Arduino: Funduino.de











Arduino Einführung

Arduino ist eine Open-Source-Plattform für die Entwicklung von Elektronikprojekten. Die Plattform besteht aus einer Hardware- und einer Softwarekomponente und wurde 2005 von Massimo Banzi und David Cuartielles entwickelt.

Hardware

Die Hardware von Arduino besteht aus einem Mikrocontroller-Board, das mit verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderen elektronischen Komponenten verbunden werden kann. Das Board enthält einen Mikrocontroller, der das Herzstück der Plattform bildet. Der Mikrocontroller kann programmiert werden, um die angeschlossenen Komponenten zu steuern und mit anderen Geräten zu kommunizieren.

Es gibt verschiedene Modelle von Arduino-Boards, die sich in Größe, Leistung und Funktionsumfang unterscheiden. Die meisten Boards sind mit einem USB-Anschluss ausgestattet, über den sie mit einem Computer verbunden werden können. Die Programmierung der Boards erfolgt über eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE), die kostenlos heruntergeladen werden kann.

Software

Die Software von Arduino besteht aus der IDE, einer Programmiersprache und einer umfangreichen Bibliothek von Funktionen und Codebeispielen. Die IDE ermöglicht es dem Benutzer, den Mikrocontroller zu programmieren, indem er Code schreibt, der in der Programmiersprache C++ geschrieben ist.

Die Bibliothek von Arduino enthält eine Vielzahl von Funktionen und Codebeispielen, die dem Benutzer helfen, schnell und einfach komplexe Elektronikprojekte zu realisieren. Die Bibliothek enthält unter anderem Funktionen für die Steuerung von Motoren, Sensoren, Displays und Kommunikationsgeräten wie Ethernet und WLAN.

Anwendungen

Arduino wird in vielen Bereichen eingesetzt, darunter:

  1. Robotik
  2. Home Automation
  3. Wearables
  4. Kunstprojekte
  5. Musikinstrumente
  6. Bildung

Arduino ist auch bei Schülern und Studenten beliebt, da es eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bietet, Elektronikprojekte zu entwickeln.

MOOC

Ein MOOC (Massive Open Online Course) ist ein Online-Kurs, der eine große Anzahl von Teilnehmern erreichen kann. Ein MOOC zu Arduino könnte eine Vielzahl von interaktiven Elementen enthalten, die den Schülern helfen, die Plattform schnell zu verstehen und zu lernen, wie sie Elektronikprojekte entwickeln können.

Zu den möglichen interaktiven Elementen gehören:

Videos, die die grundlegenden Konzepte von Arduino erklären Quizfragen, um das Verständnis der Schüler zu testen Code-Beispiele, die die Schüler modifizieren können, um ihre eigenen Projekte zu erstellen Virtuelle Labore, in denen die Schüler ihre Projekte testen und debuggen können Ein Arduino-MOOC könnte in verschiedenen Schulfächern eingesetzt werden, darunter Informatik, Elektronik, Mathematik und Physik.

Ein Arduino Uno Board

Praktische Prüfung

Niveaustufe 1

  1. Schreibe ein Programm, das eine LED an- und ausschaltet, wenn ein Taster gedrückt wird.
  2. Verbinde einen Piezo-Summer und ein Potentiometer mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das einen Ton ausgibt, wenn das Potentiometer gedreht wird.

Niveaustufe 2

  1. Schreibe ein Programm, das die Helligkeit eines Lichtsensors misst und eine LED einschaltet, wenn die Helligkeit einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
  2. Verbinde einen Drehregler und eine RGB-LED mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das die Farbe der LED ändert, wenn der Regler gedreht wird.

Niveaustufe 3

  1. Schreibe ein Programm, das einen Servomotor steuert und eine bestimmte Position anfährt, wenn ein Taster gedrückt wird.
  2. Verbinde einen Ultraschallsensor und eine LED mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das die LED einschaltet, wenn ein Hindernis erkannt wird.

Niveaustufe 4

  1. Schreibe ein Programm, das die Temperatur mit einem Temperatursensor misst und die Daten auf einem LCD-Display anzeigt.
  2. Verbinde einen Joystick und zwei Servomotoren mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das die Motoren steuert, wenn der Joystick bewegt wird.
  3. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine LED an Pin 9 anschließt und sie alle zwei Sekunden für eine halbe Sekunde einschaltet. Verwende eine variable Verzögerung.
  4. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine LED an Pin 13 anschließt und sie abwechselnd für eine Sekunde ein- und ausschaltet.
  5. Schreibe ein Programm für den Arduino, das einen Taster an Pin 2 anschließt und bei jedem Drücken des Tasters eine LED an Pin 3 für eine halbe Sekunde einschaltet.

