1. De transformatie van een bus

Het is interessant om te zien hoe we bij het inrichten van de Junior IOT werkplaats in onze bus allerlei energievraagstukken tegenkomen die we ook herkennen in de maatschappij. We hebben mogen klooien met allerlei technologie om de bus steeds beter te laten passen bij wat we nodig hebben. En jij mag ons meehelpen in deze transformatie.

De bus zoekt een oplossing. Voor stroom, licht en warmte. Net zoals de energietransitie in de maatschappij, waarbij we proberen betere en meer duurzame energiebronnen in te zetten, zo proberen we in de bus ook betere manieren aan te boren. We onderzoeken verschillende brandstoffen en manieren om slimmer met energie om te gaan.

Hieronder nemen we je mee in een eigen ontdekkingstocht, en ervaar je de problemen die andere Junior IOT deelnemers al hebben gesignaleerd. We vertellen over de oplossingen die we hebben gevonden en de problemen die we daarbij tegenkwamen. Als jij straks net zoveel weet over energie in de bus dan kan ook jij helpen om de beste oplossing te kiezen.

Methodiek Onderzoekend Leren

Je merkt dat we je vragen om zelf iets te onderzoeken – gewoon omdat wij daar het meeste van genieten. Tegelijk wordt er nagedacht over onderzoekend leren als onderdeel van Onderzoekend en Ontwerpend Leren, bijvoorbeeld op deze site. Het mooiste leerresultaat krijg je als je de volgende stappen gebruikt:

1. Verwonderen. Leerzame informatie, in welke context speelt de opdracht en de problematiek.
2. Verkennen. Afkadering van de onderzoeksopdracht, wat wil je onderzoeken, en wat hoort er niet bij.
3. Onderzoek opzetten. Het onderzoek laten bedenken door de leerlingen.
4. Onderzoek uitvoeren. Het onderzoek laten uitvoeren door de leerlingen.
5. Concluderen. De leerlingen evalueren wat ze hebben gedaan en trekken de conclusie. Wat is de uitkomst? Maar ook: Wat ging goed? Wat kan beter?
6. Presenteren: Laat met trots je resultaten zien!
7. Verbreden en verdiepen: Wat kunnen we de volgende keer verder onderzoeken?

Deze nummers zie je terug in de titels op deze pagina. De nummers bij de titels helpen mij om mijn informatie in een volgorde te zetten die goed werkt voor jouw onderzoek. Jouw eigen onderzoek helpt je om je eigen mening te vormen over hoe we met energie omgaan, en hoe dat eventueel beter kan.

(bron:  https://www.talentinzicht.eu/onderzoekend-en-ontwerpend-leren/ )

2. Vraag: Hoe verwarmen we de bus?

De opdracht stellen we als de volgende vraag:

• Hoe maken we het in de winter warm in de bus?

Dit willen we van je weten: Wat is volgens jou de beste manier, hoeveel energie levert het op, wat zijn de kosten, en zijn er ook nadelen?

Wat mag je wel, en wat mag je niet…?

Je mag zelf op onderzoek gaan in de bus. Deze pagina helpt je de dingen te vinden waar je naar mag kijken. Pas bij je onderzoek in de bus wel op dat je aan de bus niets verandert. Het is de bedoeling dat alles in de bus na je onderzoek gewoon nog werkt!

Je mag deze dingen zelf opzoeken en aanraken. Ik vertrouw erop dat je zelf weet wanneer je hulp moet vragen.

Gebruik een Blog of een logboek

Als je de opdrachten goed wilt uitvoeren dan kan je het beste een blog aanmaken of een logboek bijhouden. Daarin noteer je  jouw plan.

Je beschrijft ook al jouw ontdekkingen, zodat je alle gegevens later nog kunt opzoeken. Zet er dan duidelijk bij hoe je aan de informatie komt, hoe je hebt gemeten, of waar je het hebt gelezen. Dan kunnen we dit later nog een keer precies nadoen om je onderzoek te valideren. Dat hoort bij wetenschappelijk onderzoek.

