Messen Steuern Regeln II
MSR an der Schule und Zuhause

29. Mai 2006 ©
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Messen Steuern Regeln

 

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Wettbewerb: Schüler entwickeln ihren eigenen Computer Chip
Deutschlands neue Roboter-Könige kommen aus Hamburg
Computer, die hören, sprechen, laufen, verstehen -CeBIT 2006
Es muß nicht allen so gehen manche bekommen auch Physik-Nobelpreise oder werden tolle Ingenieure
Einem Roboter ist dagegen so manches egal.

Botshop interaktives Roboterbauen

Auch von der Natur kann man lernen, Bionik nennt man dann dieses:
bionik.tu-berlin.de

Die Mikroelektronik hat voll die klassische Mess- Steuerungs- und Regelungstechnik erobert und ist eine der Zukunftstechnologien geworden. Ein eigenes Schulfach ist es allerdings noch nicht. Die klassischen Lerninhalte findet man in qualitativer und mehr deskriptiver Art teilweise in der Biologie, manchmal auch in der Physik oder im Technikunterricht. Auch der Informatik- Unterricht lässt die Thematik oft links liegen, mit Argumenten wie "das sei nur noch eine Frage der technischen Realisierung". Die Schaltkreise der ersten logischen Gatter, der Chips und Mikroprozessoren und nicht der "Mathematische Geist an sich" brachte die industrielle Computerrevolution hervor. Telekinese und hochgeistige Software allein sind es nicht, die die Fließbänder mit produzierten Autos (keine Blaupausen!) füllen. Da muß man auch mal zulangen können, wenn Software oder Hardware nicht so funktionieren. Und dieses Zulangen will früh erlernt werden!

Genaueres erfahren Schüler in einem Informatik/Physik/ MSR- Kurs an ihrer Schule. Nicht immer, aber immer öfter (so die Hoffnung des Autors) findet man MSR- Baukastensysteme an den Schulen. Eine Einführung in dieses Arbeiten findet man zum Beispiel in dem Heft "MSR mit FITUP" von Cornelsen Experimenta. Mit einer Fülle von Arbeitsblättern, Folienvorlagen, Software- Vorlagen werden dem Lehrer Materialien zur Hand gegeben.

Ein Beispiel zum Thema Messen sei hier knapp dargestellt (mit frdl. Genehmigung von Cornelsen- Experimenta)

Belichtungsmesser

MESSEN
ANALOGE- DATENEINGABE

Mit dem Programm und dem angeschlossenen Helligkeits- Sensor besprechen wir Vor- und Nachteile der diversen Darstellungsmöglichkeiten.

Expermentier- Ideen :
Kerzenflamme, wie weit nachweisbar
Störquellen, Vorhang zu, Person im Schatten, Hemd des Schülers reflektiert,
Reflexionsgesetz, Richtungscharakteristik, was ist am hellsten,
30W Lampe, 100W Lampe in 5m Abstand, quadratisches Abstandsgesetz, doppelte Entfernung von Taschenlampe ¼ der Helligkeit- Linearität

Dämmerlicht- Automat

TIPP:
Um seitlich eingestreutes Licht zu minimieren kann der Sensor mit schwarzem Tesa- Gewebeband oder Isolierband abgedunkelt werden.
Zusätzlich zum Sensor an EX schließen wir an M1 eine Glühbirne an.

Mit dem Programm Computerauge wählen wir als Hellwert 100% und als Dunkelwert zunächst 50%. Sobald das Licht unter 50% fällt schaltet sich die Glühlampe M1 ein. Bei Einbruch der Nacht beginnt die Straßenbeleuchtung automatisch zu leuchten. Ein Struktogramm kann entwickelt werden und als Lernzielkontrolle weiterverfolgt werden.


Die ITG (informationstechnische Grundbildung) und die Thematik 'Messen, Steuern, Regeln' können so erarbeitet werden. Für die eigentliche Physik sind Sensorik und Robotik natürlich nur bedingt nutzbar, dem fächerübergreifenden Aspekt im Rahmen der ITB werden diese eher gerecht.
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neuer und moderner sind die Bücher:
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selbst Löten, durchblicken - nachbauen- selber konstruieren

MSR-Pages von Dr.Schmidt Uni-Dresden zeigen u.a. Zusammenstellung
von benötigten Materialien für MSR, Sensorik und Robotik.

Mausphysik - Messen mit umgebauter Computermaus   Uni Würzburg

Mechatronik- Informatik
 
  • Robotik, Mechatronische Systeme
  • Regelungs- und Automatisierungstechnik
  • Telematik: Fernwartung und Ferndiagnose

Uni Würzburg


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Baue deinen Roboter, deine Brücke oder dein Lasso und Wellenmaschine und simuliere.

und dann gilt es so ein Gerät auch zu realisieren:

Solche Kerlchen mit realen Bauklötzen und Federn mit Motoren zu bauen,
liebe Schüler, es ist gar nicht so einfach



der Australia's Telerobot on the Web macht es schon lange!

SCIENCE HOBBYIST: Traffic Waves, physics for bored commuters

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Wie sag ich's dem Computer?
MSR mit dem USB
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Oscilloscope for Windows 100 kB von Konstantin Zeldovich Uni Moskau,
2-kanal Oszi mit den Signalen aus der Soundkarte, einfacher geht es nicht mehr.
Legen Sie vorsichtig (max 1V) - am besten über Keramikkondensatoren -
an rechten und linken Kanal des Mikrophoneingangs (Stecker kaufen) -
bei Schallanalysen kann die integrierte Fourieranalyse aktiviert werden.
Natürlich geht auch ein U-I-t Diagramm eines Schwingkreises.
Singen Sie einfach ein "I" ins Stereomikrophon und aktivieren Sie Spektrum.
Eine "reinrassige" Linie sollte erscheinen.


Interfacing to the IBM-PC Parallel Printer Port
Cheapskate's Guide to Interfacing to PC Ports
Programmers Heaven - Craig Peacock's Interfacing the PC
ADC interfacing with PC
interfacing of pc with stepper motor
Instrumentation and equipment design, PC USB interfacing
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Lehrstuhl für Angewandte Mechanik - mit Scripten Download TU München

TECHNIK-ONLINE-MAGAZIN

Virtuelles Praktikum Technische Chemie: Versuchssimulation: Regelung ; temperatur control simulation

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www.reichelt.de/ Bauteile, Bausätze

SODIS Datenbank alle Bundesländer in einer Schuldatenbank

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Problemlösungsstrategie bei Übungsaufgaben (Tipps für Schüler)

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