Modelrockets.NL - Launch Group Logo Modelrockets.NL - Launch Group, raketten en raketten!

ProfielWerkStuk - PWS

Voor docenten en leerlingen

Updated: 02-2024

Wat is er nu mooier dan om je Profielwerkstuk te laten gaan over modelraketten...?
Het is inspirerend, uitdagend, spannend en leerzaam. Genoeg ingrediënten om er mee aan de slag te gaan!

De vraag is dan natuurlijk: wat wordt de opdracht voor dat PWS...?
Vaak wordt de lat veel te hoog gelegd, waarbij, als je puur naar de geformuleerde opdracht kijkt,
deze niet behaald wordt. Terwijl er toch veel tijd in dat PWS is gaan zitten.
Een goede start, dus een goede opdrachtformulering, is dan ook het juiste begin.

Vaak bestaan de PWS groepjes uit 3 of vier leerlingen.
De opdracht dient uitdagend genoeg te zijn om allemaal een bijdrage te kunnen leveren.
Maar ook niet zo overweldigend, dat je verzuipt, vier keer zoveel tijd nodig hebt,
of eigenlijk je opdracht niet waar kan maken.

Je kunt natuurlijk niet beginnen zonder een goede fundering.
Als je mee wilt doen in de auto racerij, begin je eerst met carten, daarna met toerwagens
en als je goed genoeg bent met Formule-3, Formule-2 en als je heel goed bent, Formule-1.
Je stapt zeker niet metéén in een Formule-1 auto.

Allereerst dien je te weten wat een modelraket is, hoe deze werkt en hoe je deze bouwt.
Een goed project kost tijd en wat geld. Investeer daarin.
Tip: Wellicht heeft je school een budget voor je. Vraag daarnaar.

Wat zou de inhoud kunnen zijn van een Profielwerkstuk?

• Lees je in. Verzamel informatie. Bekijk de onderdelen van modellen. Begrijp hoe een raket werkt,
   hoe de motor werkt, hoe de parachutering werkt of kan werken (meerdere mogelijkheden).
Bouw zelf een (eenvoudig) model. Doe dat dan individueel, zodat allen weten waar het over gaat.
   Er zijn modellen te koop onder de €10,- Tip: Modelraketten.NL
   Tip: Voorbeelden: Fiesta; Freedom; Zero Gravity
   (Laat je budget het niet toe, bouw dan één model per twee personen)
   Lanceer deze modellen met lichte modelraket motortjes. A-motoren is voldoende.
   Je bent aan het leren hè... Dus niet meteen in die formule-1 stappen.
   Je leert hiermee, waar modellen van gemaakt zijn. Je doet wat bouw- en lanceerervaring op.
   Je kunt dat allemaal in je verslag opnemen en betrekken bij je PWS.
   Leg het vast met foto, video en een verslag.
   Tip: Laat dat lanceerfilmpje zien bij je presentate, dat is meteen punten scoren!
• Bouw daarna een (één) groter model (bijv. Ø 30-40mm en 50-70cm lang).
   Gebruik dan ook een iets sterkere motor (B of C).
   Zorg dat deze goed start, een goede stabiele vlucht heeft en ook goed land (dus niet neerstort!)
   Leg het weer vast met foto en video (ook dat is een kunst als je het mooi wilt doen).
• Bouw daarna je eigen PWS-eindmodel, van verkrijgbare onderdelen, of maak zelf onderdelen.
   Kijk dan goed hoe je die onderdelen zelf kunt maken.
   3D printen is leuk, maar ZEKER NIET altijd de beste, snelste of meest lichte oplossing.
   Een 3D geprintte rompbuis is onnodig zwaar.
   Lanceer je eigen gemaakte model. Zorg dat deze goed start, een goede stabiele vlucht heeft
   en ook goed land (dus niet neerstort!)
   Tip: De meest gemaakte fout is: veel (ik zei "VEEEL !"), te zwaar bouwen.
   (Model) Raketten besparen altijd op gewicht. Gewicht betekent geld. Geld dat het jouw kost om die raket
   het luchtruim in te krijgen. Want meer gewicht, betekent een grotere motor.
   Je hebt geleerd van de vorige stappen en wat de materialen zijn die daarvoor gebruikt (kunnen) worden.
   Gebruik die kennis !
   Tip: Je bouwt hier je uiteindelijke model voor je PWS doelstelling.
   Het kost iets meer investering (dat valt behoorlijk mee), maar bouw er gelijk twee.
   "Ja, an me hoela!" denk je dan misschien. Dat mag. Maar..., ooh ooh ooh,
   wat zul je jezelf dankbaar zijn (en mij een beetje...?), als je dan dat tweede model zo hard nodig hebt
   (door pech natuurlijk..., of een niet geopende parachute..., of een motor die ploft...)
   en niet in de stress zit, omdat je PWS dreigt te mislukken, of omdat het twee keer meer tijd
   gaat kosten om het af te ronden dan je had gedacht...
   Als er ook maar iets fout gaat... dan heb je gewoon een exact reserve model achter de hand.
   Je bent dan niet één of meerdere maanden extra kwijt om dat alsnog te doen
   en je kunt je PWS gewoon binnen de tijd afronden. Yeeha !