3. Maak je onderzoeksplan

Bij onderzoekend leren maak je een onderzoeksplan en voer je het daarna uit. In het volgende hoofdstuk lees je over de onderwerpen waar de andere Junior IOT deelnemers al naar gekeken hebben. Je ziet in het kort hun resultaten.

Bekijk alvast de verschillende onderwerpen die in het volgende hoofdstuk worden genoemd. Denk na over welke onderwerpen je wilt onderzoeken. Kan je daarmee je vraag beantwoorden of moet er nog wat bij?

Onze experimenten waren soms best spannend. Van de verschillende experimenten hebben we telkens onze ervaring genoteerd. Met die notities kan jij nu nalezen hoeveel elke vorm van energie ons kost, hoeveel warmte het oplevert, en welke problemen we rekening mee moeten houden. Sommige experimenten kan jij ook doen, en bij sommige moet je vertrouwen op de getallen die we je geven. In je plan maak je die keuze. Controleer wel altijd of de uitkomsten betrouwbaar genoeg zijn!

Tijdens je onderzoek zal je ook dingen tegenkomen die leuk zijn om te ontdekken maar die niet veel met jouw onderzoeksvraag te maken hebben. Wees kritisch en maak dan een keuze of je daar veel aandacht aan besteed. Het kan handig zijn om alleen de dingen te onderzoeken die helpen bij het beantwoorden van deze vraag. Maar: In overleg mag je jouw onderzoeksvraag veranderen om je in het onderzoek te specialiseren op één van de genoemde onderwerpen. Dat is dan deel van je plan.

Voordat je verder gaat noteer je in je blog of logboek eerst jouw onderzoeksvraag, welke dingen je daarvoor wilt onderzoeken, en hoe je dat wilt doen. Dat is nu je onderzoeksplan.

Voorbeeld voor een onderzoeksplan

Hier geef ik een voorbeeld van een onderzoeksplan. jij maakt natuurlijk je eigen plan, maar je leert daarbij ook van dit voorbeeld.

Dit onderzoek heet “Piet en Marieke onderzoeken energie in de bus”

Onderzoeksvraag: Hoe maken we het in de winter warm in de bus?
We onderzoeken wat volgens ons de beste manier is om de bus te verwarmen tijdens een winterse dag van 0 graden. We bepalen een manier om de Junior IOT bus tijdens de zaterdaginloop voldoende warm te houden. We laten zien wat dit kost en hoeveel warmte de door ons gekozen manier oplevert. We noemen ook de eventuele nadelen van de door ons gekozen manier, en vertellen waarom dit volgens ons de beste manier is.

Dit is ons onderzoeksplan: 

In de informatie bij de opdracht zien we de ervaringsgetallen uit de voorgaande experimenten door de andere Junior IOT deelnemers. We willen proberen hiermee een volledige berekening te maken. Het plan is om deze stappen te volgen:

We maken een overzicht van alle genoemde mogelijkheden. We schrijven alles goed op om straks makkelijk een presentatie te maken.

Uit alle resultaten bekijken we of we kunnen zien hoeveel warmte ongeveer nodig is als het buiten 0 graden is. We willen dat het in de bus de hele tijd ongeveer 20 graden is.

Voor elke soort techniek noteren we welke soort energie is gebruikt. We berekenen de kosten en controleren of het genoeg warmte oplevert. We beoordelen welke problemen er waren ontdekt, en of de oplossing wel werkt en genoeg warmte maakt.

We vergelijken de technieken en bedenken welke problemen we écht vervelend vinden. Van de overgebleven mogelijkheden kiezen we dan de allerbeste. Als er niets is dat echt goed werkt, dan denken we na over andere experimenten om de nadelen op te lossen of om een oplossing te verzinnen.

Dit is natuurlijk maar een voorbeeld. Deze groep wil alleen naar de eerdere resultaten kijken. Dat mag natuurlijk, maar ik denk dat je liever zelf op onderzoek gaat in de bus. Daarom schrijf je jouw eigen plan!

4. Aan de slag

Hieronder lees je over de experimenten en onderzoeken van de andere Junior IOT deelnemers. De verschillende onderwerpen gaan over de verschillende vormen van energie die je kunt ontdekken in de bus.

