Solar Science Station

10 Schritt:Schritt 1: Ersatzteile und Werkzeugliste Schritt 2: Laser Cut Konstruktion und Video! Schritt 3: Draht-Vorbereitung Schritt 4: Hinzufügen von Kabeln mit den Parts Schritt 5: Anschließen Alles Schritt 6: Making the Box Schritt 7: Beendet Schritt 8: Hinzufügen einer Batterie Schritt 9: Aktivitäten Schritt 10: Gebäude von Grund auf + Wissenschaft Faire Beratung

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Solaraktivitäten sind interessant zu lernen und zu erkunden, aber oft als ein bisschen langweilig und leblos zu sehen. Wind Turbines bewegen, Wasserkraftwerke haben sprudelnden Wasser, Handkurbelgeneratoren erfordern Muskel und Solar nur ... Art sitzt. Wie eine Katze in einem Sonnenstrahl, Erzeugung von Solarstrom benötigt sehr wenig Aktivität.
Dies stellt eine interessante Herausforderung an jeden, der versucht, um Jugendliche über die Freuden des Solarkraft unterrichten. Wie viele Pädagogen, beschlossen wir, dass der beste Weg, dies zu tun war, um mit Studenten zu erstellen, zu erforschen und anzuwenden Solarenergie. Die Lösung: Der Solar-Science Station .
Die Solar-Science Station ist ein Spaß, all-in-One-Paket für das Lernen über Solarenergie. Wir haben versucht, Student, Lehrer, Eltern und Bedürfnisse zu antizipieren und es trotzdem erlauben Raum für Experimente und Erweiterung für alle Sie Tüftler draußen.
Zuerst haben wir es nicht Löten. Das war ein großer Wunsch von Lehrern und Eltern, wie viele Schüler sind zu jung oder nicht in der Lage zu löten. So entwarfen wir es mit nur einem Schraubenzieher zusammengebaut werden.
Zweitens, da das Projekt nicht-Löten, es ist auch 100% wiederverwendbar (ein weiterer großer Wunsch von Lehrern). Daher können die Schüler das Kit zu zerlegen, wenn Sie fertig und Lehrer können es wieder verwenden das folgende Jahr.
Drittens, es ist einnehmend. Wir wollten die Schüler in der Lage, durch die Verwendung des Spannungsmessers und der Winkel der Solarzelle zu beobachten und aufzuzeichnen Daten über Solarenergie. Außerdem wollten wir die Schüler in der Lage, Sonnenenergie zu ihrem täglichen Leben anwenden können, so dass wir hinzugefügt ein USB-Ausgang und Power-out-Terminals. So können die Schüler ihre Telefone oder andere elektrische Projekte stecken. Man könnte sogar die Macht ein Arduino-Projekt mit der Wissenschaftsstation seit Arduinos kann off USB mit Strom versorgt werden.
Schließlich haben wir es einfach genug, so dass Erwachsene können es verstehen. Eltern und Lehrer sind damit beschäftigt, und oft nicht die Zeit, über Elektronik auf eigene Faust zu lernen. Wir wollten diese Aktivität, um etwas, das Lehrer und Eltern können sich an der Seite der Jugendlichen für mehr Lerninhalten nutzen.
Während wir verkaufen Satz dieses Projekts, komplett mit einem schicken Gehäuse Laser geschnitten, werden wir darlegen, wie dieses Projekt von Grund auf neu zu Hause erstellt werden. Außerdem werden wir teilen einige grundlegende Unterrichtspläne und Wissenschaft faire Aktivitäten, die auch bei diesem Projekt verwendet werden können. Sachen, die Socken aus jedem Lehrer hauen wird, die around.Step 1 kommt: Ersatzteile und Werkzeugliste



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Aufgelistet, sind alle Teile in der festgestellt Brown Dog Gadgets Solar-Science Station Kit . Bei der Erstellung dieses Projekt von Grund auf neu sind, können Sie immer noch alle diese Teile zu finden hinüber zu können Brown Dog Gadgets oder von anderen Anbietern wie Adafruit, Alle Elektronik und Elektronik-Goldmine.
Werkzeuge:
Schraubendreher
Schere
Drahtabisolierer / Cutters
Elektronik:
5.5V 320mA Solarzelle
USB Ladeschaltung
LED Voltmeter (blaue LEDs)
6 Port Schrauben-Klemmenblock
Schraubanschluss Anschlüsse (schwarz und rot)
Litzen
Solid Core-Draht
Optional Electronics:
1N914 Diode
3 AA-Halter mit Schalter
3 Wiederaufladbare AAs
Diverses Zubehör:
Laser Cut Enclosure
Schrauben
Foam Montageband (oder Heißkleber) Schritt 2: Laser Cut Konstruktion und Video!

