Abschnittsübersicht

    • Jahrgangsstufe 9
      Sensorwerte erfassen und auswerten

      ca.  10 Unterrichtsstunden

      Die blockbasierte Programmierung eines Mikrocontrollers oder eines anderen autonomen Informatiksystems für die Erfassung und Auswertung einer Messwertreihe bildet den Kontext für die Verwendung des Datentyps Liste. Mit dem EVAS-Prinzip lernen die Schülerinnen und Schüler ein einfaches, verallgemeinertes Modell eines Informatiksystems kennen. 

      Verbindliche Ziele und Inhalte 
      • Sensoren verwenden
        • Sensorwerte analysieren und bewerten
        • Zuverlässigkeit von Sensorwerten beurteilen
        • Zusammenhang zwischen gemessener physikalischer Größe und Sensorwert erläutern
      • Daten verarbeiten
        • Listen zur systematischen Speicherung und Verarbeitung von Sensorwerten verwenden
      • Algorithmen strukturieren
        • Funktionen definieren und verwenden
      • das Prinzip Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe – Speicherung erläutern

      UE
       
      Thema und Beschreibung
       
      1
       
      Reaktivierung - Sensoren und Aktoren spielerisch verwenden
      • Benutzen - Analysieren - Gestalten/Erweitern eines Gamecontrollerspiels mit einer Hardwarekomponente in Analogie/Fortsetzung zur Klasse 8
      • Auswertung: Zusammenhang zwischen EVAS als Eingabe/Sensor - Verarbeitung mit Speicherung- Ausgabe/Aktor

      2
       
      Qualität von Sensoren untersuchen 
      • Untersuchung der Zuverlässigkeit von Sensoren → Untersuchungsstationen unter Benutzung des Smartphones und einer Hardwarekomponente
        • Magnetfeldsensor/Kompass vs. Umgebungsgegenstände aus Metall
        • Richtungsabhängigkeit des Ultraschallsensors
        • Temperaturmessung per externem Sensor und Prozessorsensor
        • Beschleunigungssensor vs. Lageveränderung
      • Schlussfolgerungen zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Sensoren → Übertragung auf reale Sachzusammenhänge (z. B. Rückfahrsensor in Pkw, Ausfall eines Türöffners mit Sensorsteuerung)
      • Wiederholung des Prinzips der Analog-Digital-Wandlung aus Klasse 8 →  Zusammenhang zwischen gemessener physikalischer (analoger) Größe und angezeigtem Sensorwert
       
      4
       
      Sensoren in Anwendungen verwenden und umfangreiche Sensordaten verarbeiten
      • Motivation: Lärmmessers, Cockpit-Steuerung mit Neigungswarner und Auswertung der gesammelten Daten
      • Benutzen - Analysieren - Gestalten einer Anwendung, die umfangreiche Daten erzeugt und diese in Listen speichert, Nutzung von Funktionen zur Strukturierung von Algorithmen/Skripten
      • Differenzierungsmöglichkeit: Datenübertragung für Sensoren in Controllersystemen beispielsweise Mind+ mit Calliope oder Funkübertragung der Daten mithilfe mehrere Controller
      • Visualisierung und Auswertung der Daten in der Tabellenkalkulation →  Schlussfolgerung beispielsweise über Bewegungsprofile von Nutzern

      • ❗Link auf FoBi ILTiS 2024 folgt
      3
       
      Projekt: Sensoren in Anwendungen
      • Anwendung nach gegebenen Kriterien realisieren und testen, beispielsweise Steuerung eines Roboters oder Autos, Entwicklung CO2-Ampel, ...
      • Präsentation oder/und Dokumentation/Bedienungsanleitung erstellen

      • Leistungsbewertung