Let op: Je mag pas verder als je begrijpt dat er wel bepaalde regens zijn over wat wel en niet mag!

De bus gebruikt 24 volt gelijkstroom

Toen onze bus 20 jaar geleden werd gebouwd is hij voorzien van 4 accu’s van elk 6 volt. Deze zijn in serie geschakeld, en worden daardoor door de bus gezien als één 24 volt accu. Je zult zien dat auto’s vaak werken met een 12 volt accu, en bussen en vrachtwagens over het algemeen met 24 volt.

De spanning van elke accu kan je nameten aan het paneel met aansluitcontacten dat door Casper is doorverbonden met elke accu. Het is leuk om zo te zien hoeveel de spanning van elke accu is, en hoeveel het totaal is. Maar het is ook belangrijk om te controleren of de accu’s na elk gebruik weer goed bijgeladen worden. En het is belangrijk om te weten dat de accu’s nog goed genoeg zijn – in de regel moeten ze om de paar jaar worden vervangen en daar hebben wij natuurlijk geen zin in. En als er één accu slechter wordt dan zal daarvan de spanning tijdens het laden of tijdens het gebruik duidelijk anders zijn dan bij de andere accu’s. Zijn de bus accu’s vandaag nog in orde? Meet ze nog maar eens na.

Als een accu niet meer de juiste spanning geeft dan kan je hem soms laten bijvullen met demi water. Blijf daar zelf netjes van af! De vloeistof in een accu is namelijk erg zuur en is daardoor gevaarlijk. De metalen platen die in het accu zuur hangen moeten volledig bedekt zijn met vloeistof, anders doen ze het niet goed. Bovendien kunnen allerlei vaste stoffen vastkoeken aan deze platen waardoor ze minder goed gaan werken. Onze accu’s hebben we bijgevuld met demi water nadat we merkten dat ze allemaal een verschillende spanning aangaven nadat (per ongeluk) de totale voltage 12 volt was geworden. Ze doen het nu weer goed – denk ik.

De accu’s worden iedere inloop nog gebruikt. De originele binnenverlichting met 25 Watt tl-balken werkt op de 24 volt van de bus. Tel het aantal TL-balken maar eens na. Na een paar uur zie je dat deze verlichting minder fel brandt, de spanning van de accu’s wordt minder.

We hebben een acculader aangesloten die probeert de 24 volt spanning op orde te houden. De lader kan laden met maximaal 8 Ampere. Het is een slimme lader die je kan instellen op 12 of 24 volt, en op ‘rustig’ of ‘krachtig’ laden. Hij staat nu ingesteld op krachtig laden op 24 volt, en dit betekent dat hij probeert om ruim 27 volt aan te bieden. Kan je uitrekenen met hoeveel stroom de accu geladen kan worden terwijl de binnenverlichting aan staat? Meet de spanning eens na terwijl de binnenverlichting aanstaat, kan je zien of deze verandert?

We hebben ook een modernere slimme lader, die zelf beslist of de aangesloten accu met 12 volt of 24 volt geladen moet worden. Een 12 volt accu wordt geladen door ruim 14 volt aan te bieden. We waren erg verbaasd dat de accu’s heel vaak leeg waren, of een lage spanning lieten zien. We hebben ontdekt dat deze lader ‘dacht’ dat we een 12 volt accu hadden… En daarom ging hij helpen door onze accu’s als een 12 volt accu te laden. Blijkbaar kan dit met lood-zuur accu’s, al is dit niet aan te bevelen. Anyway, nu hebben we een minder slimme lader.

Dit is voor ons dus een belangrijke energiebron, en we doen goed onze best om deze goed te laten werken. Maar we zien ook dat we deze niet gebruiken voor warmte in de bus?

Diesel als energiebron voor beweging

Zoals veel oude bussen reed onze bus op diesel. Weet je ook andere brandstoffen voor een stadsbus? Wat zouden de voor- en nadelen zijn van de verschillende keuzes?

Als de motor draait dan wordt ook electriciteit opgewekt. Kan je nameten hoeveel volt dat is? Hoe heet dat ding waarmee de electriciteit wordt gemaakt?

