Ηλιακό Ρομπότ B.E.A.M. Creative Commons, Attribution + Noncommercial + ShareAlike (BY-NC-SA)
Verified
Authors: Ιδρυμα Ευγενιδου
Engineering
This content is provided in languages:

Φτιάξε το δικό σου ρομπότ που κινείται με ηλιακή ενέργεια και ακολουθεί τον ήλιο! Αυτή η πρόκληση εισάγει τους μαθητές στον τομέατης ηλεκτρολογίας. Με το παράδειγμα των ρομπότ που τροφοδοτούνται από ηλιακούς συλλέκτες, οι μαθητές θα συμμετάσχουν σε μια ολοκληρωμένη εφαρμογή των φωτοβολταϊκών. Στα ρομπότ χρησιμοποιούνται πυκνωτές για την αποθήκευση ενέργειας∙ αφού φορτιστούν οι πυκνωτές από τους συλλέκτες, δίνουν την ενέργειά τους στο φορτίο, μέσω κατάλληλου ηλεκτρονικού κυκλώματος. Μέσω των πειραμάτων, οι μαθητές θα καταλάβουν στην πράξη πώς λειτουργούν οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες, πώς αποθηκεύουν την ενέργεια με την οποία τροφοδοτούν το φορτίο (για κατανάλωση) και φυσικά οι μαθητές θα δουν τόσο τα πλεονεκτήματα όσο και τα μειονεκτήματα (ιδιαίτερα τα τελευταία δεν φαίνονται στις συμβατικές υλοποιήσεις STEM που αφορούν τα φωτοβολταϊκά). Πέρα από το ζήτημα της ενέργειας, οι μαθητές θα έρθουν σε επαφήμε τα απλά ηλεκτρονικά κυκλώματα και τα βασικά στοιχεία που τα αποτελούν.
Knowledge acquisition gain
  Δεξιότητες: Εισαγωγή στον κόσμο της διαδικασίας σχεδιασμού και στον τρόπο με τον οποίο οι μηχανικοί εργάζονται / ανάπτυξη των δεξιότητων επίλυσης προβλημάτων / πρακτική εφαρμογή της επιστήμης και των μαθηματικών στη μηχανική / ανάπτυξη κριτικής σκέψης / υποστήριξη ομαδικής εργασίας, κινήτρων, αντιμετώπισης προβλημάτων και μάθηση από την αποτυχία / κατανόηση των υλικών και τον ρόλο τους στην διαδικασία σχεδιασμού. Επιστημονικές αρχές/έννοιες που θα εξεταστούν: Ηλεκτρική ενέργεια, ηλεκτρομαγνητισμός, Νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής ή νόµος του Faraday, ηλεκτρικό κύκλωμα, ένταση, τάση, αγωγιμότητα, αντίσταση, πυκνωτής, κινητήρες συνεχούς ρεύματος, ηλιακή ενέργεια, κβαντομηχανικο μοντέλο του ατόμου, ενεργειακή στάθμη, φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, φως, δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου, φωτόνια, ηλεκτρόνια.

STEM σταδιοδρομίες και αγορά εργασίας

Ηλεκτρολογία: Η ηλεκτρολογία είναι ένας τομέας της εφαρμοσμένης μηχανικής που ασχολείται με τη μελέτη και την εφαρμογή των αρχών του ηλεκτρισμού, της ηλεκτρονικής και του ηλεκτρομαγνητισμού. Η εφεύρεση του τρανζίστορ και του ολοκληρωμένου κυκλώματος, έκανε τα ηλεκτρονικά είδη αρκετά φθηνά ούτως ώστε να μπορούν να χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε αντικείμενο οικιακής χρήσης.

Η ηλεκτρονική μηχανική είναι μια επιστήμη της ηλεκτρολογίας που χρησιμοποιεί ηλεκτρικά εξαρτήματα, όπως τρανζίστορ, διόδους, πυκνωτές, αντιστάτες, LED και ολοκληρωμένα κυκλώματα για το σχεδιασμό ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, μηχανών, μικροεπεξεργαστών, μικροελεγκτών και άλλων συστημάτων. Η ηλεκτρονική αποτελεί υπο-πεδίο του τομέα της ηλεκτρολογίας και περιλαμβάνει υπο-πεδία όπως τα αναλογικά ηλεκτρονικά, τα ψηφιακά ηλεκτρονικά, τις ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης, τα ενσωματωμένα συστήματα και τα ηλεκτρονικά ισχύος. Η ηλεκτρονική μηχανική ασχολείται με την εφαρμογή των αρχών της φυσικής στερεάς κατάστασης, της ραδιοεπικοινωνίας, των τηλεπικοινωνιών, των συστημάτων ελέγχου, της επεξεργασίας σήματος, της τεχνολογίας συστημάτων, της μηχανικής ηλεκτρονικών υπολογιστών, της μηχανικής οργάνων μέτρησης, του ελέγχου ηλεκτρικής ισχύος, της ρομποτικής και πολλών άλλων.