" ng kanilang circuit sa PhET

Ituro ang mga posibleng pitfalls

  • Madalas na iniisip ng mga mag-aaral na maaari nilang ilagay ang parehong mga wire sa ilalim ng bombilya kapag inilalagay ito sa isang circuit ngunit mabilis nilang napagtanto na shorts ang circuit. Dapat kumonekta ang isang wire sa gilid ng bombilya at ang isa sa ilalim ng bombilya. Ito ay makikita sa pamamagitan ng dalawang bombilya na hindi umiilaw sa itaas na larawan at pagkatapos ay kapag tama ang pagkakakonekta ang mga bombilya ay umiilaw.

Phase 2: Phet Simulation: Paano magpapagaan ng 3 LED gamit ang isang baterya?

  • Ngayon bigyan ang mga mag-aaral ng hamon na isa-isa o sa mga pangkat ng dalawa upang magtrabaho upang makakuha ng tatlong LED na lumiwanag. Ipasubok sa kanila ang paglalagay ng mga LED sa serye at parallel.

 

Serye

      

 

Pagpaparis

       

 

Tandaan na sa serye ay kailangan mo ng pangalawang baterya upang ang tatlong LED ay lumiwanag nang maliwanag. Gayunpaman, kahanay kailangan mo lamang ng isang baterya.

Phase 3: Idisenyo at Buuin ang iyong Light up Name Badge

Gawin ang iyong Name Badge

  • Magsimula sa pamamagitan ng pagpapa-brainstorm ng mga mag-aaral ng mga ideya para sa kanilang disenyo ng name badge. Ipasuri sa kanila ang mga materyales na makukuha sa Talaan ng mga Posibilidad.
    Saan nila gusto ilagay ang kanilang mga ilaw? Ang mga ilaw ba ay nasa isang partikular na lugar sa disenyo (ibig sabihin, tuldok ng isang" i" o sa gitna ng isang "o", o sa gitna ng isang bituin o ng araw)
  • Ipakita muli ang mga sample. Partikular na itinuturo ang mga may pangalan sa harap at ang circuit sa likod at ang mga nagpapakita ng circuit, atbp.
  • Ibahagi ang mga kinakailangang materyales at ipakilala ang mga ito sa iyong talahanayan ng mga posibilidad
  • Ipaliwanag na maaaring mayroong maraming solusyon sa parehong problema. Para sa hamon na ito. walang "tamang" solusyon. Magiging ibang-iba ang hitsura ng mga disenyong gumagana at nakakatugon sa pamantayan ng pag-iilaw ng LED. Magkakaroon ng maraming solusyon.
  • Pasimulan ang mga mag-aaral sa pamamagitan ng pagkopya ng kanilang pinakamahusay na circuit mula sa Phet sa iyong index card. Gamit ang lapis, i-sketch ito. Saan napupunta ang LED, baterya at wire, iyong pangalan, atbp. Ipalagay sa kanila ang: Batay sa iyong natutunan sa simulation, ano ang pinakamahusay na pagpipilian para sa isang baterya at tatlong LED (serye o parallel)? Isaalang-alang ang pagsisimula sa pagpipiliang iyon. Ang mga simulation ay nagpapahiwatig na ang parallel ay ang pinakamahusay na opsyon para sa isang baterya at 3 LEDs. Ipinakita nito na dalawang baterya ang kakailanganin upang gawing maliwanag ang mga LED sa serye.
  • Pagkatapos ay i-assemble nila ang circuit para sa kanilang name badge. Itusok ang mga LED at ihiga lamang ang mahabang binti ng lahat ng iyong mga LED (positibo) at i-tape ang mga iyon gamit ang copper tape (wire). Susunod na i-tape ang lahat ng mga maikling binti ng LEDS at pagkatapos ay pindutin nang mabuti ang lahat ng mga koneksyon at isara ang circuit sa pamamagitan ng pagpindot nang husto sa baterya (nagsisilbing switch na ang negatibong linya ay nasa ilalim ng baterya at ang positibong linya ay papunta sa tuktok ng baterya).
  • Pinalamutian ng mga mag-aaral ang kanilang badge at nagdidisenyo ng paraan ng pagsusuot nito para makita ito ng iba (tingnan ang sample – gamit ang mga panlinis ng tubo para gawin itong kuwintas).