Niveaustufe 5

  1. Schreibe ein Programm, das die Luftfeuchtigkeit und Temperatur mit einem DHT11-Sensor misst und die Daten auf einem OLED-Display anzeigt.
  2. Verbinde einen 9-DOF-Sensor (Beschleunigung, Gyroskop, Magnetometer) und eine LED mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das die LED in Abhängigkeit von der Bewegung des Sensors steuert.

Niveaustufe 6

  1. Schreibe ein Programm, das einen Schrittmotor steuert und eine bestimmte Sequenz von Schritten ausführt.
  2. Verbinde ein RFID-Modul und eine LCD-Anzeige mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das den Namen des Benutzers auf dem Display anzeigt, wenn er seine RFID-Karte scannt.

Niveaustufe 7

  1. Schreibe ein Programm, das eine Echtzeituhr mit einem DS1307-Modul verwendet und die aktuelle Uhrzeit auf einem LCD-Display anzeigt.
  2. Verbinde einen Bluetooth-Modul und einen Motor mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das den Motor über eine Bluetooth-Verbindung steuert.
  3. Schreibe ein Programm für den Arduino, das einen Temperatursensor am Analogen Eingang A0 anschließt und die aktuelle Temperatur auf dem Seriellen Monitor ausgibt.
  4. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine LED an Pin 9 anschließt und die Intensität basierend auf dem Wert eines Potentiometers am Analogen Eingang A1 regelt.
  5. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine Servo-Motor an Pin 10 anschließt und ihn in Abhängigkeit von einem Potentiometer am Analogen Eingang A2 steuert.

Niveaustufe 8

  1. Schreibe ein Programm, das einen Servomotor steuert und eine bestimmte Bewegungssequenz ausführt, die über eine serielle Schnittstelle gesteuert wird.
  2. Verbinde ein GPS-Modul und einen SD-Kartenslot mit dem Arduino und schreibe ein Programm, das die GPS-Daten auf der SD-Karte speichert und später wieder abrufen kann.

Niveaustufe 9

  1. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine LED an Pin 9 anschließt und die Farbe basierend auf dem Wert eines Potentiometers am Analogen Eingang A1 ändert. Verwende PWM-Ausgabe, um die Farbe zu steuern.
  2. Schreibe ein Programm für den Arduino, das einen IR-Empfänger an Pin 2 anschließt und Signale von einer IR-Fernbedienung empfängt. Verwende eine Bibliothek, um die Signale zu decodieren und eine LED an Pin 13 basierend auf den empfangenen Signalen ein- und auszuschalten.
  3. Schreibe ein Programm für den Arduino, das einen Schrittmotor an den Pins 8, 9, 10 und 11 anschließt und ihn in einer Schleife drehen lässt. Verwende eine Bibliothek, um den Schrittmotor zu steuern, und eine variable Verzögerung, um die Geschwindigkeit zu ändern.


Niveaustufe 10

  1. Schreibe ein Programm für den Arduino, das einen Ultraschallsensor an den Pins 11 und 12 anschließt und die Entfernung zu einem Hindernis misst. Wenn das Hindernis näher als 10 cm ist, soll eine LED an Pin 9 eingeschaltet werden.
  2. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine LCD-Anzeige an den Pins 4, 5, 6, 7, 8 und 9 anschließt und eine Begrüßungsnachricht anzeigt. Verwende eine Bibliothek, um die LCD-Anzeige zu steuern.
  3. Schreibe ein Programm für den Arduino, das eine drahtlose Verbindung zu einem anderen Arduino herstellt und Daten austauscht. Verwende ein WLAN-Modul wie das ESP8266 oder das HC-05 Bluetooth-Modul.

LearningApp




Quiz

Was ist Arduino? (Eine Open-Source-Plattform für Elektronikprojekte) (!Ein Musikinstrument) (!Ein Betriebssystem) (!Eine Art von Gemüse)



Wofür wird Arduino verwendet? (Robotik, Home Automation, Wearables, Kunstprojekte, Musikinstrumente, Bildung) (!Zum Kochen) (!Zum Fliegen) (!Zum Schwimmen)



Was ist die IDE? (Eine integrierte Entwicklungsumgebung zum Programmieren von Arduino) (!Ein Sensor) (!Ein Aktor) (!Ein Display)



Welche Programmiersprache wird für Arduino verwendet? (C++) (!Python) (!Java) (!Ruby)



Was ist ein MOOC? (Ein Massive Open Online Course) (!Ein Motor) (!Ein Display) (!Ein Aktor)