Rondjes rijden door de stad is best belangrijk voor een bus – maar het lijkt erop dat we hier geen informatie hebben om de bus warm te maken?

Diesel ook als warmtebron

Inge en Casper ontdekten dat er een standverwarming in de bus zit. Dit is een kacheltje waarin diesel wordt verbrand – en met een electrische pomp door het leidingsysteem van de bus wordt rond gepompt. De kachel zit ergens onder de bestuurdersstoel, en er is een luik aan de buitenkant van de bus waardoor je hem kunt zien. Er zit nog ergens een goedkeuringssticker met een jaartal. Kan je deze standverwarming vinden, en wat is het jaartal?

De standverwarming is van het merk Webasto, en de unit is zo’n 80 centimeter lang. We hebben op het internet een beschrijving gevonden waarin staat hoeveel kilowatt power als verwarming kan worden geleverd. Zoek dit eens op? Volgens mij levert die van ons volgens het boekje zo’n 11,6 kilowatt aan warmte, en verbruikt dan 1,5 liter diesel per uur. Als dit op een dag met onze inloop 3 uur aan zou staan, hoeveel diesel verbruikt dit dan? Wat kost dit, en hoeveel kWh warmte levert dat ons op?

Kijk in de bus ook eens of je de warmte leidingen kunt zien. Toen in opdracht van Disney de bus werd omgebouwd tot Star Wars showbus zijn natuurlijk alle stoelen weggehaald. Het verwarmingssysteem liep ook door onder de stoelen, maar dit deel is netjes weggehaald en dichtgestopt.

We hebben geprobeerd of de bus op deze manier opgewarmd kon worden, en inderdaad worden de buizen wel warm. Het systeem werkt dus nog. Maar we werden een beetje afgeleid door de vervelende diesel rookwolken die de bus in waaiden. We werden er een beetje misselijk van. Deze test doen we maar niet opnieuw.

Netstroom met een lang verlengsnoer

Het moment dat onze bus het terrein opgereden werd wilden we meteen aan de slag. Met een lang en degelijk verlengsnoer verlegden we onze eigen electriciteitsgroep naar de bus, en we hebben zelfs onze eigen meter. We kunnen gelukkig meteen aan de slag met al onze gereedschappen, we hebben licht, muziek en warmte – of niet?

Electrische verwarming op lichtnet

De maanden na de zomer werd het snel kouder. Met steeds grotere electrische verwarmers konden we telkens toch nog aan de slag. Tot het buiten onder de tien graden werd.

We merkten dat hoe meer verwarmingen we aanzetten, hoe lager de voltage van ons stopcontactenstroom werd. Wanneer we niet veel verbruiken meet ik 228 volt wisselspanning op ons stopcontact. Maar als ik 4 kW aan verwarmingen aanzet zakt dit tot 168 volt. Dat komt blijkbaar doordat ons verlengsnoer aangesloten is op dat van het buitenterrein, en dat weer op de binnenkabels in de hal. Ik ga er van uit dat we 300 meter bekabeling hebben tussen de bus en de straat.

Ik merk dat de verwarmingen dan ook niet meer de warmte afgeven die ik gewend ben. De spanning gaat omlaag, maar de stroom waarschijnlijk ook. Reken eens uit met de weerstandformule welke stroom nodig is bij de normale spanning om 4 kW warmte te maken? Kan je de bijbehorende weerstand uitrekenen, en dan de stroom die nog loopt bij 168 volt? Welk verwarmingsvermogen krijg ik dan nog uit mijn verwarmingen?

Aan de straat wordt in ieder geval minimaal 228 volt wisselspanning geleverd, en het verschil met 168 volt komt door de weerstand over de lange draden. Als ik met deze verwarmingen de bus probeer te verwarmen, hoeveel warmte wordt eer dan tegelijk ook opgewekt in de kabels op weg naar de bus?

Electriciteitskabels worden altijd een beetje warm. Als deze kabels verdeeld zijn over een langere afstand is dat helemaal niet erg, dat hoort bij de transport van energie. Het is natuurlijk wel zonde dat dit deel van de energie als warmte verloren gaat. Wat zou er eigenlijk gebeuren als al deze kabel op één hoopje zou liggen?