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Wir lieben Laserschneidteile für den Einsatz in unseren Projekten, und wenn Sie Zugang zu einem Laserschneider von den eigenen haben können Sie unsere Dateien zu verwenden. In der Regel verwenden wir 1/8-Zoll-Birkensperrholz, da es billig und sieht nett aus. Acryl würde auch funktionieren gut für dieses Projekt nur carful Einschrauben Dinge an ihren Platz, wie die kleinen Gelenke knacken ..
In unserem Shop verwenden wir eine 90 W-Laser-Cutter und dieses Projekt dauert etwa fünf Minuten der Schneiden. Es wird weniger nehmen, wenn Sie unsere Radierungen auf der Seite zu entfernen. (Oder Ihre eigenen! Jedes Projekt braucht eine gute Dinosaurier auf sie!)
Hier verlinkt ist ein PDF von unserer Cut-Dateien. Wir werden mehr Dateioptionen auf unserer hinzufügen Website in der Zukunft.
Auch, wenn Sie die Art von Person, die lieber ein Video zu sehen, anstatt zu lesen möchte Richtungen sind, dann haben wir einen schönen Schritt für Schritt Video dieses Projekts enthalten. Klicken Sie hier für einen direkten Link zu dem Video .Schritt 3: Draht-Vorbereitung

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In unserem Kit bieten wir mehrere Drähte, die abgeholzt und abgezogen werden müssen.
Als allgemeine Regel gilt in diesem Projekt sind alle roten Drähte Positive und alle schwarzen Kabel sind negativ. Symbole - Die Teile sind auch als positive und negative Verwendung des Standard + und gekennzeichnet. Die einzige Ausnahme von dieser Regel ist unser Solarzellen, die wahrscheinlich mit zwei Drähten der gleichen Farbe (obwohl diese Drähte als + markiert und - auf die Solarzelle selbst).
Zuerst Streifen die Enden der beiden Drähte kommen von der Solarzelle.
Zweitens finden Sie die roten und schwarzen langen Leitungen. Sie werden jeweils über einen Fuß lang sein. Schneiden Sie diese Drähte in der Mitte und Streifen an beiden Enden. Sie sollten nun zwei schwarzen Kabel und zwei rote Drähte.
Drittens finden die kurzen Draht. Es ist solide Kerndraht und sollte viel steifer als die anderen Drähte sein. Halbieren. Den Draht Streifen nicht.
Schließlich Streifen der Drähte kommen von der LED. Es gibt drei Drähten. Der rote Draht und weißen Draht beide positiv, und möchten Sie vielleicht halten sie miteinander verbunden sind. Der schwarze Draht ist negativ.
Denken Sie daran, Sie können immer mehr Draht abzustreifen später. Tun nicht mehr als einen halben Zoll über etwaige wire.Step 4: Hinzufügen von Kabeln mit den Parts

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Bevor wir legen alles zusammen lässt Drähte in den den Teilen, die keine Drähte.
Schnappen Sie sich eines der abgestreift roten Drähte und eine der abgestreift schwarzen Kabel.
Nehmen Sie den USB-Stromkreis und finden Sie die Markierungen + und - auf der Rückseite der Leiterplatte. Es wird zwei große Löcher für Sie die Drähte an Faden durch.
Achten Sie darauf, die Drähte sind genug ausgezogen, so dass die freiliegende Drähte umschlingt die Platine vollständig und sicher miteinander zu verdrehen. Tun Sie dies für beide Seiten.
Besorgen Sie sich die roten und schwarzen Schraubklemmen-Anschlüsse sowie weitere entkleidet schwarzen und roten Drähte.
Auf dem Terminal-Ports finden Sie ein Stück Metall mit einem Loch in sie zu sehen. Sie können entweder Ihren Faden Draht durch das Loch oder schrauben Sie den Draht in Position, Wickeln des Drahtes um den Schaft der Schraube.
Tun Sie dies für beide Terminal-Anschlüsse mit den roten Draht für den roten Anschluss und das schwarze Kabel für den schwarzen Anschluss. Wenn Sie Ihre Drähte etwas abstreifen müssen, tun so.Step 5: Anschließen Alles