Welcher Mikrocontroller wird in den meisten Arduino-Boards verwendet? (ATmega328P) (!ATtiny85) (!ATmega2560) (!AT89C2051)



Was ist ein Shield in Bezug auf Arduino? (Ein Aufsatz-Board, das die Funktionen des Arduino-Boards erweitert) (!Ein Schutzschild für das Arduino-Board) (!Ein Sensor) (!Ein Aktor)



Welche Spannung benötigt Arduino in der Regel? (5 Volt oder 3,3 Volt) (!12 Volt oder 24 Volt) (!120 Volt oder 240 Volt) (!1 Volt oder 2 Volt)



Was ist ein Sensor in Bezug auf Arduino? (Ein elektronisches Bauteil, das physikalische Größen wie Temperatur, Licht oder Bewegung misst) (!Ein Aktor) (!Ein Display) (!Ein Lautsprecher)



Was ist das Ziel des Arduino-Projekts? (Die Förderung von Elektronik und Programmierung für Künstler, Designer und Hobbyisten) (!Die Herstellung von Spielzeugen) (!Die Entwicklung von Medizinprodukten) (!Die Schaffung von Militärtechnologie)



Was ist der Unterschied zwischen einem analogen und einem digitalen Signal? (Analoge Signale sind stufenlos und können beliebige Werte annehmen, digitale Signale haben nur zwei Zustände: 0 und 1) (!Digitale Signale sind stufenlos und können beliebige Werte annehmen, analoge Signale haben nur zwei Zustände: 0 und 1) (!Analoge Signale sind viel schneller als digitale Signale) (!Digitale Signale sind viel schneller als analoge Signale)



Was ist ein Aktor in Bezug auf Arduino? (Ein elektronisches Bauteil, das eine physikalische Handlung ausführt, z. B. das Ein- und Ausschalten eines Motors oder die Steuerung einer Lampe) (!Ein Sensor) (!Ein Display) (!Ein Lautsprecher)



Was ist das besondere an der Arduino-Plattform? (Sie ist offen, d. h. der Quellcode und die Schaltpläne sind frei zugänglich und können von jedermann bearbeitet und weiterentwickelt werden) (!Sie ist proprietär, d. h. der Quellcode und die Schaltpläne sind geheim und dürfen nicht verändert werden) (!Sie ist nur für professionelle Entwickler gedacht) (!Sie ist nur für den Einsatz in der Raumfahrt geeignet)



Welche der folgenden Komponenten benötigt Arduino, um eine Verbindung zu einem Computer herzustellen? (Ein USB-Kabel) (!Ein HDMI-Kabel) (!Ein Ethernet-Kabel) (!Ein Koaxialkabel)



Was ist das Besondere an der Programmierung von Arduino? (Sie ist einfach zu erlernen und erfordert keine tiefgreifenden Kenntnisse in Elektronik und Informatik) (!Sie ist sehr kompliziert und erfordert jahrelange Erfahrung) (!Sie ist nur für professionelle Entwickler gedacht) (!Sie ist nur für den Einsatz in der Raumfahrt geeignet)



Was ist C++? (Eine objektorientierte Programmiersprache) (!Ein Betriebssystem) (!Ein Textverarbeitungsprogramm) (!Ein Grafikprogramm)



Welcher Operator wird verwendet, um den Inhalt einer Variable in der Konsole auszugeben? (<<) (!>>) (!=) (!==)



Was ist eine Funktion in C++? (Ein in sich geschlossener Programmteil, der eine bestimmte Aufgabe erfüllt) (!Ein Variablen-Typ) (!Eine Schleife) (!Ein Array)



Was ist ein Pointer in C++? (Eine Variable, die die Adresse einer anderen Variablen speichert) (!Ein Zeichenketten-Literal) (!Ein Schlüsselwort) (!Ein Datentyp)



Welche der folgenden Anweisungen erzeugt eine Schleife, die solange durchlaufen wird, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist? (while) (!if) (!for) (!do-while)



Was ist der Unterschied zwischen Compiler und Interpreter? (Ein Compiler übersetzt den gesamten Quellcode in eine ausführbare Datei, während ein Interpreter den Quellcode Zeile für Zeile übersetzt und ausführt.) (!Ein Compiler ist schneller als ein Interpreter, aber ein Interpreter ist genauer.) (!Ein Compiler übersetzt den Quellcode in eine höhere Programmiersprache, während ein Interpreter den Quellcode in Maschinencode übersetzt.) (!Ein Compiler ist nur für die Verwendung von Low-Level-Sprachen wie Assembler oder C gedacht, während ein Interpreter für höhere Programmiersprachen wie Java oder Python verwendet wird.)