We betalen ongeveer 20 cent per kWh, of kilowattuur. De zaterdag inloopmiddag is van 12.00 tot 17.00, maar we beginnen twee uur van te voren te verwarmen, en we werken vaak nog een uurtje door. Ook al komt de warmte er niet zo efficient uit, volgens mij telt de meter gewoon de stroom die langs komt, en berekent de kWh alsof er altijd 220 volt wisselstroom is. We zetten de electrische kachels ook iets lager. Daarom mag je voor de kostenberekening doen alsof er al deze tijd 3 kW wordt gebruikt. Hoeveel kost een inloopmiddag dan aan stroom? En hoeveel kWh aan warmte levert dit op?

Vergeet niet dat deze hoeveelheid warmte alleen voldoende is als het buiten niet kouder is dan 10 graden.

Gas verwarmingskanon

Omdat het electrisch verwarmen als het écht koud wordt voor ons niet zo goed werkt hebben we een gasverwarming gekocht. Dit is er eentje die met een straaljagerachtige vlam een heleboel gas verbrandt. Volgens het label geeft hij dan 15.000 watt warmte, en hij verbruikt ongeveer 1 kilogram gas per uur.

Gasflessen halen we verderop in de straat, dat is het goedkoopst. Volgens de site betalen we 26,50 euro voor een vulling met 10 kg gas.

Toen het buiten 0 graden was hebben we de verwarming anderhalf uur lang aangezet voor de inloop begint, en tijdens de inloop voorzichtig nog twee keer een half uurtje. Wat kost ons dit per inloop? En hoeveel kWh warmte levert dit ons op?

Op zo’n dag met een buitentemperatuur van 0 graden was de binnentemperatuur na anderhalf uur verwarmen met deze gaskachel al zo’n 25 graden. Dan zetten we de kachel uit. Na drie uur is het binnen dan nog maar 10 graden. Kan je hieruit afleiden hoe snel de bus haar warmte kwijt raakt, en hoeveel watt er nodig zou zijn om op zo’n dag de binnentemperatuur op 20 graden te houden?

Een straaljagervlam in een bus met mensen is niet zo’n goed idee. En we ontdekten nog iets anders – tijdens het branden van de verwarmer werd alles nat. Overal kwam water op, vooral op dingen die koud zijn, en dat is niet zo’n goed idee voor onze apparatuur. Reken eens uit hoeveel water dit is?

Tijdens het verwarmen met gas raakten de ramen steeds meer beslagen, en de lucht leek vochtiger bij het ademen. Gelukkig gaat er af en toe een deur open om wat zuurstof naar binnen te laten (en de bus tocht ook voldoende). Wanneer de temperatuur hoger werd dan zo’n 15-18 graden verdween de condens en voelde de lucht weer gewoon. De hygro meter geeft dan 50% RH aan bij een temperatuur van 20 graden. Als je weet dat de bus 18 meter lang is, 2,5 meter breed en 3 meter hoog is, dan kan je vast uitrekenen hoeveel sardientjes er in een emmer passen? Of is er iets anders wat we kunnen uitrekenen, wat interessant is voor het klimaat in de bus?

Dus de gaskachel het werkte wel, we kregen het er warm van. Maar we werden erg afgeleid door onze eigen instructie filmpjes vol met waarschuwingen, en de waarschuwing stickers op het apparaat dat het alleen buiten gebruikt mocht worden (gelukkig staat onze bus buiten…?).

Warmtepomp – airco of verwarming?

Nu is er een tijdje terug een mooie uitvinding gedaan. De warmte pomp. Het zou leuk zijn als je opzoekt hoe dat werkt? Hoe lang geleden is de warmte pomp uitgevonden? En de airco? En de koelkast?