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An diesem Punkt sind wir nur alle den roten (positiven) Anschluss, Drähte zusammen und dann alle schwarzen (Negative) Drähte zusammen.
Bevor wir das tun, müssen wir Drähte der Solarzelle durch seine Halterung und der Oberseite der Box fädeln. Besorgen Sie sich die Laser geschnitten Solarzelle montieren und einfach die Adern durch. Machen Sie dasselbe mit der Oberseite der Box. (Das Feld oben hat schriftlich darauf die Halterung nicht. Sie sind diejenigen mit den großen Kreise ausgeschnitten.)
Sie müssen nicht zu verwirren müssen mit dem Schaumband an dieser Stelle.
Schnappen Sie sich Ihre Anschlussblock. Finden Sie einen Schraubendreher, die mit ihm arbeitet. Lösen Sie alle Schrauben an der Spitze.
Unsere wichtigsten Methode, Dinge zusammen zu Haken ist, einfach zu verdrehen Drähte. Wir können nicht all das Positive, gemeinsam und in den Block drehen, so werden wir die Dinge aufgeteilt.
Besorgen Sie sich die positive Draht von der Solarzelle und der positiven Drähte (wobei sowohl die rot und weiß) von der LED. Drehen Sie sie zusammen. Setzen Sie sie in einen der Terminal-Steckplatz. Schrauben Sie auf einen Riegel vorschieben.
Besorgen Sie sich die positive Draht aus dem USB-Vorstand und die rote Klemme Anschluss. Drehen Sie sie zusammen. Legen Sie sie, so dass sie direkt von den anderen roten positiven Drähte entgegengesetzt sind. Schrauben Sie auf einen Riegel vorschieben.
Tun genau dasselbe mit den negativen, schwarzen Drähten.
Es wird nicht verwendete Anschlussblock-Anschlüsse sein. Achten Sie darauf, die Drähte nach unten eng eingespannt. Geben Sie ihnen eine kleine Schlepper sicher zu sein.
Nehmen Sie Ihr Bündel von einer Quelle von Sonnenlicht und sicherzustellen, dass alles funktioniert. Die LED schaltet sich ein und eine LED auf dem USB-Brett leuchtet. Schritt 6: Making the Box

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Es gibt 22 Schrauben und Muttern in diesem Projekt. Das ist eine Menge. Es hilft, die Muttern auf die Schrauben vor der Montage des Kit setzen.
Außerdem fügen wir das Schaumband auf dauern. Wir empfehlen Ihnen, dies auch tun.
Fügen Sie alle elektrischen Teile an der vorderen Stirnplatte. Die Anschlussports festschrauben. Der USB-Anschluss wird auf den Boden der Box mit Schaumstoffband (was möchten Sie vielleicht auf hold off) fixiert werden. Die LED wird durch zwei kurze Drähte gehalten. Führen Sie sie durch die Löcher und drehen, um sie in Position zu halten.
Beginnen mit dem Boden der Schachtel und den vier Seiten. Mit nur Ihre Hände, knallen die Schraube / Mutter-Combo an seinen Platz. Benutzen Sie Ihre Finger auf die leichte Schulter sichern. NICHT schrauben Dinge an ihren Platz. Wenn Sie müssen sie in Platz schrauben, tun so leicht, um etwas Bewegung zu ermöglichen.
Sobald die vier Seiten vorhanden sind, befestigen Sie die beiden gebogenen Flügel (sie haben die Pfeile auf sie). Es kann oder kann nicht sinnvoll sein, auch die Solarmontage zwischen ihnen. Die beiden Flügel sollte "innen" im Vergleich zu den beiden Seiten (die auf ihnen haben die Nummern).
Sobald Sie die Box (meist) eingehakt zusammen Sie Schaumband verwenden, um den USB-Anschluss an der Unterseite der Box befestigen. Das gleiche gilt für das Schaumband auf der Rückseite der Solarzelle.
An dieser Stelle können Sie die oben auf der Box setzen, dann ziehen Sie alle screws.Step 7: Fertig

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Erfolg! Sie haben das gemacht Solar-Science Station .
Nun zum spaßigen Teil. In den nächsten Schritten werden wir Ihnen zeigen, wie Batterien, wie, wie man es zu Hause oder in der classroom.Step 8 hinzuzufügen, zur Stromversorgung und Solarladung, als auch: Hinzufügen einer Batterie

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Hinzufügen eines Akkus in die Mischung ist einfach und funktionell erweitert Kit. Es ist nicht notwendig, aber es ist sehr hilfreich. Mehr oder weniger, du machst einen überwältigt Version unserer USB 2.0 Kit .
Hier ist, was Sie brauchen:
2 oder 3 AA-Halter mit einem eingebauten Schalter
2 oder 3 wiederaufladbare AAs
1N914-Diode.
Warum?
Die Diode ist notwendig, um die Solarzelle vor Entladung der Batterien, die auch zerstört die Solarzelle zu verhindern.
Wiederaufladbare (NiMh) AAs sind für Solar-Ladesituationen. Sie benötigen keine spezielle Elektronik zu arbeiten und sind sehr sicher. Sie sind auch leicht verfügbar und kostengünstig.
Wir empfehlen mit einem Batteriehalter mit einem Schalter, wie es macht mit der LED-Voltmeter schwierig. Für die beste LED-Messwerte, möchten Sie die Batteriehalterung auf "off" sein. Zum Batterieladen, besser Laden über USB, oder um die Anschluß Häfen von der Batterieleistung, schalten Sie den Halter in die Position "Ein".
Wie?
Verdrahtung alles zusammen ist einfach. Es gibt nur eine heikle Teil Diode. Nehmen Sie eine Spitze auf sie. Sie werden bemerken, dass die eine Seite hat einen schwarzen Balken auf sie. Das ist die negative Seite.
Schrauben Sie alle positiven Drähte von Ihrem Klemmenblock. In einem Block, schrauben Sie die positive Leitung von der Solarzelle und das positive Ende der Diode zusammen.
Dann schrauben Sie alle verbleibenden positiven Drähte (LED, USB, PG-Anschluss und Akku-Pack) zusammen mit dem negativen Ende der Diode in einer der unbenutzten Anschlussblock-Steckplätze.
Schrauben Sie die negative Leitung von der Batterie in alle anderen negativen Drähte.
Werfen Sie einen Blick auf das Bild, um zu sehen, wenn Ihr ist ähnlich.
Wir mögen die Montage des Batteriepacks an der Außenseite des Gehäuses für einfache Schalter Zugang.
Verwendung:
Die Batterien nur in wiederaufladbaren AAs setzen aufladen (nicht AAAs, wie Sie sie überladen) in das Batteriefach, legen Sie die Science Station in der Sonne und warten. Typischerweise AAs nehmen zwischen 8 bis 12 Stunden zum Aufladen. Als allgemeine Regel gilt, sagen wir, 3 Tage anständige Sonnenlicht am besten ist. Stellen Sie sicher, Halter in die Position "Ein", sonst Energie nicht erreichen die Batterien.
Sobald die Batterien ein wenig aufgeladen können Sie sie mit dem USB-Port und Terminal-Anschlüsse verwenden. Schalten Sie einfach die Halterung in die Position "Ein", und schließen Sie ein USB-Gerät oder einem anderen Gerät.
Sie können die LED-Voltmeter verwenden, um zu sagen, wenn die Batterien vollständig aufgeladen sind. Nehmen Sie Ihr Science Station aus der Sonne (oder legen Sie Ihre Hand über sie), so dass die LED Volt Meter wird nicht angezeigt alle Informationen. Dann, setzen Sie den Batteriehalter in die Position "Ein" "Ein voll aufgeladener wiederaufladbare AA eine Spannung von 1,2 haben -.. 1,25 V Strom Da wir mit 3 würden wir eine Gesamtspannung von 3,6 bis 3,75 V von haben power.Step 9: Aktivitäten

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Während für die Verwendung im Unterricht konzipiert, ist die Solar-Science Station genauso viel Spaß zu Hause.
Hier sind einige einfache Tätigkeiten für Studenten. Sie können einzeln oder in Gruppen erfolgen. Wenn Sie mehr als ein Klassenzimmer haben, tun diese Tätigkeit im Laufe des Tages und haben die verschiedenen Klassen zu vergleichen Notizen.
Messung der Veränderungen der Sonnenenergie
Fragen: Wie funktioniert die Solarenergie der Zeit ändern? Ist der Winkel von einem Solar-Panel beeinflussen es ausgegeben? Ist die Richtung ein Solarpanel steht vor beeinflussen es ausgegeben? Was ist die uptime Position für ein Solarpanel, um in für unsere Schule / home / Stadt sein?
Was Sie brauchen: Papier, Bleistift, Uhr, Kompass.
Vorgehensweise:
Wählen Sie einen Zeitraum für dieses Projekt. Es kann Tage, Wochen oder sogar Monate. Um die besten Ergebnisse, müssen Sie Messungen zur gleichen Zeit zu nehmen jeden Tag zu bekommen.
Nehmen Sie Ihr Science Station in einen Bereich mit direktem Sonnenlicht. Orte wie ein Kinderspielplatz, Parkplatz, oder offenen Park am besten funktionieren.
(Wenn Sie einen Batteriesatz angebracht sicherzustellen, dass es in der Stellung "Aus" oder die Batterien entfernt wurden).
Mit Ihrem Kompass, positionieren Sie den Science Station auf der Südseite.
Nehmen Voltmessungen bei verschiedenen Winkeln. Das Minimum sollte 90 Grad, 45 Grad und 0 Grad. Notieren Sie sich die Zeit und den Spannungsausgang.
Tun Sie dies wieder mit der Station nach Westen, Norden und Osten. Für detaillierte Messwerte für die Studierenden nehmen Messwerte in mehreren Richtungen, wie Nord-West, Süd-West, Nord-Ost, Süd-Ost.
Wiederholen Sie dies für Tage oder einmal pro Woche für ein paar Monate. (Für interessante Ergebnisse, brechen Sie die Science Station wieder im Winter und sehen, was die Ergebnisse sind.)
Reporting:
Der einfachste Weg, drehen Daten in einen interessanten Bericht ist durch diese grafisch darstellen.
Zum Beispiel haben wir Messungen bei 3 Uhr jeden Tag für eine Woche unter Verwendung der einen Winkel von 90 Grad, 45 Grad und 0 Grad. Wir nahmen Messungen Norden, Süden, Osten und Westen.
Für unsere Graphen haben wir beschlossen, die X-Achse für "Days", Y-Achse für "Voltage" zu verwenden, und dann mit drei Farben von Bleistiften, die drei Winkel unterscheiden.
Wir haben eine Grafik für jede Richtung.
Das einzige Problem mit Graphen ist, dass Sie tun können, sie können verschiedene Arten. Helfen Sie Ihrem Kind, Student oder eine Lösung zu finden, die für sie am besten funktioniert. Jüngere Schüler können weniger Datenpunkte, ältere Schüler mehr.
Real World-Anwendungen:
Situation: Unsere Schule hat sich eine Reihe von Solarzellen gegeben. Leider Ihrem Lehrer, Herr / Frau X hat die Richtungen verloren. Als eine Klasse müssen wir herausfinden, wo die Solarzellen gesetzt, so dass sie die meiste Energie zu schaffen. Können Sie nachweisen, die helfen können, Ihre Schule legen die Sonnenkollektoren in die richtige Richtung und Winkel?
Situation: Du bist aus Camping und irgendwie haben Sie sich mit einem vollen Terminkalender Shooting Video von Wildtieren gefunden. Ihre Kamera verfügt über eine begrenzte Lebensdauer der Batterie und hat täglich für eine Stunde wieder aufgeladen werden. Nach Ihren wissenschaftlichen Daten, was wird Zeitraum von einer Stunde aufzuladen Kamera am meisten?
Situation: iPod Ihre Schwester ist tot gegangen. Um es aufzuladen sie legt ein Solar-Panel flach an der Spitze ihres Autos. Sie sagt, dass ihr iPod berechnen ganz gut, wenn es nach oben (90 Grad). Du, der du ein geiles Wissenschaftler, sagen Sie ihr, sie würde mehr Macht bekommen, die es in einem 45-Grad-Winkel. Wer ist richtig? Wie kannst du es beweisen eine oder andere Weise mit Schritt 10: Gebäude von Grund auf + Wissenschaft Faire Beratung

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Um eine einfache Version dieses Projekt von Grund auf neu zu bauen, werden Sie die folgenden Voraussetzungen:
Super-übersichtliches Design: Teileliste
1) Multimeter
2) Winkelmesser
3) 5V, um Solarzelle mit Drähten 9V (Krokodilklemmen zu helfen, eine Menge)
Super-übersichtliches Design: Body und / oder Box
1) Karton + Dübel-Stab
In dieser Situation werden Sie unten schneiden Sie ein Feld und festigen Dübel-Stab in der Mitte. Dann kleben Sie die Solarzelle an der Stange. Sie können auch markieren Winkel Maßnahmen entlang der Seite der Box (vorausgesetzt, Sie legen auch einen Pfeil, um die Dübel-Stab).
2) Coffee Tin
Diese Option ist vergleichbar mit einem Karton, nur mehr stabil und langlebig. Metallschneidwerkzeuge erforderlich, though.
3) Sodawasserflasche
Elbe Idee, obwohl diese Option wird es leichter zu zerschneiden.
4) Der einfache Ansatz
Sie haben alles, was von Hand halten und verwenden Sie den Winkelmesser. Funktioniert am besten, wenn Sie Gruppen von mittleren Kindergartenkinder wie mehrere Hände benötigt werden, haben.
Leicht Fancy Ansatz
Wenn Sie machen eine Stand-alone-Projekt und möchten etwas hübsch machen Sie ein paar Werkzeuge. Sie würden wollen, diese zu tun, wenn Sie einen Wissenschaft faire Demo wurden.
1) LED-Voltmeter oder Analogvoltmeter
Wir lieben es, mit Hilfe der alten Schule Analogvoltmeter, wenn dabei Projekte mit Kindern. Die Bewegung und die Bewegung sind spannend und die Retro-Look scheint mehr wissenschaftliche, um jungen Lernenden.
2) Etwas Interactive
Solar ist per Definition langweilig. Es bewegt sich nicht, leuchten, oder machen Lärm. Wenn Sie eine Wissenschaft FAIR-Projekt haben, werden Sie eine Art von Interaktivität oder Effekthascherei möchten.
Weitere Ideen:
Ein großes Messer / Kippschalter fügt eine nette interaktive Touch-und Retro-Gefühl.
In LEDs, einen Motor mit einem Ventilator, einem USB-Gerät, oder einfach nur einen Summer.
Holen Sie sich drei Schalter und Macht eine LED, Motor und Summer mit nur Ihre Sonnenenergie.
Wissenschaft Faire Beratung:
Eine erstaunliche Projekt ist nur ein Aspekt einer Wissenschaft Faire. Sie werden gute Daten, Diagramme und Erklärungen müssen. Aufnahme Solar Daten ist einfach zu tun und nimmt sehr wenig Zeit. Machen Sie Grafiken, Diagramme und haben alle Daten zur Verfügung. Achten Sie darauf, Ihre Diagramme und Ihre Ergebnisse zu erklären!
Eine Sache, die wir aus Lehre aufgefallen ist, dass viele Projekte nicht über eine zentrale Frage zu beantworten. Ohne eine zentrale Frage, ist ein Projekt nur ein Projekt. Selbst eine Frage so einfach wie: "Wann ist der ideale Zeitpunkt für die Solarladung in der Schule?" bietet viel Spielraum für Diagramme, Daten und Erklärungen. Achten Sie darauf, ein einfaches "Ja" oder "Nein" Frage nicht zu machen, da sie sehr Begrenzung in ihren Geltungsbereich.