Was ist eine Schleife in der Programmierung? (Ein Konstrukt, das es ermöglicht, einen Block von Anweisungen mehrmals auszuführen.) (!Ein anderes Wort für eine Variable.) (!Eine Funktion, die verwendet wird, um die Leistung von Code zu messen.) (!Ein Wert, der eine spezielle Bedeutung innerhalb des Programms hat.)



Was ist eine Bedingung in der Programmierung? (Eine Anweisung, die bewirkt, dass eine bestimmte Aktion nur ausgeführt wird, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.) (!Eine Funktion, die verwendet wird, um Daten zu sortieren.) (!Ein Wert, der eine bestimmte Bedeutung innerhalb des Programms hat.) (!Ein Synonym für eine Variable.)



Was ist eine Klasse in der objektorientierten Programmierung? (Eine Schablone oder ein Bauplan, der zur Erstellung von Objekten verwendet wird.) (!Ein anderes Wort für eine Funktion.) (!Ein Synonym für einen Pointer.) (!Ein Wert, der eine spezielle Bedeutung innerhalb des Programms hat.)



Was ist ein Array in der Programmierung? (Eine Sammlung von Variablen des gleichen Datentyps, die nacheinander im Speicher angeordnet sind.) (!Eine Funktion, die zur Überprüfung der Syntax des Codes verwendet wird.) (!Ein Operator, der zur Erhöhung des Werts einer Variable um eins verwendet wird.) (!Eine Schleife, die immer mindestens einmal durchlaufen wird.)



Was ist ein Datentyp in der Programmierung? (Ein Konzept, das beschreibt, welche Art von Daten eine Variable speichern kann.) (!Ein Schleifenkonstrukt, das in der Regel verwendet wird, um eine bestimmte Anzahl von Schleifendurchläufen durchzuführen.) (!Eine Funktion, die zur Konvertierung von Datentypen verwendet wird.) (!Eine Bedingungsanweisung, die verwendet wird, um eine Aktion auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.)



Was ist ein Pointer in der Programmierung? (Eine Variable, die die Adresse eines anderen Speicherbereichs enthält.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von ganzen Zahlen verwendet wird.) (!Ein Schleifenkonstrukt, das in der Regel verwendet wird, um eine bestimmte Anzahl von Schleifendurchläufen durchzuführen.) (!Eine Funktion, die zur Konvertierung von Datentypen verwendet wird.)



Was ist eine Funktion in der Programmierung? (Ein Block von Code, der eine bestimmte Aufgabe ausführt.) (!Eine Variable, die zur Speicherung von Zeichenketten verwendet wird.) (!Ein Konstrukt, das verwendet wird, um einen Block von Anweisungen mehrmals auszuführen.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von Dezimalzahlen verwendet wird.)



Was ist das Konzept der Modularisierung in der Programmierung? (Das Aufteilen von Code in separate, wiederverwendbare Einheiten.) (!Das Entfernen von Kommentaren aus dem Quellcode.) (!Die Verwendung von Schleifen in einer Funktion, um Code mehrmals auszuführen.) (!Die Verwendung von Bedingungsanweisungen, um eine Aktion nur dann auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.)



Was ist ein Algorithmus in der Programmierung? (Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Lösung eines Problems.) (!Eine Bedingungsanweisung, die verwendet wird, um eine Aktion auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von Fließkommazahlen verwendet wird.) (!Eine Schleife, die in der Regel verwendet wird, um eine bestimmte Anzahl von Schleifendurchläufen durchzuführen.)



Was ist eine Variable in der Programmierung? (Ein Name, der einem Wert zugewiesen ist und in einem Programm verwendet werden kann.) (!Eine Funktion, die eine bestimmte Aufgabe ausführt.) (!Ein Schleifenkonstrukt, das in der Regel verwendet wird, um eine bestimmte Anzahl von Schleifendurchläufen durchzuführen.) (!Eine Bedingungsanweisung, die verwendet wird, um eine Aktion auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.)



Was ist eine Konstante in der Programmierung? (Ein Wert, der während der Programmausführung nicht verändert werden kann.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von Zeichenketten verwendet wird.) (!Ein Schleifenkonstrukt, das in der Regel verwendet wird, um eine bestimmte Anzahl von Schleifendurchläufen durchzuführen.) (!Eine Bedingungsanweisung, die verwendet wird, um eine Aktion auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.)



Was ist eine Funktion in der Programmierung? (Ein Block von Code, der eine bestimmte Aufgabe ausführt.) (!Eine Variable, die zur Speicherung von Zeichenketten verwendet wird.) (!Ein Konstrukt, das verwendet wird, um einen Block von Anweisungen mehrmals auszuführen.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von Dezimalzahlen verwendet wird.)