In een wasdroger zit tegenwoordig vaak een warmtepomp, dat bespaart een hoop energie, en valt daarmee in een erg goed eenergieklasse, bijvoorbeeld zelfs A+++. Thuis hebben we dat nu ook, en de electriciteitsrekening lijkt merkbaar een stukje lager te zijn. Op het internet kan je kijken naar een vergelijking van het energieverbruik van een wasdroger met en zonder warmtepomp. Is dit fake news? Kijk eens wat je thuis hebt, en zoek zelf eens naar de prijzen en verbruikscijfers, maak zelf ook zo’n vergelijking?

In de bus hebben we midden in de winter een airco opgehangen, mét warmtepomp, om te verwarmen dus. Dit is de Mitsubishi SRK-35ZJ-S (gebruiksaanwijzing), een split-systeem met binnen- en buiten unit, gekocht op Marktplaats dus goedkoper én circulair tegelijk. En dat past dan weer goed bij onze marktplaats bus.

Kijk eens goed hoe dit allemaal werkt. Welke onderdelen herken je? Maken ze veel geluid? Hoe kan dat eigenlijk dat je minder energie uit het stopcontact nodig hebt dan het aan verwarming oplevert?

Deze airco verbruikt ongeveer 1 kW stroom en geeft dan 3,5 kW koelvermogen of 4 kW verwarming. Als we bij een buitentemperatuur van 0 graden met het gaskanon van 15 kW anderhalf uur nodig hebben om de bus voldoende voor te verwarmen, hoe lang hebben we met dit apparaat dan nodig? Denk je dat 4 kW voldoende is om de bus op temperatuur te houden?

Als we de timer van de airco zo programmeren dat hij zes uur voor de inloop al aangaat, en de inloop is weer van 12.00-17.00, en we zitten nog een uurtje langer na, hoeveel energie hebben we dan verbruikt? Wat kost dat ons, en hoeveel kWh warmte levert dat ons op?

Zonne energie en omvormers

We hebben bij de bus een aantal verschillende zonnepanelen die gebruikt zijn om voor een woning of voor de gemeente energie op te wekken. We hebben nu niet de professionele spullen om er echt een zelfstandige energievoorziening van te maken… maar we kunnen er wel mee experimenteren.

Voor de experimenten hebben we een paar eenvoudige omvormers die de electrische energie van het paneel omzetten naar energie om een 12 volt auto accu op te laden. Je kunt er een aantal oude auto accu’s mee opladen, probeer maar eens.

Op de auto accu kunnen we een inverter aansluiten die van deze 12 volt weer ‘stopcontactstroom’ maakt. En daar kunnen we dan weer een apparaat op aansluiten met een gewone stekker. Let op, de inverter geeft aan tot hoeveel watt hij kan leveren, bij ons meestal tot 900 watt. Ook de oude auto accu kan niet altijd zo veel vermogen meer geven, de spanning zakt dan, en de beveiliging van de inverter schakelt dan uit. Dat helpt ons om goed te begrijpen wat er precies gebeurt.

Hoeveel watt neemt onze soldeerbout? Kan dat wel makkelijk op onze inverter? En hoeveel neemt bijvoorbeeld een lipo lader?

Kijk eens goed naar de zonnepanelen, hoeveel vermogen leveren deze? Onze bus accu van 24 volt totaal wordt nu met een 8 ampere lader opgeladen. Hoeveel zonnepanelen zou je daarvoor moeten aansluiten?

Kijk nog eens hoeveel energie de binnenverlichting van de bus nodig heeft. We willen de binnenverlichting één dag aan hebben voor workshops van 9.00 tot 17.00 en dan ook nog voor een avondworkshop van 18.00 tot 22.00. Tijdens de workshop dag wordt geladen, en we hebben na zo’n dag altijd minstens één dag om weer op te laden. Van de 10 oudere zonnepanelen is aangegeven aan dat ze 110 watt piek opleveren. We kunnen oude 12 volt autoaccu’s ritselen van gemiddeld 70 Ah. Ga er van uit dat de zonnepanelen en de accu’s op 50% werken, dus dat je er twee keer zoveel van moet hebben om de officiële getallen te halen. Bedenk hoeveel panelen en accu’s we nodig hebben om de binnenverlichting voldoende te laten branden.