 

                               

Ibahagi ang mga Tip at Trick:

  • Parehong may Positive at Negative na dulo ang LED at coin cell na baterya. Pansinin ang positibong binti ng LED ay dapat kumonekta sa positibong bahagi ng baterya ng coin cell at pareho para sa negatibong bahagi.
  • Subukan ang iyong baterya at LED upang matiyak na gumagana ang iyong mga bahagi bago ang pagpupulong. Ilagay ang mahabang binti ng LED sa tuktok (+) na bahagi ng baterya ng coin cell at ang maikling binti ng LED sa ilalim (-) na bahagi ng baterya ng coin cell. Gaano karaming mga LED ang maaaring magkatulad ang lakas ng baterya ng coin cell? (magdagdag ng higit pang mga LED sa iyong pagsubok).
  • Pag-short circuit: Mag-ingat na huwag mag-overlap ang iyong copper tape kung saan hindi ito dapat- magreresulta sa pagkasira ng kasalukuyang daloy. (ibig sabihin, paglalagay ng copper tape sa buong circuit, mag-ingat sa baterya ng coin cell dahil positibo rin ang gilid nito.)
  • Ang copper tape ang magiging WIRE mo. Ito ay may pandikit sa likod; balatan mo lang ang papel.
  • Para makakuha ng magandang connectivity kailangan mo ng pressure...siguraduhing pindutin nang pababa ang LED legs at isaalang-alang ang pagdaragdag ng cooper tape sa ibaba at sa ibabaw ng legs.
  • Ang iyong coin cell na baterya ay kumikilos na parang switch. Kapag pinindot mo ito, isinasara nito ang circuit.
  • Para panatilihing bukas ang iyong ilaw, i-tape ito pababa.
  • Ang mga binti ng LED ay madaling mabali. Mag-ingat na huwag yumuko nang masyadong matalim.

Ang mga kulay ng LED ay maaaring nakakalito. Para panatilihin itong simple gumamit lamang ng isang kulay para sa proyektong ito. Ang bawat kulay na LED ay nangangailangan ng ibang boltahe upang lumiwanag (halimbawa: Pula:1.8V, Dilaw: 2.1V, Berde: 2.2V, Asul: 3.2V at Puti: 3.2V). Kaya depende sa kumbinasyon, maaaring hindi gumana para sa iyo na gumamit ng 3 magkakaibang kulay na LED sa proyektong ito. Upang matuto nang higit pa tingnan ang video na ito sa pamamagitan ng Q26: Lahat Tungkol sa LED Part 2: Paghahalo ng Iba't Ibang Kulay

Pagbabago ng Oras

Ang aralin ay maaaring gawin sa kasing liit ng 1 panahon ng klase para sa mga matatandang mag-aaral. Gayunpaman, upang matulungan ang mga mag-aaral mula sa pakiramdam na nagmamadali at upang matiyak ang tagumpay ng mag-aaral (lalo na para sa mga mas batang mag-aaral), hatiin ang aralin sa dalawang panahon na nagbibigay sa mga mag-aaral ng mas maraming oras upang mag-utak, subukan ang mga ideya at tapusin ang kanilang disenyo. Isagawa ang pagsubok at debrief sa susunod na panahon ng klase.

Ano ang isang Simple Circuit?

Ang isang simpleng circuit ay binubuo ng tatlong bahagi: isang pinagmumulan ng kapangyarihan o kuryente (coin cell battery), isang landas o conductor (wire – copper tape) kung saan dumadaloy ang kuryente (kasalukuyan) at isang electrical resistor (LED). Ang larawang ito ay nagpapakita ng isang simpleng circuit na naglalaman ng isang coin cell na baterya, dalawang piraso ng copper tape (wire) at isang LED. Ang daloy ng kuryente (kasalukuyan) ay mula sa positibong (+) na bahagi ng baterya sa pamamagitan ng LED (nag-iilaw dito), at pabalik sa negatibong (-) na bahagi. Upang gawin ang LED na ilaw dapat nating ikonekta ang positibong binti ng LED sa positibong bahagi ng baterya ng coin cell at ang negatibo (maikling binti) sa ilalim ng baterya ng coin cell. (Tingnan PPT para sa isang LED name badge)

Kasalukuyan: Ang kasalukuyang daloy mula sa mataas na boltahe (+) patungo sa mas mababang boltahe (-) sa isang circuit. Ang ilang halaga ng kasalukuyang ay dadaloy sa bawat landas na maaari nitong gawin upang makarating sa punto ng pinakamababang boltahe (karaniwang tinatawag na lupa).

Serye Circuit: Ang mga bahagi ay konektado end-to-end sa isang linya na bumubuo ng isang solong landas para sa kasalukuyang daloy. Ang bawat bahagi sa isang serye ng circuit ay nagbabahagi ng isang node sa pinakamalapit na kapitbahay nito. Ang mga LED ay naka-link sa serye na may negatibong binti ng LED na konektado sa positibong binti ng susunod na LED at iba pa.  

Parallel Circuit: Ang mga bahagi ay konektado sa bawat isa - positibo sa positibo at negatibo sa negatibo. Mayroong maraming mga landas para sa kasalukuyang daloy, ngunit isang boltahe (baterya) lamang sa lahat ng mga bahagi. Ang mga positibong binti ng LED ay kumokonekta sa positibong dulo ng baterya at ang mga negatibong binti ng LED ay kumokonekta sa negatibong dulo ng baterya.