Was ist eine Schleife in der Programmierung? (Ein Konstrukt, das verwendet wird, um einen Block von Anweisungen mehrmals auszuführen.) (!Eine Bedingungsanweisung, die verwendet wird, um eine Aktion auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von Fließkommazahlen verwendet wird.) (!Ein Name, der einem Wert zugewiesen ist und in einem Programm verwendet werden kann.)



Was ist eine Bedingungsanweisung in der Programmierung? (Eine Anweisung, die verwendet wird, um eine Aktion auszuführen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.) (!Ein Konstrukt, das verwendet wird, um einen Block von Anweisungen mehrmals auszuführen.) (!Ein Datentyp, der zur Speicherung von Fließkommazahlen verwendet wird.) (!Ein Name, der einem Wert zugewiesen ist und in einem Programm verwendet werden kann.)



Was ist das Ergebnis der folgenden Berechnung?

int x = 10; int y = 3; int z = x / y;

z ist gleich... (3) (!2) (!5) (!10)



Was ist die Ausgabe des folgenden Codes?

int a = 5; int b = 10; if (a < b) { cout << "a ist kleiner als b" << endl; } else { cout << "a ist größer oder gleich b" << endl; }

Die Ausgabe lautet... (a ist kleiner als b) (!a ist größer oder gleich b) (!5) (!10)



Was macht die folgende Schleife?

for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << i << endl; }

Die Schleife gibt aus... (0, 1, 2, 3, 4) (!1, 2, 3, 4, 5) (!0, 1, 2, 3, 4, 5) (!0, 1, 2, 3, 4)



Was ist die Ausgabe des folgenden Codes?

int x = 5; int y = 7; int z = x + y; cout << "Das Ergebnis von " << x << " + " << y << " ist " << z << endl;

Die Ausgabe lautet... (Das Ergebnis von 5 + 7 ist 12) (!Das Ergebnis von x + y ist z) (!Das Ergebnis von 5 + 7 ist 35) (!Das Ergebnis von 5 plus 7 ist 12)



Was ist das Ergebnis der folgenden Berechnung?

int x = 8; int y = 2; int z = x % y;

z ist gleich... (0) (!1) (!2) (!3)



Technik





 

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Sicherheit

Sicherheit

  • G
  • Ich kenne und befolge die grundlegenden Regeln im Technikunterricht.

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  • Ich kann beim sicheren Arbeiten und bei Experimenten Risiken erkennen und Maßnahmen zur Vermeidung ergreifen.





    Technisches Zeichnen

    Technisches Zeichnen

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    Werkstoff Holz

    Werkstoff Holz

    Praktische Arbeiten: Instrument, Spiel, Werkzeug, Buch-Halter, Handy-Klappstuhl, ...


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  • Ich kann einfache Gegenstände aus Holz unter Anleitung herstellen und kenne die grundlegenden Eigenschaften von Holz sowie einfache Werkzeuge zur Holzbearbeitung.

  • M
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  • Ich kann selbstständig komplexe Holzarbeiten durchführen, die Planung, Fertigung und die Serienfertigung von Holzgegenständen umfassen. Ich beherrsche den sicheren Umgang mit Maschinen, kenne die Arbeitssicherheitsregeln und kann die Oberflächenbearbeitung von Holz professionell durchführen.



    Kunststoff

    Kunststoff

    Praktische Arbeiten: Schlüsselanhänger, Bilderhalter, Instrument, Spiel, Werkzeug, ...


  • G
  • Ich kann einfache Gegenstände aus Kunststoff, wie Schlüsselanhänger oder Bilderhalter, herstellen und dabei grundlegende Kunststoffarten und -eigenschaften kennen lernen.

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  • Ich kann mit unterschiedlichen Kunststoffen arbeiten und daraus komplexere Objekte, wie Instrumente oder Spiele, herstellen, indem ich die Techniken der Kunststoffverarbeitung anwende.

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  • Ich kann selbstständig komplexe Projekte, wie Werkzeuge oder anspruchsvolle Spielzeuge, aus Kunststoff entwickeln und dabei mein Wissen über Technik - Kunststoffeigenschaften und -verarbeitung vertiefen und anwenden.



    Werkstoff Metall

    Metall

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  • Ich kann grundlegende Informationen über Metalle und ihre Gewinnung aus Erz nennen und einfache Anreiß- und Körnarbeiten durchführen.

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  • Ich kann komplexe Prozesse wie das Hartlöten verstehen und anwenden sowie die Verwendung und Funktion verschiedener Maschinen in der Metallverarbeitung erklären.