Aan stopcontactstroom gebruiken we in de bus gemiddeld 100 kWh per maand, en dat is nu inclusief het opladen van de accu’s voor de binnenverlichting én inclusief alle zinnige en onzinnige experimenten met de verwarming. Het verbruik gebeurt voornamelijk op één dag in de week. Bedenk op dezelfde manier hoeveel panelen en accu’s we nodig hebben om via zonnepanelen te voorzien in deze energiebehoefte.

Ik ben benieuwd of je zo kunt uitrekenen of we hiermee de bus kunnen verwarmen.

Oplaadbare batterijen

Voor de apparaten die we bouwen hebben we vaak batterijen nodig. Veel batterijen. Het is handig als we de batterijen telkens opnieuw kunnen gebruiken, en daarom hebben we er daar verschillende soorten van in de bus. Kan jij eens onderzoeken welke soorten batterijen we hebben? En zoek eens op wanneer de batterij is uitgevonden.

Wordt een gewone batterij ook gebruikt om een ruimte te verwarmen?

Pneumatiek en hydrauliek

In de techniek zijn luchtdruk en oliedruk belangrijke mogelijkheden om kracht of beweging over te brengen. Zoals electriciteit wordt gebruikt om energie van een batterij naar een lamp over te brengen heeft pneumatiek en hydrauliek ook met energie overdracht te maken. Wat is het verschil tussen die twee begrippen?

Luchtdruk wordt in de bus gebruikt om de deuren te openen en te sluiten. Daarnaast wordt via  luchtdruk aan de remmen doorgegeven dat de rembeveiliging er af mag. Als de motor niet draait wordt er geen luchtdruk opgebouwd, en moeten we de deuren met de hand openen. Denk je dat zonder luchtdruk de remmen juist áán of uit staan?

Oliedruk wordt gebruikt om kracht op de remmen te zetten, en om goed te remmen is best veel kracht nodig. Olie is weinig samendrukbaar en is dus goed geschikt voor deze taak. Ook hebben we een kleine en een grote hydraulische krik, je mag eens uitzoeken hoe deze werken en hoe veel gewicht ze kunnen optillen. Deze apparaatjes zijn heel klein, maar ze zijn toch erg zwaar. Waarom is dat?

Volgens mij zijn dit best leuke experimenten, maar ze hebben niets te maken met het verwarmen van de bus.

Mechanische overbrengingen

In de bus kan je op verschillende plekken een mechanische overbrenging vinden waardoor beweging of kracht van het ene onderdeel wordt doorgegeven naar een andere.

Een voorbeeld hiervan zijn de meesturende achterwielen. Zodra de achterste helft van de bus scheef komt ten opzichte van de voorkant gaan de achterste wielen automatisch een beetje bijsturen. Hierdoor volgen de achterste wielen in een bocht ongeveer het spoor van de middelste wielen, en dan is deze lange bus bijna net zo makkelijk te besturen als een kortere. Hee dat is handig! Het mechanisme zit onder de bus tussen de harmonica en de achterwielen. Zoek op het internet een plaatje hiervan en probeer eens uit te leggen hoe dit werkt?

Een duidelijker voorbeeld is de aandrijfstang tussen de motor en de wielen. Weet je waar de motor zit? Zoek aan de buitenkant de drie grote luiken en kijk eens wat je daar kunt ontdekken. Bij het derde luik zie je een dikke stang schuin weglopen richting de wielen. Welke wielen zijn aangedreven bij onze bus?

Ik ben benieuwd of je hierin een oplossing ziet voor het verwarmen van de bus.

5. Conclusie: heb jij de oplossing voor ons probleem?

Weet je nog, aan het begin stond dat we van alle experimenten een paar dingen hebben onthouden waarmee je kunt uitrekenen hoeveel elke vorm van energie ons kost, hoeveel warmte het oplevert, en welke problemen we rekening mee moeten houden.

Wat jij nu kunt doen…

Schrijf alle experimenten op die we hebben gedaan om de bus te verwarmen. En dan voor elk experiment: welke vorm van energie gebruikten we, wat kost het en hoeveel warmte levert het ons op, en wat waren de problemen die we ontdekten?

Ook als het buiten 0 graden is willen we dat het in de bus lekker warm is, ongeveer 20 graden ofzo. Hoeveel warmte hebben we ongeveer nodig denk je?

Maak nu een plan. Gebruik daarbij een oplossing die in de experimenten lijkt te werken, en wat jij zelf een goed idee vind. Wat moeten we doen om het lekker warm te hebben tijdens de zaterdag inloop van 13.00 tot 17.00 plus een extra uur om na te kletsen. Hoe lang van te voren moeten we beginnen? Wat kost het?

Wat zie jij nog als nadelen van je plan, en welke problemen zouden andere mensen misschien willen noemen? Welke experimenten zou je nodig hebben om deze nadelen op te lossen of om een nog betere oplossing te verzinnen?

6. Presenteren

Als je een blog hebt gemaakt dan kan je daarin nalezen wat je allemaal precies hebt ontdekt. Een goed onderzoek is pas goed als je de resultaten goed kunt delen!

Je kunt zelf kiezen:

• vertel mij over je ervaringen en je conclusies
• of: geef een presentatie. Dit mag in de bus, of misschien vraagt je leraar om dit op school te doen.

7. Verbreden en verdiepen

We willen graag nadenken over wat we hebben geleerd tijdens deze manier van leren. Past deze manier bij hoe je iets nieuws wilt leren? Kunnen wij onze informatie aanpassen zodat het nog beter voor je werkt?

Ik ben ook benieuwd of je voor jezelf iets nieuws hebt ontdekt. Zijn er dingen die je interessant vind om verder te onderzoeken? Hoe zou je dat willen aanpakken?

Een paar extra raadsels

Je hebt natuurlijk de vrijheid om nog een paar andere dingen te onderzoeken.

Nu nog een raadsel. Ga op de bestuurdersstoel zitten en probeer het stuur te draaien. Het kan zijn dat er niet veel gebeurt als de bus uit staat. Voor op de bus zit een luik, als je stevig trekt kan dit open.  Welke soort energie of overbrenging wordt gebruikt om tijdens het sturen jouw energie te vertalen naar een sturende beweging van de wielen?

Nog één extra moeilijke vraag. Boven de voordeuren zit een luik waardoor je naar de pneumatische aansluitingen kunt kijken. De knoppen bij de bestuurder zijn electrisch. Er is dus een plek waar de electrische signalen worden vertaald naar luchtdruk. Let op, je mag niets veranderen achter de luiken van de bus, anders doet hij het niet meer. Kan je boven de voordeuren ontdekken waar dat is?

Oh, nog één dubbel moeilijke graag. Met één schakelaar bij de bestuurder bedien ik meerdere deuren, en bovendien reageert een deur alleen als de bus niet aan het rijden is, en dan moeten ook nog allerlei andere knoppen goed staan. Er is dus een plek in deze 20 jaar oude bus waar al deze signalen worden gecombineerd en waar bij elk nieuw signaal wordt uitgerekend wat er nu weer moet gebeuren. Let op, je mag nog steeds niets veranderen achter de luiken. Kan je een plek ontdekken waar veel bus achtige draden bij elkaar komen, en zie je of er ergens zo’n reken kabouter zit?

Ohh jeah – dan nog een echt driedubbelmoeilijke vraag. Geen echte vraag, maar meer een mega moeilijk doeners project. Er zitten op deze bus, onder alle stickers op de buitenkant, een aantal matrixborden. Op één plek is de sticker weg gehaald om te kijken of het bord het nog doet. De bediening zit links boven de bestuurder, een kastje met het woord American er op. Van dit kastje loopt er één kabel waar alle schermen achter elkaar zijn aangesloten, en zo’n data verbinding heet een bus. Een bus in een bus dus. Vroeger hadden bus bestuurders een kastje bij zich om de juiste naam op het scherm te zetten. Met een seriële kabel wordt zoiets verbonden. Bij het voorraam ligt een kabel voor een seriële aansluiting naar USB. Nu de vraag: kunnen jullie JuniorIOT op het scherm zetten? Het is ons nog niet eerder gelukt.

Nouja nog één vraagje dan. Kan je zien of de matrixborden de letters vormen met licht of op een andere manier?