Spukhaus mit leuchtenden Augen

Was das Kind lernt

• Dass ein „normalerweise geschlossener“ Schalter Strom durchlässt, solange ihn niemand berührt, und ein „normalerweise offener“ nur, wenn du ihn betätigst; und dass man mit einem isolierenden Teil (der Zunge) den einen in den anderen verwandeln kann, wie beim Kühlschranklicht.
• Was ein Parallelstromkreis ist: zwei LEDs an denselben zwei Kabeln, jede mit ihrem eigenen Weg, sodass die andere weiterleuchtet, wenn eine ausfällt.
• Warum jede LED bei 3 V ihren eigenen 100-Ω-Widerstand braucht: Ohne ihn würde zu viel Strom fließen und die LED kaputtgehen; und warum sich die beiden keinen einzigen Widerstand teilen.
• Welche Materialien Leiter sind (Aluminium, das Kupfer der Kabel) und welche Isolatoren (Karton, Klebeband), und dass ein Isolator auch zum Ausschalten dient.
• Wie ein Hebel (die Tür mit ihrem Scharnier) eine kleine Drehung in einen Zug von mehreren Millimetern verwandelt, der einen Mechanismus auslöst.

Vorher vorbereiten

• Drucke die Vorlagen mit 100 % (ohne „An Seite anpassen“) und prüfe mit dem Lineal die 50-mm-Markierung in der Kopfzeile.
• Öffne die Müslischachteln und drück sie flach. Die Vorlagen werden auf die graue Seite geklebt (die Innenseite der Schachtel): Diese Seite wird das Innere des Hauses.
• Teste vor der Einheit jede LED mit den beiden Batterien und einem 100-Ω-Widerstand und sortiere die aus, die nicht leuchten.
• Isoliere die Kabelenden 15 mm ab (Erwachsener) und leg die Batterien nach den Zeichen + und − in den Batteriehalter.
• Wenn du das Haus außen anmalen willst, tu das nach dem Ausschneiden der Teile und vor dem Zusammenbau (Schritt 2): Die Farbe braucht 20–30 min zum Trocknen.
• Für Gruppen: Schneide Fenster und Türen vorher mit dem Cuttermesser vor und bereite die LEDs schon mit ihrem Widerstand verbunden vor.

Materialien und Werkzeuge

• Dünner Karton — 2 große Müslischachteln (≈ 30 × 20 cm pro Seite)
  0,4–0,6 mm, lässt sich sauber falten, ohne zu brechen; Wände, Dach, Augenhalter, Zunge und Anschläge
• Wellpappe — 1 Stück von 17 × 14 cm
  einwellig, 3–4 mm (von einem Versandkarton), für den Boden
• Rote LED — 2 (+1 als Ersatz) kaufen
  5 mm, diffus oder klar, ≈ 2 V / 20 mA, lange Beine, nicht gekürzt (das lange ist +)
• Widerstand 100 Ω — 2 kaufen
  ¼ W, Farben Braun-Schwarz-Braun (und Gold)
• Batteriehalter 2 × AA mit Kabeln — 1 kaufen
  für 2 AA-Batterien in Reihe (3 V), mit rotem (+) und schwarzem (−) Kabel von 10–15 cm; mit oder ohne Schalter
• AA-Batterien — 2 kaufen
  Alkaline 1,5 V (oder Akkus mit 1,2 V: Die Augen leuchten etwas schwächer)
• Dünnes Elektrokabel — 25 cm rot + 25 cm schwarz kaufen
  eindrähtig oder Litze, 0,2–0,5 mm² (Klingeldraht oder Lautsprecherkabel)
• Wäscheklammer aus Holz — 1
  mit Metallfeder, ≈ 72 mm lang; dient als Schalter
• Alufolie — 2 Quadrate von 4 × 4 cm
  normale Küchenfolie; Kontakte der Klammer
• Reißfester Faden — 20 cm
  Knopfgarn, Stickgarn oder Drachenschnur (darf sich nicht dehnen)
• Weißes A4-Blatt — 1 Stück von 7 × 5 cm
  Papier mit 80 g/m²: dient als Fensterscheibe und lässt das rote Licht durch
• Schwarzer Fotokarton — 1 Stück von 5 × 4 cm
  für die Silhouette der Katze
• Klebeband — ≈ 1 m
  durchsichtig, 19 mm (isoliert die Verbindungen und hält das Scharnier)
• Bastelkleber (Weißleim) und Klebestift — 1 kleine Flasche und 1 Stift
  Bastelkleber für die Klebelaschen; Klebestift für die Vorlagen und die Fensterscheibe
• Wiederverwendbare Klebemasse — 1 erbsengroße Kugel
  wie Blu Tack; hält die Tür geschlossen
• Knopf — 1
  10–15 mm, als Türknauf
• Aktiver Summer (optionale Erweiterung) — 1 kaufen
  3–5 V, „aktiv“ (summt, sobald er angeschlossen ist), mit rotem (+) und schwarzem (−) Kabel oder Bein
• Farbe oder Fotokarton zum Verzieren — nach Belieben
  Acryl- oder Temperafarbe in Schwarz, Lila oder Grau; oder Fotokarton zum Bekleben von außen

Werkzeuge

• Schere — die Wände, das Dach, die Katze und die Alufolie ausschneiden
• Cuttermesser mit Metalllineal und Schneidematte — das Fenster und die drei Seiten der Tür ausschneiden Erwachsene
• Leerer Kugelschreiber und Lineal — die Falten rillen, damit sie gerade knicken
• Vorstecher oder spitzer Bleistift — die 5-mm-Löcher im Augenhalter, die 6-mm-Löcher der Katze und das Loch der Zunge stechen Erwachsene
• Abisolierzange oder Schere — die Kabelenden auf 15 mm abisolieren Erwachsene
• Heißklebepistole — Klammer und Batteriehalter auf dem Boden befestigen Erwachsene
• Zusätzliche Wäscheklammern — die Klebelaschen festhalten, während der Kleber trocknet

Teile und Vorlagen

• A · Vorderwand mit Tür und Fenster ×1 — dünner Karton (Müslischachtel)
• B · Rückwand ×1 — dünner Karton (Müslischachtel)
• C · Seitenwand ×2 — dünner Karton (Müslischachtel)
• D · Dach ×1 — dünner Karton (Müslischachtel)
• E · Fensterscheibe ×1 — Papier 80 g/m² (weißes A4-Blatt)
• F · Silhouette der Katze ×1 — schwarzer Fotokarton
• G · Augenhalter ×1 — dünner Karton (Müslischachtel)
• H · Isolierzunge ×1 — dünner Karton (Müslischachtel)
• I · Türanschlag ×1 — dünner Karton (Müslischachtel)
• J · Boden ×1 — Wellpappe 3 mm
• K · Dachanschläge ×4 — dünner Karton (Müslischachtel)

Schritt für Schritt

1. Klebe die Vorlagen auf den Karton

   Schneide die gedruckten Vorlagen mit 1 cm Rand aus und klebe sie mit dem Klebestift auf die graue Seite des dünnen Kartons: A und B (Vorder- und Rückwand), C zweimal (Seitenwände), D (Dach), G (Augenhalter), H (Zunge), I (Anschlag) und die 4 Anschläge K. Streich mit der Hand glatt, damit keine Blasen bleiben. Die Scheibe E wird so verwendet, wie sie auf dem A4-Blatt gedruckt ist, und die Katze F wird auf schwarzen Fotokarton übertragen.

   Prüfe: Die Vorlagen liegen ganz flach und kleben auch an den Rändern.
   Tipp: Nutze den Karton gut aus: Auf eine große Seite der Schachtel passen A und eine C zusammen.

2. Schneide die Teile aus und rille die Falten

   Schneide A, B, C, D, G, H, I und K entlang der durchgezogenen Außenlinie aus. Fahr dann mit einem leeren Kugelschreiber und dem Lineal mit Druck über jede Faltlinie (grün und rot), damit sie später gerade knicken: die Unterkante von A und B, die drei Kanten der C, den First des Dachs D und die vier Linien von G.

   Prüfe: Wenn du jede Falte ein wenig knickst, knickt sie genau an der Markierung, ohne zu knittern.
   Tipp: Halloween-Deko: Wenn du das Haus schwarz oder lila anmalen willst, mal es jetzt auf der farbigen Seite (der Außenseite) an und lass es 20–30 min trocknen, bevor du faltest. Falsche Fenster und Dachziegel kannst du mit weißem Filzstift aufmalen.

3. Schneide Fenster und Tür aus Erwachsene

   Leg die Vorderwand A auf die Schneidematte. Schneide mit Cuttermesser und Metalllineal das Fenster von 50 × 34 mm ganz aus. Schneide dann die Tür (44 × 69 mm) nur an drei Seiten ein: oben, unten und an der Knaufseite; die vierte Seite ist das Scharnier und wird nicht geschnitten. Klapp die Tür 5- oder 6-mal am Scharnier nach außen, damit sie locker wird.

   Prüfe: Die Tür lässt sich mit einem Finger nach außen öffnen und geht, wenn du sie loslässt, nicht mehr als 1 cm von selbst auf.
   Tipp: Schneide mit mehreren sanften Zügen statt mit einem kräftigen: Der Schnitt wird feiner, und die Tür reibt ein wenig am Rahmen, was hilft, dass sie geschlossen bleibt.

4. Bau das Katzenfenster

   Schneide die Katze F aus schwarzem Fotokarton aus und stich ihre Augen mit dem Vorstecher auf, bis sie 6 mm messen. Klebe die Katze mit dem Klebestift auf die Scheibe E (A4-Blatt), genau auf ihre aufgezeichnete Silhouette. Klebe dann E von hinten hinter das Fenster von A, mit der Katze nach außen und dem Rahmen von E auf den Markierungen von A.

   Prüfe: Wenn du die Vorderwand von außen anschaust, siehst du im Fenster die schwarze Katze auf weißem Grund, mit zwei weißen Augen.
   Tipp: Klebe E nur am Rahmen fest (dem 8-mm-Rand): Die Mitte muss glatt und sauber bleiben, damit das Licht durch beide Augen gleich durchscheint.

5. Bau den Augenhalter Erwachsene

   Stich die beiden Löcher von G mit dem Vorstecher auf, bis sie 5 mm messen (sie müssen 12 mm auseinanderliegen, genau wie die Augen der Katze). Falte G zu einer Brücke: die beiden äußeren 8-mm-Laschen nach außen und die beiden 8-mm-Wände nach hinten, sodass das Feld mit den Löchern 8 mm Abstand hat.

   Prüfe: Auf die Laschen gestellt, sieht G wie eine Brücke aus, und das Feld mit den Löchern liegt parallel zum Tisch, 8 mm hoch.

6. Setz die LEDs und ihre Widerstände ein

   Steck die beiden LEDs von der Seite der Wände durch die Löcher von G, bis ihr Rand anschlägt, mit beiden langen Beinen zur selben Seite. Wickle ein Bein jedes 100-Ω-Widerstands um das lange Bein jeder LED, 5 feste Windungen 5 mm vom Fuß entfernt, und deck die Verbindung mit Klebeband ab.

   Prüfe: Jede LED hat ihren Widerstand am langen Bein, und das kurze Bein ist frei und berührt das andere nicht.
   Tipp: Das lange Bein der LED ist das + (Anode). Wenn die Beine schon gekürzt sind, ist das Bein auf der Seite mit der abgeflachten Kante das − (Kathode).

7. Verbinde die beiden Augen parallel

   Leg die freien Enden der beiden Widerstände an 15 mm abisoliertes rotes Kabel und verdrill sie miteinander. Mach dasselbe mit den beiden kurzen Beinen und dem schwarzen Kabel. Umwickle jede Verbindung mit Klebeband und halte die beiden Bündel mindestens 1 cm auseinander, damit sich Rot und Schwarz nicht berühren.

   Prüfe: Aus dem Halter G kommen nur zwei Kabel, rot und schwarz, und es ist kein blankes Metall zu sehen.
   Tipp: Verdrill das Kabel um die Beine, nicht umgekehrt: Das Kabel ist weicher und umschließt den Draht besser.

8. Teste die Augen

   Berühre bei eingelegten Batterien mit dem Ende des roten Kabels der Augen das Ende des roten Kabels am Batteriehalter und mit dem schwarzen das schwarze. Beide LEDs müssen gleichzeitig und gleich hell leuchten. Wenn nicht, prüfe die Verbindungen, bevor du weitermachst.

   Prüfe: Beide Augen leuchten zusammen. Leuchtet nur eins, hat diese LED eine lockere Verbindung oder sitzt falsch herum.
   Tipp: Bleiben beide dunkel, vertausche die Verbindung (Rot an Schwarz): Leuchten sie dann, hast du die langen Beine mit dem schwarzen Kabel verbunden.

9. Klebe den Halter hinter das Fenster

   Gib Kleber oder Klebestift auf die beiden Laschen von G und klebe sie hinten auf die Scheibe E, sodass jede LED genau hinter einem Auge der Katze sitzt. Prüfe die Position, indem du die LEDs kurz einschaltest: Die beiden roten Punkte müssen mittig in den Augen zu sehen sein.

   Prüfe: Von außen siehst du bei leuchtenden LEDs zwei rote Augen in der Katze und kein Licht außerhalb davon.

10. Bereite den Klammerschalter vor

    Isoliere 2 cm vom roten Kabel des Batteriehalters und vom roten Kabel der Augen ab und fächere die Litzen auf. Leg jedes auf die Innenseite einer Klammerbacke, nahe der Spitze. Falte jedes Alu-Quadrat zu einem Streifen von 1 × 4 cm, wickle ihn über dem Kabel um die Spitze der Backe und befestige ihn nur auf der Außenseite mit Klebeband.

    Prüfe: Wenn du die Klammer loslässt, berühren sich die beiden Alustreifen, und jedes Kabel liegt flach gedrückt unter seinem Alu.
    Tipp: Auf der Innenseite darf kein Klebeband sein: Dort muss das Alu der einen Backe das der anderen berühren.

11. Teste Schalter und Zunge

    Verbinde das schwarze Kabel des Batteriehalters mit dem schwarzen der Augen (verdrillen und mit Klebeband umwickeln). Die Augen leuchten, weil die Klammer geschlossen ist. Beklebe die Zunge H auf beiden Seiten mit Klebeband, öffne die Klammer und schieb die 10 mm am Ende von H zwischen die Backen: Die Augen gehen aus. Zieh sie mit einem Ruck heraus: Sie gehen an.

    Prüfe: Mit eingeschobener Zunge H sind die Augen ganz aus; ohne H leuchten sie.
    Tipp: Die Klammer allein ist ein „normalerweise geschlossener“ Schalter: Ihre Feder drückt die Kontakte zusammen. Die Isolierzunge hält sie offen, so wie die Kühlschranktür den Knopf für das Licht drückt.

12. Befestige Klammer und Batteriehalter auf dem Boden Erwachsene

    Schneide den Boden J aus Wellpappe aus und zeichne seine Markierungen an. Klebe die untere Hälfte der Klammer mit Heißkleber auf ihre Markierung, mit den Spitzen 25 mm von der Linie der Vorderwand entfernt und zur Tür zeigend; die obere Hälfte muss frei bleiben. Klebe den Batteriehalter in sein Rechteck.

    Prüfe: Wenn du an der Zunge ziehst, bewegt sich die Klammer überhaupt nicht, und die obere Hälfte lässt sich beim Drücken weiter öffnen.
    Tipp: Gib den Heißkleber nur auf die untere Hälfte der Klammer und weit weg von der Feder: Wenn er auf die obere Hälfte gerät, geht die Klammer nicht mehr auf.

13. Bau die Wände zusammen

    Gib Kleber auf die seitlichen Laschen einer Wand C und klebe sie innen an die Vorderwand A, auf die Markierungen an ihren Rändern; wiederhole das mit der anderen C und klebe zum Schluss die Rückwand B an. Halte jede Verbindung mit einer Wäscheklammer fest, während sie 20 min trocknet. Führ die Kabel innen entlang, ohne sie einzuklemmen.

    Prüfe: Das Haus steht von allein, die Ecken bilden rechte Winkel, und die Dreiecksgiebel von A und B sind gleich hoch.
    Tipp: Die unteren Laschen müssen alle zum Inneren des Hauses zeigen.

14. Klebe das Haus auf den Boden

    Gib Kleber auf die unteren Laschen und setz das Haus auf den Boden J, wobei die Wände in das aufgezeichnete Rechteck von 140 × 110 mm passen, mit der Vorderwand auf der Seite „VORN“: Die Klammer muss hinter der Tür liegen, auf der Knaufseite. Drück die Laschen von innen mit einem Finger an.

    Prüfe: Bei offener Tür siehst du die Spitze der Klammer direkt dahinter, etwa 2,5 cm von der Schwelle entfernt.

15. Bring Knauf und Türverschluss an

    Klebe den Anschlag I innen an die Vorderwand, neben die Türkante auf der Knaufseite, sodass 4 mm Anschlag über die Tür ragen. Setz eine Kugel Klebemasse auf den Anschlag, dort, wo die Tür anliegt. Klebe den Knopf außen auf die Tür, 7 mm von ihrer freien Kante und 20 mm vom Boden entfernt.

    Prüfe: Die Tür bleibt von selbst zu und öffnet sich mit einem sanften Zug am Knauf nach außen.
    Tipp: Der Anschlag verhindert, dass die Tür nach innen aufgeht, und die Klebemasse hält sie geschlossen: So zieht der Faden erst, wenn jemand wirklich öffnet.

16. Binde den Türfaden an die Zunge

    Binde ein Ende des Fadens mit zwei Knoten an das Loch der Zunge H. Schieb H 10 mm in die Klammer. Schließ die Tür und klebe das andere Ende des Fadens innen auf das Kreuz der Tür (hinter dem Knauf), mit zwei Streifen Klebeband über Kreuz: Der Faden muss gerade sein, darf aber nicht an H ziehen.

    Prüfe: Öffne die Tür langsam: Bei etwa 20–30° (2 cm an der Kante) kommt die Zunge heraus, und die Augen leuchten.
    Tipp: Mach in das Ende, das an die Tür kommt, einen dicken Knoten, bevor du es festklebst: So rutscht es nicht aus dem Klebeband.

17. Setz das Dach auf

    Klebe die vier Anschläge K auf die bedruckte Seite des Dachs D, auf ihre Markierungen. Knick D am First und setz es auf das Haus, ohne es festzukleben: Die Anschläge liegen genau innen an Vorder- und Rückwand an und lassen es nicht verrutschen. So kannst du es anheben, um die Zunge wieder einzusetzen und die Batterien zu wechseln.

    Prüfe: Das Dach sitzt mittig, mit 1 cm Überstand vorn und hinten, und verrutscht nicht, wenn du seitlich dagegen drückst.
    Tipp: Zum Zurücksetzen: Heb bei geschlossener Tür das Dach an, drück die Klammer auf, schieb die Zunge 10 mm hinein und lass los. Die Augen gehen aus.

18. Erweiterung: Bau den Summer ein

    Wenn du einen aktiven Summer mit 3–5 V hast, verbinde sein rotes Kabel mit dem roten Kabel der Augen an der Klammerbacke (unter demselben Alu) und sein schwarzes Kabel mit der Verbindung der schwarzen Kabel. Klebe ihn mit doppelseitigem Klebeband auf den Boden. Jetzt leuchten beim Öffnen der Tür die Augen, und gleichzeitig summt es.

    Prüfe: Mit eingeschobener Zunge summt nichts; beim Öffnen der Tür summt es und die Augen leuchten.
    Tipp: Wenn er zu laut ist, kleb ein Stück Klebeband über das Loch des Summers.

Funktioniert es? Der Test

Setz das Haus in einem Zimmer mit wenig Licht zurück (Zunge eingeschoben, Tür geschlossen) und öffne die Tür langsam am Knauf. Schließ sie, setz es zurück und wiederhole das 10-mal hintereinander.

Was passieren soll: Bei geschlossener Tür sind die Augen aus. Bei etwa 20–30° Öffnung (etwa 2 cm an der Türkante) kommt die Zunge aus der Klammer, und die beiden roten Augen leuchten gleichzeitig und gleich hell in der Silhouette der Katze auf. Sie bleiben an, auch wenn du die Tür schließt, bis du das Dach anhebst und die Zunge wieder einschiebst. Es muss alle 10 Male funktionieren.

Wenn etwas nicht klappt

• Die Augen leuchten nie, auch nicht ohne Zunge — Ein loses Kabel unter dem Alu, eine falsch herum eingesetzte LED oder falsch herum eingelegte Batterien im Batteriehalter. Lösung: Wiederhole den Test aus Schritt 8 und halte die Kabel direkt aneinander. Funktionieren sie dabei, liegt der Fehler an der Klammer: Drück die Kabel unter dem Alu noch einmal flach und prüfe, dass auf der Innenseite kein Klebeband ist.
• Sie leuchten, obwohl die Zunge eingeschoben ist — Die Zunge deckt nicht das ganze Alu ab (sie steckt weniger als 10 mm drin), oder das Klebeband auf H ist gerissen und ein Stück Alu berührt seitlich das andere. Lösung: Schieb H bis zur 10-mm-Markierung hinein und prüfe, dass sie breiter ist als die Backen (14 mm). Schneide das Alu ab, das seitlich über die Klammer hinausragt.
• Nur ein Auge leuchtet — Diese LED hat eine lockere Verbindung zu ihrem Widerstand oder zum schwarzen Kabel, oder sie sitzt falsch herum. Lösung: Prüfe ihre beiden Verbindungen und verdrill sie noch einmal. Bleibt sie dunkel, nimm sie heraus und dreh sie um (langes Bein zum Widerstand) oder tausche sie gegen die Ersatz-LED. Das andere Auge funktioniert weiter, weil sie parallel geschaltet sind.
• Die Tür geht auf, aber die Augen leuchten nicht — Der Faden ist zu locker und zieht die Zunge nicht ganz heraus, der Knoten ist aus dem Klebeband gerutscht, oder die Klammer bewegt sich, statt die Zunge loszulassen. Lösung: Kürze den Faden, bis er bei geschlossener Tür gerade ist. Klebe den Knoten mit zwei Streifen über Kreuz neu fest. Wenn sich die Klammer bewegt, klebe sie mit mehr Heißkleber an der unteren Hälfte neu fest.
• Die Augen gehen von selbst an, ohne dass die Tür geöffnet wird — Die Tür öffnet sich durch das gefaltete Scharnier einen Spalt, und der Faden zieht, oder der Faden ist von Anfang an zu straff. Lösung: Gib dem Faden etwas Spiel (2–3 mm) und setz mehr Klebemasse auf den Anschlag I. Knick das Scharnier noch einmal mehrmals, damit es seine Federkraft verliert.
• Die Batterien werden warm oder sind nach einem Tag leer — Kurzschluss: Das blanke rote Kabel berührt das schwarze (oder das Alu berührt eine Verbindung des schwarzen Kabels), oder die Tür stand lange offen. Lösung: Nimm sofort eine Batterie heraus. Umwickle alle Verbindungen mit Klebeband und halte sie 1 cm auseinander. Bleibt es versehentlich an, setz die Zunge wieder ein: Dann verbraucht es nichts.
• Die Augen leuchten nur schwach — Leere Batterien oder Akkus, Widerstände mit höherem Wert (zum Beispiel 1000 Ω, Braun-Schwarz-Rot) oder zu dickes Papier E. Lösung: Prüfe die Farben Braun-Schwarz-Braun (100 Ω). Leg neue Alkaline-Batterien ein. Ersetze das A4-Blatt durch Transparentpapier, das mehr Licht durchlässt.

Sicherheit

• Cuttermesser (Fenster und Tür), Vorstecher, Abisolierzange und Heißklebepistole benutzt ein Erwachsener. Heißkleber verbrennt die Haut: Warte 1 min, bevor du die frisch geklebte Klammer anfasst.
• Halte die beiden blanken Kabel des Batteriehalters nicht aneinander und berühre sie nicht mit dem Alu, ohne dass eine LED dazwischen ist: Das ist ein Kurzschluss, die Batterien werden warm und sind schnell leer.
• LEDs, Widerstände, Knöpfe und Batterien sind Kleinteile: Bewahre sie außer Reichweite von Kindern unter 3 Jahren auf.
• Dieses Projekt ist die sichere Alternative zu einer Kerze oder einem Teelicht in einem Haus aus Karton: Bring niemals Feuer hinein, Karton brennt sehr leicht.
• Wenn du das Haus ein paar Tage nicht benutzt, nimm die Batterien aus dem Batteriehalter. Leere Batterien gehören in die Batteriesammelbox.

Die Wissenschaft dahinter

Für die Kinder

Der Strom kommt aus den Batterien, läuft einen Weg aus Metall entlang und kehrt auf der anderen Seite zu den Batterien zurück; hat der Weg eine Lücke, bleibt er stehen. Die Wäscheklammer ist wie eine winzige Tür auf diesem Weg: Ihre Feder hält sie geschlossen, also fließt der Strom immer. Wenn wir aber ein Stück Karton zwischen ihre Zähne schieben, das keinen Strom durchlässt, ist der Weg unterbrochen und die Augen gehen aus. Wenn du die Haustür öffnest, zieht der Faden den Karton heraus, die Zähne der Klammer schließen sich, und die Augen der Katze leuchten! Das ist wie beim Kühlschranklicht: Die geschlossene Tür drückt auf einen Knopf, der es ausschaltet, und wenn du sie öffnest, springt der Knopf heraus und das Licht geht an.

Für Erwachsene

Der Stromkreis ist: + der Batterien → Klammer (Schalter) → zwei parallele Zweige, jeder mit einem 100-Ω-Widerstand und einer roten LED → − der Batterien. Eine rote LED hat eine Durchlassspannung von ≈ 1,9–2,1 V; der Widerstand begrenzt den Strom: I = (V_Batterien − V_LED)/R = (3,0 − 2,0)/100 = 10 mA pro LED (≈ 12 mA mit neuen Batterien bei 3,2 V und ≈ 6 mA, wenn sie auf 2,6 V fallen; deshalb nimmt die Helligkeit langsam ab). Der Widerstand setzt I²·R ≈ 0,012² × 100 ≈ 14 mW um, weit unter seinen ¼ W. Jede LED hat ihren eigenen Widerstand, weil zwei LEDs nie genau dieselbe Durchlassspannung haben: Mit einem gemeinsamen Widerstand würde die mit der niedrigeren Spannung fast den ganzen Strom nehmen und heller leuchten als die andere. Gesamtverbrauch ≈ 20–24 mA; eine Alkaline-AA-Batterie liefert bei dieser Last in der Größenordnung von 2000 mAh, also schätzungsweise etwa 80–100 h leuchtende Augen (mit dem aktiven Summer, der ≈ 15–30 mA mehr verbraucht, etwa die Hälfte). Der Schalter: Ein „normalerweise geschlossener“ Kontakt (NC, Öffner) leitet in Ruhe und öffnet beim Betätigen; ein „normalerweise offener“ (NO, Schließer), wie ein Klingeltaster, ist in Ruhe offen und leitet beim Betätigen. Die Klammer ist NC (die Feder drückt die beiden Alustreifen zusammen); die Isolierzunge hält sie offen, solange die Tür geschlossen ist, sodass sich das Ganze von der Tür aus gesehen wie ein Schalter verhält, der beim Öffnen schließt: Das ist dasselbe Prinzip wie beim Kühlschranklicht oder bei den Türkontakten von Alarmanlagen, die NC-Kreise verwenden, weil sie auch auslösen, wenn jemand das Kabel durchschneidet. Die Tür ist ein Hebel: Der Faden sitzt ≈ 37 mm vom Scharnier entfernt, also bewegt sich der Befestigungspunkt beim Öffnen um einen Winkel θ um ≈ 37·sin θ; mit 10 mm Zunge in der Klammer und 2–3 mm Spiel leuchten die Augen ab etwa θ ≈ 20°. Um die Zunge herauszuziehen, muss die Reibung an beiden Backen überwunden werden: F ≈ 2·μ·N; bei einer Federkraft von ≈ 4–8 N und μ ≈ 0,2–0,3 (glattes Klebeband auf Alu) ist F ≈ 2–5 N (Schätzung): Deshalb wird die Klammer mit Heißkleber festgeklebt und die Zunge mit Klebeband beklebt, das weniger reibt als Karton. Ist die Zunge einmal draußen, kehrt sie nicht von selbst zurück: Das Haus funktioniert wie eine Alarmverriegelung, die zurückgesetzt werden muss. Aluminium und Kupfer leiten mit einem Widerstand, der gegenüber den 100 Ω vernachlässigbar ist; Karton, Papier und Klebeband sind Isolatoren. Das 80-g-Papier lässt einen Teil des roten Lichts durch (in der Größenordnung von 20–40 %, Schätzung) und streut es, deshalb sieht das Auge wie ein gleichmäßiger roter Kreis aus und nicht wie ein Punkt.

• normalerweise geschlossener Schalter: einer, der Strom durchlässt, solange ihn niemand berührt, und ihn beim Betätigen unterbricht (die Wäscheklammer).
• normalerweise offener Schalter: einer, der in Ruhe keinen Strom durchlässt und ihn beim Betätigen durchlässt (eine Klingel).
• Parallelstromkreis: mehrere Geräte an denselben zwei Kabeln, jedes mit seinem eigenen Weg.
• Widerstand: Bauteil, das den Strom bremst, damit die LED nicht kaputtgeht.
• Isolator: Material, das keinen Strom durchlässt, wie Karton oder Klebeband.
• Polung: die Plusseite und die Minusseite eines Bauteils; die LED funktioniert nur mit dem langen Bein zum +.

Nach Alter

• 5–7 Jahre: Der Erwachsene schneidet Fenster und Tür aus, verbindet die LEDs mit ihren Widerständen und bereitet die Klammer vor. Das Kind klebt die Vorlagen auf, schneidet die geraden Wände und das Dach aus, klebt die Katze auf die Scheibe, baut mit Hilfe die Wände zusammen, macht den Test mit der Zunge und verziert das Haus. Konzentrier dich auf „Karton zwischen den Zähnen = aus“.
• 8–10 Jahre: Sie machen alle Schritte außer Cuttermesser, Abisolieren und Heißkleber. Lass sie mit dem ersten Experiment herausfinden, welche Materialien die Augen ausschalten, und mit eigenen Worten erklären, warum die Klammer ein „normalerweise geschlossener“ Schalter ist.
• 11–12 Jahre: Lass sie den Schaltplan mit Symbolen zeichnen, den Strom jeder LED mit dem ohmschen Gesetz berechnen, den Öffnungswinkel messen, bei dem die Augen aufleuchten, und ein zweites Fenster mit einem weiteren Augenpaar entwerfen (wie viel Strom wird insgesamt verbraucht?).

In der Gruppe oder in der Klasse

Teams von 2–3 Kindern, ein Haus pro Team. Vor der Einheit: drucken und Fenster und Türen mit dem Cuttermesser vorschneiden, die LEDs mit ihrem Widerstand vorbereiten und testen, die Kabel abisolieren und die Klammern mit Heißkleber auf die Böden kleben. Pro Team: 2 Müslischachteln, ein Boden, 2 LEDs mit Widerstand, Batteriehalter mit Batterien, Klammer, Alufolie, Faden und Klebeband. Zwei Einheiten von 60 min (in der ersten Fenster, Augen und Schalter bauen; in der zweiten die schon trockenen Wände, Boden, Faden und Dach) oder eine von 2 h mit 20 min Trockenzeit zum Verzieren. Zum Schluss die „Spukstraße“: alle Häuser in einer Reihe bei ausgeschaltetem Licht, und jedes Team öffnet nacheinander seine Tür. Halte LEDs, Widerstände und Batterien als Ersatz bereit.

Challenges

• Bau eine Halloween-„Spukstraße“: mehrere Häuser in einer Reihe, ein Zaun aus Eisstielen, Fledermäuse aus schwarzem Fotokarton, die an Fäden von der Traufe hängen, und ein Kürbis aus oranger Knete an der Tür.
• Tausche ein Auge gegen eine rote Blink-LED (eine, die von selbst blinkt): Die Katze zwinkert dann. Sie bekommt denselben 100-Ω-Widerstand.
• Bau ein zweites Fenster mit zwei weiteren Augen parallel dazu, jedes mit seinem eigenen Widerstand, und berechne, wie viel Strom alle vier zusammen verbrauchen.
• Bau einen „normalerweise offenen“ Schalter: eine Fußmatte aus Karton mit zwei Lagen Alufolie, getrennt durch Schaumstoff, die die Augen einschaltet, wenn jemand vor die Tür tritt.
• Erfinde eine Möglichkeit, wie sich die Zunge beim Schließen der Tür von selbst wieder einsetzt (zum Beispiel mit einem Gummiband, das sie zur Klammer schiebt, während jemand die Klammer von außen zusammendrückt).

Weitere kostenlose Projekte

• Schwebendes Gespenst mit statischer Elektrizität
• Kürbislaterne mit flackerndem Licht
• Röhren-Taschenlampe mit Schalter
• Stromkreise aus leitfähiger Knete
• Tischventilator mit Motor
• Türalarm mit Summer
• Zitronenbatterie, die eine LED leuchten lässt
• Ampel mit drei Lichtern
• Haus mit LED-Licht in jedem Zimmer
• Taster-Telegraf

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