    Elektrotechnik

    Elektrotechnik

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  • Ich kann einfache elektrische Schaltungen verstehen und aufbauen.

  • M
  • Ich kann Funktion und Aufbau von grundlegenden elektrischen Bauteilen erklären.

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  • Ich kann elektrische Schaltungen planen, realisieren und analysieren.

    Mechanik

    Mechanik

  • G
  • Ich kann einfache mechanische Prinzipien verstehen und anwenden.

  • M
  • Ich kann mechanische Systeme und deren Funktionen beschreiben.

  • E
  • Ich kann komplexe mechanische Systeme analysieren und optimieren.

    Informationstechnik

    Informationstechnik

  • G
  • Ich kann grundlegende Funktionen von Computern und Software nutzen.

  • M
  • Ich kann digitale Werkzeuge zur Problemlösung einsetzen.

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  • Ich kann komplexe IT-Systeme verstehen und für spezifische Aufgaben konfigurieren.

    Elektronik

    Elektronik

    Praktische Arbeiten: Ampelsteuerung, Miniorgel, ...


  • G
  • Ich kann einfache elektronische Schaltungen verstehen und unter Anleitung eine einfache Ampelsteuerung oder eine Miniorgel bauen.

  • M
  • Ich kann unter Anleitung und mit Grundkenntnissen der Sicherheit beim Umgang mit Strom sowie des Nutzung des elektrischen Stroms komplexere Schaltungen wie Sensorschaltungen oder Verzögerungsschaltungen bauen und einfache Fehlersuchen durchführen.

  • E
  • Ich kann selbstständig und mit fundiertem Wissen über Mikroelektronik und deren Anwendung in der Steuerungs- und Regelungstechnik sowie der Erneuerbaren Energien komplexe Projekte wie eine Ampelsteuerung oder eine elektronische Miniorgel planen, durchführen und optimieren.



    Arduino

    Arduino

  • G
  • Ich kann die Grundlagen von Einführung in die Plattform und ihre Möglichkeiten verstehen und einfache Schaltungen nach Anleitung aufbauen.

  • M
  • Ich kann selbstständig Schaltungen aufbauen und einfache Prüfungsaufgaben lösen, wie z.B. eine Ampel oder eine Alarmanlage.

  • E
  • Ich kann komplexe Projekte umsetzen, wie eine Haustierfütterung, einen Hitzeschutz, ein Musikinstrument oder eine Integration von Text-to-Speech und Speech-to-Text.





    Programmieren

    Programmieren

  • G
  • Ich kann einfache Anweisungen in einer visuellen Programmierumgebung umsetzen.

  • M
  • Ich kann grundlegende Kontrollstrukturen wie Schleifen und bedingte Anweisungen verwenden.

  • E
  • Ich kann komplexe Probleme analysieren, einen Algorithmus entwickeln und diesen in einer Programmiersprache umsetzen.



    Werkstoffe und Produkte

    Werkstoffe und Produkte

    Werkstoffe unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Kriterien

  • G
  • Ich kann einfache Werkstoffe beschreiben und einfache ökologische und ökonomische Kriterien bei der Auswahl berücksichtigen.

  • M
  • Ich kann Werkzeuge und Maschinen zur Werkstoffbearbeitung benennen und deren Einsatzgebiete erläutern.

  • E
  • Ich kann Kriterien für die Beurteilung eines Arbeitsprozesses und dessen Ergebnisse entwickeln und anwenden.

    Arbeitsprozess und Ergebnisse

  • G
  • Ich kann einen einfachen Arbeitsprozess und dessen Ergebnisse unter Anleitung beurteilen und Optimierungsvorschläge machen.

  • M
  • Ich kann einen Arbeitsprozess selbstständig beurteilen und Ergebnisse systematisch optimieren.

  • E
  • Ich kann komplexe Arbeitsprozesse kritisch analysieren, optimieren und die Ergebnisse umfassend beurteilen.






    Produktionstechnik

    Produktionstechnik

    Serienfertigung, Produktionsvorrichtungen, Serienprodukts

  • G
  • Ich kann die grundlegenden Prinzipien der Serienfertigung verstehen und ein einfaches Objekt (z.B. Spielzeug, Dekorationsobjekt) unter Anleitung herstellen, inklusive einfacher Zeitplanung und Kostenkalkulation.

  • M
  • Ich kann eigenständig einfache Produktionsvorrichtungen entwickeln und fertigen (z.B. Bohrschablone, Sägevorrichtung) und habe ein Grundverständnis für arbeitsteilige Produktion.