  • Baterya: Pinapalakas ang circuit. Kapag ang baterya ay nasa closed circuit, iko-convert nito ang kemikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya (kuryente) upang palakasin ang circuit (ibig sabihin, gawin ang kasalukuyang daloy at sindihan ang mga LED)
  • Kasalukuyan: Daloy ng elektrikal na enerhiya (kuryente) sa pamamagitan ng isang circuit
  • LED: Uri ng semiconductor na tinatawag na "Light Emitting Diode" (LED). Mag-iilaw ito kapag dumadaloy ang agos dito. Ang positibong (mahabang) binti ay ang "anode" at ang negatibong (maikling) binti ay ang "cathode"
  • Wire: Nagsasagawa ng kuryente at ginagamit upang ikonekta ang mga bahagi sa isang circuit
  • AC: Ang alternating current (AC) ay isang electrical current na regular na binabaligtad ang direksyon at patuloy na nagbabago ang halaga nito sa paglipas ng panahon
  • DC: Ang direktang kasalukuyang (DC) ay isang electric current na dumadaloy sa isang direksyon
  • Saradong Circuit: Kapag ang switch sa circuit ay sarado at kasalukuyang maaaring dumaloy
  • Buksan ang Circuit: Kapag ang switch sa circuit ay bukas at kasalukuyang hindi maaaring dumaloy
  • Lumipat: Ang switch sa isang circuit ay ginagamit upang buksan o isara ang circuit. Pagsara o pagbubukas ng daloy ng kasalukuyang
  • Short circuit: Kapag ang mga wire na hindi dapat magdikit sa isa't isa ay magkadikit (magpatong-patong)
  • Condutor: Materyal na nagbibigay-daan sa pagdaloy ng kuryente dito
  • Insulator: Materyal na hindi nagpapahintulot ng kuryente na dumaloy dito
  • Paglaban: Ang pagkakabukod ay sinusukat sa paglaban. Ang mas insulating isang materyal, mas paglaban mayroon ito
  • Parallel Circuit: Nagbibigay-daan sa maraming daanan para dumaloy ang kuryente (kasalukuyan).
  • Serye Circuit: Nagbibigay-daan sa isang daanan para dumaloy ang kuryente (kasalukuyan).

Mga Extension na Aktibidad

  • Malinis na enerhiya: Talakayin ang paggamit ng mga LED sa mundo.

SDG 7: Abot-kaya at Malinis na Enerhiya
“Mga 50% ng global residential lighting sales ay gumagamit ng LED technology. Upang iayon sa Net Zero Emissions sa Scenario ng 2050, ang pag-unlad sa lugar na ito ay dapat na mapanatili hanggang 2030 upang matiyak na ang lahat ng mga bansa ay nagbebenta ng higit sa lahat na teknolohiya ng LED at may pagtaas ng kahusayan." Pinagmulan: Pag-iilaw ng IEA

  • Bakit bahagi ang mga LED ng diskarte sa malinis na enerhiya?
  • Gumagamit ka ba ng mga LED sa iyong tahanan, paaralan, atbp?
  • Bumuo ng planong mag-convert sa LED light kung saan hindi ito kasalukuyang ginagamit.

Sumisid nang mas malalim Mga conductor at Insulator sa Mga Simulation ng Phet (Circuit Construction Kit: DC). Galugarin ang iba't ibang mga materyales (insulator at conductor) sa simulation.

Pagkahanay sa Mga Framework ng Kurikulum
Ang column na "Mga Tala" ay nagpapaliwanag kung paano kumokonekta ang aralin sa mga paksa ng STEM at ang isang "X" ay nagpapahiwatig sa kung anong antas (beginner, intermediate, advanced). Pakitandaan na ang isang malaking "X" ay nagpapahiwatig ng isang malakas na koneksyon at ang isang maliit na "x" ay nagpapahiwatig ng isang mas mahina na koneksyon o pagkakataon na gumawa ng isang koneksyon. 
Mga Paksa sa Agham Mga Tala Baguhan Panggitna Advanced
Mga Materyales at Katangian Paggamit ng mga natatanging materyales: copper tape para sa wire at isang coin cell na baterya (maaaring bago ito sa mga mag-aaral). Ang papel na circuit na ito ay kapareho ng pagbuo ng isang circuit sa isang breadboard. Malikhaing paggamit ng materyal para sa kung paano isuot ang name badge. x
lakas Maaaring talakayin ang conversion ng enerhiya sa loob ng baterya (kemikal sa elektrikal) x
Elektrisidad / Magnetismo Mga pangunahing circuit (serye at parallel) X
Physics (liwanag, tunog, init) Pagkuha ng pag-unawa sa kung paano gumagana ang mga LED X

 

Paksang Teknolohiya Mga Tala Baguhan Panggitna Advanced
Systems Buksan at saradong circuit X
Disenyo at Pagbabago (EDP) Proseso ng Disenyo ng Engineering (EDP) X

Alignment ng Sustainable Development Goals (SDGs) – Ang mga aralin ay nakahanay batay sa kung ang aralin ay magagamit upang tugunan ang alinman sa mga SDG (https://sdgs.un.org/goals).

SDG 7: Abot-kaya at Malinis na Enerhiya
Tiyakin ang pag-access sa abot-kayang, maaasahan, sustainable at modernong enerhiya para sa lahat.
x Talakayin ang paggamit ng mga LED sa buong mundo.

tagubilin

DESIGN CHALLENGE: Paper Circuit

Ang Hamon: Nabigyan ka ng hamon sa pagdidisenyo, paggawa, at pagsusuot ng isang light up na name badge na nagpapakita ng iyong pangalan.

Pamantayan at Limitasyon

  • Dapat ay bahagi ng iyong name badge ang tatlong LED at dapat umilaw ang lahat
  • Gumamit lamang ng isang coin cell na baterya
  • Dapat ay maisuot mo ang iyong name badge
  • Gamitin lamang ang materyal na magagamit
  • Gumamit ng isang simulation tool upang umulit at makuha ang pinakamahusay na solusyon

HAKBANG 1: Simulation – Paano magpapagaan ang 3 LED gamit ang isang baterya?

  • Maglaro sa paglalagay ng mga LED sa serye at parallel.
  • Ano ang ilang mahahalagang natuklasan na iyong natuklasan?

HAKBANG 2: Gawin ang Iyong Name Badge

  • Mag-brainstorm ng iyong disenyo ng name badge. Saan mo ilalagay ang mga LED?
  • Batay sa iyong mga natuklasan mula sa PhET circuit simulation. Tukuyin kung paano mo ilalagay ang mga LED sa circuit-serye o parallel? Gamit ang isang lapis, i-sketch ang iyong circuit.
  • Susunod na tipunin nila ang circuit para sa iyong name badge. Sundutin ang mga LED at ilatag ang copper tape nang paisa-isa. Tingnan ang listahan ng Mga Tip at Trick sa ibaba
  • Palamutihan ang iyong badge at magdisenyo ng paraan upang maisuot ito para makita ito ng iba.

Mga Tip at Trick:

  • Parehong may Positive at Negative na dulo ang LED at coin cell na baterya. Pansinin ang positibong binti ng LED ay dapat kumonekta sa positibong bahagi ng baterya ng coin cell at pareho para sa negatibong bahagi.
  • Subukan ang iyong baterya at LED upang matiyak na gumagana ang iyong mga bahagi bago ang pagpupulong. Ilagay ang mahabang binti ng LED sa tuktok (+) na bahagi ng baterya ng coin cell at ang maikling binti ng LED sa ilalim (-) na bahagi ng baterya ng coin cell. Gaano karaming mga LED ang maaaring magkatulad ang lakas ng baterya ng coin cell? (magdagdag ng higit pang mga LED sa iyong pagsubok).
  • Ang copper tape ang magiging WIRE mo. Maaari lamang itong punitin (hindi mo kailangang gupitin gamit ang gunting). Ito ay may pandikit sa likod; balatan mo lang ang papel.
  • Para makakuha ng magandang connectivity kailangan mo ng pressure...siguraduhing pindutin nang pababa ang LED legs at isaalang-alang ang pagdaragdag ng cooper tape sa ibaba at sa ibabaw ng legs.
  • Ang iyong coin cell na baterya ay kumikilos na parang switch. Kapag pinindot mo ito, isinasara nito ang circuit.
  • Para panatilihing bukas ang iyong ilaw, i-tape ito pababa.
  • Ang mga binti ng LED ay madaling mabali. Mag-ingat na huwag yumuko nang masyadong matalim.

Ang mga kulay ng LED ay maaaring nakakalito. Para panatilihin itong simple gumamit lamang ng isang kulay para sa proyektong ito. Ang bawat kulay na LED ay nangangailangan ng ibang boltahe upang lumiwanag (halimbawa: Pula:1.8V, Dilaw: 2.1V, Berde: 2.2V, Asul: 3.2V at Puti: 3.2V). Kaya depende sa kumbinasyon, maaaring hindi gumana para sa iyo na gumamit ng 3 magkakaibang kulay na LED sa proyektong ito. Upang matuto nang higit pa tingnan ang video na ito sa pamamagitan ng Q26: Lahat Tungkol sa LED Part 2: Paghahalo ng Iba't Ibang Kulay

Naida-download na Sertipiko ng Pagkumpleto ng Mag-aaral