• Bedenk even: "We hebben 1 keer gelanceerd en bewezen dat ons ontwerp klopt."
   Werkt je ontwerp dan echt? Of heb je gewoon geluk gehad?
   Het zegt dus helemaal NIETS. Lanceer je ontwerp minstens drie keer.
   Daarna kun je voorzichtig de conclusie trekken dat het werkt...

 Wat kun je hiermee nu leren?

(ook dát kun je opnemen in je PWS verslag)
• Afspraken maken en nakomen.
• Vergaderen met elkaar.
• Samenwerken.
• Een projectplan uitvoeren.
• Gegevens verzamelen.
• Kennis opdoen over een onderwerp, welke je eerst niet had.
• Deze opgedane kennis in de praktijk toepassen.
• Uitvoeren van onderzoek.
• Onderzoeksvaardigheden vergroten en uitbouwen.
• Problemen oplossen.
• Interpreteren van gegevens.
• Verslaglegging (documenteren / foto's (bewerken) / video (bewerken)).
• Presenteren.

EXTRA's
Ooh, niet genoeg uitdaging...?
Hier extra's die je kunt toepassen:
(zorg er dus eerst wel voor dat je een raket goed kunt bouwen en lanceren !)

A. Maak een tweetraps model (waarbij de eerste motor de tweede laat ontbranden)
B. Maak een parachute uitstoot, die niet door de motor(en) wordt verzorgd.
    Bijv. door een (mechanische/elektrische) timer, luchtdruk/hoogtemeter (Druksensor BMP280,
    met behulp van een micro controller), of magnetische aardveldmeter.
    (uiteraard moet dit zo ongeveer op het hoogste punt van de vlucht plaatsvinden)
C. Maak een parachute uitstoot, die door een luikje uit de zijkant komt en
    niet door de parachute en neuskegel aan de bovenkant uit te stoten.
    (uiteraard moet dit zo ongeveer op het hoogste punt van de vlucht plaatsvinden)
D. Bouw een mini camera in en maak (zinnige, dus geen blauwe lucht...) grond/luchtfoto's.
E. Maak een payload ruimte met een elektronische hoogtemeter. Lees de hoogte uit. Dat kan achteraf.
    Je kunt hiervoor bijv. 'Arduino Nano' of 'Arduino Pro Mini' gebruiken samen met een Druksensor BMP280.
    (Arduino = een open source elektronisch platform / micro controllers). Soms zitten er al aan aantal
    sensoren op een board. Je kunt de uitgelezen hoogte wiskundig en praktisch controleren,
    door een driehoeksmeting uit te voeren.
F. Maak een payload ruimte met een elektronische acceleratiemeter en leg de acceleratie van je model vast.
    Sensor GY-521.
    Lees deze gegevens uit. Dat kan achteraf. Maak er een grafiek van.
G. Combi: bouw de hoogtemeter uit met bluetooth uitlezing en bijv. elektronische parachute uitstoot,
    mbv. een ESP32 development board.

Arduino familie van microcontrollers
Hier de 'Arduino Uno' verbonden met een breadboard, wit met LED's.
(een testbordje om verbindingen en schakelingen te maken en testen).

Meer geschikt voor modelraketten ('vaak' wat kleiner formaat):
Nu is dit geen elektronica of micro controller site, maar om je een beetje op weg te helpen hier wat voorbeelden. Zoek op de micro controller typen op het internet en je zult vast veel informatie vinden.

Nano familie, hier de Arduino Pro Mini (Microcontroller)


Nano familie, hier de Arduino Nano RP2040 Connect (Microcontroller Raspberry Pi® RP2040)

    Alternatieven:
    • De NodeMcu ESP-32S (microcontroller, Lua scripting taal)
    • Het Teensy-bord (microcontroller, verbazingwekkend niveau van rekenkracht)
    • STM32 (microcontroller, meest veelzijdige multi-tool...?)
    • PocketBeagle (microcontroller, alle voordelen van een volledig on-board besturingssysteem)
    • MSP430 Launchpad (microcontroller, laag energieverbruik!)
    • Raspberry Pi (volwaardige computer → stuk groter)

NodeMcu ESP-32S
Teensy 3.6
STM32
PocketBeagle
MSP430 Launchpad
Raspberry Pi