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Einfache elektronische Bauteile – am Beispiel Fotometer

Inhaltsverzeichnis

Optische Sensoren in der Technik
1. Der Rauchmelder – Aufbau und Funktion
2. Das Fotometer
3. Weitere Anwendungsmöglichkeiten von optischen Sensoren
Problemfeldern von optischen Sensoren
1. Übersicht
2. Auswahl der Lichtquelle
  1. Was ist Licht
  2. Die LED
  3. Wahrnehmung von Farben
3. Der Empfänger
  1. Funktion LDR
  2. Funktion Fototransistor
  3. Das Elektrische Potenzial
  4. Der Spannungsteiler
  5. Bau des Empfängers
4. Wechselwirkung Licht – Materie
  1. Streuung / Absorption / Reflexion
5. Ausgabe
  1. Sender-Empfänger-Kombination
  2. Messung einer Verdünnungsreihe
  3. Kalibrierung des Sensors
Ich kann jetzt
Lastenheft
PEP

i. Der Transistor als Schalter

ii. Arduino als Messgerät

iii. Happy-Bits und LitteBits

iv. Streuungsmessung

Inhalte der Fortbildung

Im Zentrum dieser Fortbildung steht eine Unterrichtseinheit für den Unterricht in Klasse 9 oder 10, bei der am Beispiel eines Fotometers eine Einführung in einfache elektronische Bauteile wie Leuchtdiode (LED) und Fotowiderstand erfolgt. Da optische Messverfahren in vielen Bereichen von Naturwissenschaft und Technik Anwendungen finden, lässt sich die Einheit vielfältig in einen größeren Zusammenhang einbinden.

Konkrete Inhalte der Fortbildung sind:

grundlegender Aufbau eines Fotometers
Einführung in einfache elektronische/optoelektronische Bauteile (z.B. LED)
Bau eines einfachen Fotometers aus vorgefertigten Teilen
Experimente mit dem Fotometer
Auswertung der Daten

Darüber hinaus erhalten Sie einen Überblick über die Methodik des gesamten Unterrichtsganges von der Qualifizierung über die Projektphase bis hin zur Leistungsbewertung.

Auswahl aus den prozessbezogenen Kompetenzen

2.1. Erkenntnisgewinnung und Forschen

(4) Experimente entwickeln, planen, durchführen, auswerten und bewerten
(5) Messdaten mathematisch auswerten, beschreiben und interpretieren

2.2 Entwicklung und Konstruktion

(8) technische Optimierungsansätze entwickeln
(9) ein selbst konstruiertes Produkt optimieren

2.4 Bedeutung und Bewertung

(7) Qualität von Untersuchungsergebnissen und Produkten begründet einschätzen

Auswahl aus den inhaltsbezogenen Kompetenzen

3.2.3.3 Produktentwicklung

(1) ein Produkt mit definierter Funktion und bestimmter Eigenschaft entwickeln, konstruieren und normorientiert darstellen (zum Beispiel Windkraftanlage, Messgerät, Maschine)
(5) Funktion und Eigenschaften eines Produkts bewerten und Optimierungsansätze entwickeln

3.2.4.1 Informationsaufnahme durch Sinne und Sensoren

(1) die Verwendungsmöglichkeiten von Sensoren beschreiben (zum Beispiel Blutdruckmessgerät, Hygrometer, Anemometer)

3.2.4.2 Gewinnung und Auswertung von Daten

(1) Bedingungen für zuverlässige Messungen erläutern und Messverfahren optimieren (systematische und zufällige Messfehler, Standardabweichung, Randbedingungen oder Einflussgrößen, Kontrollmessungen oder Reproduzierbarkeit)
(3) Messdaten mithilfe von Software auswerten und darstellen (Standardabweichung, Tabellenkalkulation)

3.2.4.4 Elektronische Schaltungen

(1) die Funktion von Bauteilen elektrischer oder elektronischer Schaltungen beschreiben (Schalter, Widerstand, Leuchtdiode, Transistor)

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