Robot van geleidende klei

Robot van geleidende klei

Maak een robot van klei en leer over geleidende en niet-geleidende materialen!

In dit project zullen we een robot maken van geleidende en niet-geleidende klei. Door hiermee een stroomkring te bouwen, laten we de neus van de robot oplichten met behulp van een LED lampje.

Deze handleiding werd ontwikkeld door Petri Duijsters voor Maakbib.

Benodigdheden

Materialen:

  • Geleidende klei (bv. Play-doh)
  • Niet-geleidende klei (bv. Foam clay)
  • Batterij 4.5V (of 2x AA)
  • 2 kabels met krokodillenbekken
  • LED lampjes
  • Optioneel:

    • Knutselmateriaal
  • Zelfgemaakte klei (zie later)
  • Maak je eigen geleidende en niet-geleidende klei

    Voordat we aan de robot beginnen, zullen we je eerst uitleggen hoe je je eigen geleidende en niet-geleidende klei moet maken.

    Geleidende klei

    Hiervoor zal je het volgende nodig hebben:

    • 130 gram bloem
    • 45 gram zout
    • 5 theelepels citroensap
    • 1 theelepel olie
    • 120 ml water

    G1

    Het zout en het water zullen ervoor zorgen dat de klei de stroom zal geleiden. Geleidende klei wordt ook wel eens zoute klei genoemd.

    Om de klei te maken moet je de volgende stappen volgen:

    • Mix de bloem en het zout door elkaar in een pan.
    • Meng het citroensap, water en de olie in een kom en doe dit ook in de pan.
    • Kook het geheel op een klein vuur. Roer steeds! Je zult zien dat de mix dikker wordt.
    • Blijf goed roeren en prakken totdat er een grote bal ontstaat.

    G2

    • Strooi wat bloem op het aanrecht en leg hier de bal op. Pas op: de klei is heet! Laat deze daarom eerst afkoelen. Kneed de bloem daarna door de klei.

    En klaar is je zoute, geleidende klei!

    G3

    Hieronder geven we nog wat tips:

    • Roer voedingskleurstof door het water om mooi gekleurde klei te maken.
    • Als je niet weet welke klei geleidend was, kan je altijd eens proeven. Dan proef je heel goed welke zout is.
    • Als je de klei in een luchtdicht zakje of bakje doet, blijft deze een paar weken goed!

    Niet-geleidende klei

    Hiervoor zal je het volgende nodig hebben:

    • 130 gram bloem
    • 60 gram suiker
    • 3 theelepel olie
    • 60 ml gedestileerd water

    NG1

    Deze klei is resistief, wat betekent dat de doorgang van elektrische stroom belemmerd wordt. Niet-geleidende klei wordt ook wel eens zoete klei genoemd.

    Om de klei te maken moet je de volgende stappen volgen:

    • Mix 80 gram bloem en de suiker door elkaar in een kom. Voeg ook de olie toe.
    • Doe er steeds een eetlepel water bij en roer goed. Het moet er korrelig uitzien.
    • Kneed het dan met de hand tot een plakkerige klei. Als het nodig is, kun je er nog een beetje extra water bij doen.
    • Kneed nu het restje bloem door de klei totdat deze mooi glad en soepel is.

    NG2

    En klaar is je zoete, niet-geleidende klei!

    NG3

    Hieronder geven we nog wat tips:

    • Roer voedingskleurstof door het water om mooi gekleurde klei te maken.
    • Als je de klei in een luchtdicht zakje of bakje doet, blijft deze een paar weken goed!

    Maak je eigen robot uit klei

    We zullen je nu stap voor stap uitleggen hoe je een robot uit klei maakt. In de plaatjes is de rode klei geleidend en de blauwe klei niet-geleidend.