  • E
  • Ich kann den Herstellungsprozess eines Serienprodukts analysieren und bewerten (z. B. Arbeitsablauf, Qualität, Ressourcen, Arbeitsbedingungen) und Ansätze zur Optimierung von Herstellungsprozessen erkennen und vorschlagen.

    Arbeitsteilige Produktion, Industrielle Serienfertigung, Aktuelle Entwicklungen

  • G
  • Ich verstehe die Basisprinzipien der arbeitsteiligen Produktion und kann einfache Aufgaben in einem Team übernehmen.

  • M
  • Ich kann einen Überblick über verschiedene Bereiche der industriellen Serienfertigung gewinnen (z. B. durch Betriebserkundung, Expertenbefragung) und einfache Kooperationen mit außerschulischen Partnern pflegen.

  • E
  • Ich kann die Technik - Auswirkungen der industriellen Serienfertigung auf den Menschen, das Berufsleben und die Gesellschaft kritisch reflektieren und aktuelle Entwicklungen wie die Digitalisierung der Fertigung (u. a. Smart Factory) in ihren Potenzialen und Herausforderungen beurteilen.

    Spezial

    1. Praktische Umsetzung von Produktionsprojekten
    2. Entwicklung und Fertigung von Produktionsvorrichtungen
    3. Analyse und Optimierung von Herstellungsprozessen
    4. Interdisziplinäre Zusammenarbeit in der Produktionstechnik
    5. Reflexion über den Einfluss der Produktionstechnik auf Gesellschaft und Umwelt

    Produktion

    1. Technik - Serienfertigung + Praktische Umsetzung (z.B. Spielzeug, Dekorationsobjekt inkl. Zeitplanung und Kostenkalkulation)
    2. Technik - Produktionsvorrichtungen + Eigene Entwicklung und Fertigung (z.B. Bohrschablone, Sägevorrichtung)
    3. Technik - Arbeitsteilige Produktion
    4. Technik - Herstellungsprozess eines Serienprodukts (z. B. Arbeitsablauf, Qualität, Ressourcen, Arbeitsbedingungen)
    5. Technik - Optimierung von Herstellungsprozessen
    6. Technik - Industrielle Serienfertigung (z. B. Betriebserkundung, Expertenbefragung, Kooperation mit außerschulischen Partnern)
    7. Technik - Auswirkungen der industriellen Serienfertigung auf den Menschen, das Berufsleben und die Gesellschaft
    8. Technik - Aktuelle Entwicklungen wie die Digitalisierung der Fertigung (u. a. Smart Factory)




    Versorgung und Entsorgung

    Versorgung und Entsorgung

    Regenerativer Energie, Verteilung von Energie, Energieeinsparung

  • G
  • Ich kann verschiedene Primärenergieträger zur Gewinnung von Nutzenergie nennen und einfache Beispiele für regenerative Energiequellen aufzählen.

  • M
  • Ich kann den Wirkungsgrad von Energiewandlern (z. B. bei Sonnen- und Windenergie) erklären und grundlegende Möglichkeiten und Herausforderungen bei der Energiebereitstellung und -verteilung beschreiben.

  • E
  • Ich kann Energieversorgungssysteme nach funktionalen, ökologischen, wirtschaftlichen, sozialen und ethischen Kriterien analysieren und bewerten sowie Möglichkeiten der Energieeinsparung im privaten und schulischen Bereich erarbeiten und beurteilen.

    Produktlebenszyklus

  • G
  • Ich kann einfache Objektanalysen technischer Geräte durchführen und einfache Aspekte des Produktlebenszyklus (z. B. Planung und Herstellung) beschreiben.

  • M
  • Ich kann technische Geräte hinsichtlich ihres Produktlebenszyklus (Planung, Herstellung, Nutzung, Instandhaltung) analysieren und erste Überlegungen zur Verwertung und Entsorgung anstellen.

  • E
  • Ich kann den gesamten Produktlebenszyklus (Planung, Herstellung, Nutzung, Instandhaltung, Verwertung / Entsorgung) detailliert analysieren und hinsichtlich ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte bewerten.

    Spezial

    1. Technologische Innovationen in der Energieversorgung
    2. Energiemanagementsysteme
    3. Nachhaltige Produktentwicklung
    4. Recycling und Upcycling
    5. Technik - Nutzung von verschiedenen Primärenergieträgern zur Gewinnung von Nutzenergie
    6. Technik - Regenerativer Energie
    7. Technik - Wirkungsgrad des Energiewandlers (z. B. zu Sonnen- und Windenergie)
    8. Technik - Möglichkeiten und Herausforderungen bei der Bereitstellung und Verteilung von Energie
    9. Technik - Energieversorgungssysteme (exemplarisch nach funktionalen, ökologischen, wirtschaftlichen, sozialen und ethischen Kriterien z. B. Kraftwerkstypen, Versorgungsnetze, Smart Grid)
    10. Technik - Möglichkeiten der Energieeinsparung im privaten und schulischen Bereich
    11. Technik - Objektanalyse technischer Geräte
    12. Technik - Produktlebenszyklus (Planung, Herstellung, Nutzung, Instandhaltung, Verwertung / Entsorgung)




    Mobilität

    Mobilität

    Maschinen und Motoren

  • G
  • Ich kann die grundlegenden Funktionen einer Dampfmaschine und eines Elektromotors erklären.

  • M
  • Ich kann die Funktionsweisen unterschiedlicher Motoren wie Verbrennungsmotoren, Zweitaktmotor, Viertaktmotor und Stirlingmotor verstehen und vergleichen.

  • E
  • Ich kann den Wirkungsgrad von Antriebssystemen analysieren und die Umweltbelastung von Antriebssystemen sowie die Sicherheits- und Assistenzsysteme in Fahrzeugen kritisch bewerten.

    Bedeutung von Mobilität

  • G
  • Ich kann die Funktion eines einfachen Getriebes verstehen.

  • M
  • Ich kann die individuelle, gesellschaftliche und historische Bedeutung der Mobilität erkennen und beschreiben.

  • E
  • Ich kann die wirtschaftliche Bedeutung der Mobilität und deren Auswirkungen auf Mensch, Natur und Gesellschaft analysieren und bewerten.

    Aktuelle Entwicklungen der Mobilität

  • G
  • Ich kann einfache aktuelle Entwicklungen der Mobilität benennen.

  • M
  • Ich kann die aktuellen Entwicklungen der Mobilität verstehen und deren Bedeutung für die Gesellschaft erkennen.

  • E
  • Ich kann die aktuellen Entwicklungen der Mobilität kritisch hinterfragen und deren potenzielle Zukunftsszenarien entwickeln und diskutieren.


    Modellbau

    Modellbau

  • G
  • Ich kann einfache Modelle wie ein Wasserrad-Modell oder Mausefalle-Auto bauen und grundlegende physikalische Prinzipien erkennen.

  • M
  • Ich kann komplexere Modelle wie ein Elektromotor oder Solarauto konstruieren und die technischen Funktionsweisen verstehen.

  • E
  • Ich kann anspruchsvolle Projekte wie einen Hydraulikarm oder Roboterarm entwickeln und physikalische sowie ingenieurwissenschaftliche Konzepte integrieren.



    Bautechnik

    Bautechnik

    Bautechnik Grundlagen

  • G
  • Ich kann grundlegende Planungsunterlagen der Bautechnik wie einen Lageplan oder Wohnungsgrundriss identifizieren und deren Inhalt grob verstehen.

  • M
  • Ich kann einfache Experimente zu bautechnischen Problemstellungen durchführen und die Funktionen von statischen Grundkonstruktionen sowie die Grundlagen von Wärme- und Schalldämmung verstehen.

  • E
  • Ich kann die Wirkungsweise ausgewählter technischer Systeme in Gebäuden analysieren und verstehen, wie Systeme wie Heizung, Beleuchtung oder Alarmanlagen funktionieren.

    Funktionsmodell, Energiesparendes Bauen, Aktuelle Systeme der Gebäudetechnik

  • G
  • Ich kann ein einfaches Funktionsmodell aus der Bautechnik wie eine Alarmanlage unter Anleitung nachbauen.

  • M
  • Ich kann Grundprinzipien des energiesparenden Bauens verstehen und einfache Maßnahmen zur Gebäudesanierung erklären.

  • E
  • Ich kann aktuelle Systeme der Gebäudetechnik wie Bustechnologie oder Smart Home Systeme in ihren Grundzügen verstehen und deren Vorteile für moderne Gebäude beschreiben.

    Spezial

    1. Planungsunterlagen erstellen: Technik - Planungsunterlagen aus der Bautechnik (z. B. Lageplan, Wohnungsgrundriss, Installationspläne, Statikpläne)
    2. Statik
    3. Wärmedämmung
    4. Smart Home
    5. Energieeffizienz in Gebäuden
    6. Solarenergie
    7. Planet-Schule.de Bautechnik
    8. Technik - Experimente zu bautechnischen Problemstellungen (z. B. statische Grundkonstruktionen, Baustoffe, Wärme‑, Schalldämmung)
    9. Technik - Wirkungsweise ausgewählter technischer Systeme in Gebäuden (z. B. Heizung, Beleuchtung, Alarmanlage, Lüftung, Wärmetauscher)
    10. Technik - Funktionsmodell Bautechnik (z. B. