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Ein­fa­che elek­tro­ni­sche Bau­tei­le – am Bei­spiel Fo­to­m­e­ter

In­halts­ver­zeich­nis

  1. Op­ti­sche Sen­so­ren in der Tech­nik
    1. Der Rauch­mel­der – Auf­bau und Funk­ti­on
    2. Das Fo­to­m­e­ter
    3. Wei­te­re An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten von op­ti­schen Sen­so­ren
  2. 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
  3. Ich kann jetzt
  4. Las­ten­heft
  5. 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)

 

Wei­ter zu Mi­kro­con­trol­ler