    Stap 1: Maak een stroomkring van de geleidende klei

    Eerst maken we een stroomkring. Plaats elk pootje van de LED in een verschillend bolletje geleidende klei. Een LED heeft 1.8 tot 2.5 Volt nodig om licht te geven, en we gebruiken een 4.5 Volt batterij (of in geval van 2 AA baterijen 3 Volt). Onze batterij is dus te sterk voor de LED, wat normaal een probleem is. Onze geleidende klei is evenwel niet super goed geleidend, als we dus voldoende geleidende klei hebben tussen de LED beentjes en de batterij, dan zal er geen probleem zijn.

    Verbind vervolgens een kabel aan de positieve pool en de andere kabel aan de negatieve pool van de batterij. Klem dan elk van de uiteindes van de kabels in een bolletje klei. Als de LED brandt werkt je stroomkring. Zo niet, moet je de kabels omwisselen. Brand je LED te helder? Voeg dan extra klei toe tussen de kabel en het LED beentje. Brand je LED te zwak? Plaats dan je kabel dichter bij je LED, of gebruik een sterkere batterij. Opgelet, niet met meer dan 9V werken!

    S1

    De bolletjes zullen later de ogen voorstellen en de LED de neus van onze robot.

    Stap 2: Voeg de niet-geleidende klei toe

    Het lampje brandt enkel als de bolletjes elkaar niet raken. Als ze elkaar wel raken is er sprake van een kortsluiting en zal de LED niet branden. Om toch de bolletjes in dezelfde robot te verwerken maken we gebruik van de niet-geleidende klei.

    Voeg een bolletje niet-geleidende klei toe tussen de ogen van de robot. Door dit stukje toe te voegen, voorkomen we dat er stroom direct tussen de bolletjes zou vloeien en dus voor een kortsluiting zou zorgen.

    S2

    Stap 3: Maak de robot af

    Nu we een veilige stroomkring hebben, kunnen we de robot verder afwerken.

    Je kan de ogen afwerken door er kleine stukjes niet-geleidende klei op te plakken als pupillen.

    Je kan ook tandenstokers gebruiken om je robot armen en benen te geven.

    S3.1

    Je mag er van alles van maken, maar je moet wel oppassen:

    • Verschillende stukken geleidende klei mogen elkaar niet aanraken
    • De twee soorten klei mogen niet door elkaar gekneed worden

    Maak het je eigen!

    Als de vorige stappen gelukt zijn, kan je nu aan de slag om je eigen robot te maken!

    Maak je eigen figuur. Dit hoeft natuurlijk geen robot te zijn. Probeer uit en maak wat je zelf mooi vindt!

    S4.1

    Je kunt ook werken met alleen geleidende klei. Zorg dan dat je figuurtjes maakt die elkaar niet raken! Probeer maar eens wat er gebeurt als je ze wel tegen elkaar aandrukt.

    S4.2

    Probeer ook eens om meerdere LEDjes tegelijk te laten branden! Wat zie je aan de lampjes? Branden ze nog even fel?

    Wanneer is een stof geleidend?

    Een stof kan alleen stroom geleiden als er deeltjes aanwezig zijn die de elektronenstroom kunnen doorgeven. Dat is zo bij metalen en bij zouten.

    Metaal geleidt stroom in vaste én in vloeibare vorm. Dat komt omdat er vrij bewegende elektronen in metaal zitten. Deze vrije elektronen kunnen de stroom (eigenlijk ook gewoon elektronen!) gemakkelijk doorgeven. Kijk maar eens goed naar de kabeltjes met de krokodillenbekjes. In het plastic zit koperdraad. Daarom geleiden deze kabeltjes de stroom zo goed.

    Zout geleidt alleen stroom als het vloeibaar is of opgelost in water. De ionen in het zout zorgen dan voor de geleiding. Er bestaan twee soorten ionen: positief en negatief. De geladen ionen zitten op hun plaats vast als een zout in vaste vorm is. De ionen komen los van elkaar als het zout smelt of wordt opgelost in water. De geladen deeltjes kunnen dan vrij bewegen en hierdoor kan er lading verplaatst worden. Zoals je kunt zien in het recept van de geleidende klei hieronder, wordt het zout opgelost in water. Daarom kan deze klei de stroom geleiden!

    Downloads

    Handleiding: Download