Ana­lo­ge und di­gi­ta­le Bil­der­fas­sung

11. Stun­de

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len ein ana­lo­ges Bild her. Dazu kön­nen sie Ge­gen­stän­de oder eine Scha­blo­ne auf ein Solar-Fo­to­pa­pier legen. Dies kann bei ge­dämpf­tem Ta­ges­licht ge­sche­hen, da die­ses Pa­pier nur für blau­es und ul­tra­vio­let­tes Licht emp­find­lich ist. Vor­sicht ist bei Leucht­stoff­röh­ren und En­er­gie­spar­lam­pen ge­bo­ten! Dann be­lich­ten sie das Fo­to­pa­pier in der Sonne. An­schlie­ßend wird das Pa­pier mit Was­ser (zwei Mi­nu­ten wäs­sern) ent­wi­ckelt.

Abb. 14: Solar-Fo­to­pa­pier, v. Har­ten, 04.2018

Mit Hell-Hell-Schal­tun­gen kön­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler mo­dell­haft die Funk­ti­ons­wei­se eines Bild­sen­sors ken­nen­ler­nen. Die Hell-Hell-Schal­tung wird als Black­box ein­ge­setzt. Fällt Licht auf den Fo­to­wi­der­stand, so wird eine Span­nung er­zeugt, die eine LED zum Leuch­ten bringt.

Abb. 15: Hell-Hell-Schal­tung, v. Har­ten 04.2018

Mit drei Hell-Hell-Schal­tun­gen kann ein ein­fa­cher Mo­dell­bild­sen­sor ge­baut wer­den. Das 3 Pixel-“Bild“ kann mit einer drei­stel­li­gen Bi­n­är­zahl co­diert wer­den. Schwarz (Dun­kel) oder Weiß (Hell) muss als 1 fest­ge­legt wer­den.

Abb. 16: Mo­dell Bild­sen­sor, v. Har­ten, 04.2018

Der Mo­dell­bild­sen­sor un­ter­schei­det nur zwi­schen Hell und Dun­kel. Grau­tö­ne und Far­ben kann er nicht ab­bil­den.

Der Bild­sen­sor (CCD) eines alten Han­dys kann aus­ge­baut und den Schü­le­rin­nen und Schü­lern ge­zeigt wer­den. Sie er­ken­nen dann die Mi­nia­tu­ri­sie­rung.

Jetzt kön­nen die Be­grif­fe ana­log (alt­grie­chisch für „ver­hält­nis­mä­ßig“) und di­gi­tal (la­tei­nisch di­gi­tus „Fin­ger“) ein­ge­führt bzw. wie­der­holt wer­den. Als Bei­spie­le kön­nen ana­lo­ge (stu­fen­lo­se) und di­gi­ta­le (mit Zah­len) An­zei­gen bei Mess­ge­rä­ten (u.a. Uhren) ge­wählt wer­den.

Ein Fo­to­ap­pa­rat mit che­mi­schen Film und einer mit Bild­sen­sor wer­den ver­gli­chen. Die Linse (Ob­jek­tiv) wird als Ge­mein­sam­keit zur Bildent­stehung ge­nannt. Wei­te­re Ge­sichts­punk­te sind z.B. die Spei­che­rung und Bild­ver­ar­bei­tung.

Zu­satz:

Ein 3x3 Bild­sen­sor ist noch an­schau­li­cher. Eine wei­te­re Fest­le­gung (Spal­ten-Zei­len) ist jetzt für die Co­die­rung nötig.

Abb. 17: Mo­dell Bild­sen­sor 3x3, v. Har­ten, 04/20188

Ab­bil­dung 18: Farb­sen­sor­mo­dell, v. Har­ten, 04.2018

Mit Farb­filter­fo­li­en kön­nen die Fo­to­wi­der­stän­de über­klebt wer­den. Mit den Fo­li­en Rot, Grün und Blau (RGB) und die ent­spre­chen­den Farb-LEDs er­hält man ein Mo­dell eines Farb­bild­sen­sors (ge­nau­er Pixel).

Z.B. leuch­tet die blaue LED nur bei blau­em Licht. Bei wei­ßem Licht leuch­ten alle drei LEDs. Aus der Ent­fer­nung sieht dies wie wei­ßes Licht aus.

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Wei­ter zu Elek­tri­sche Schal­tun­gen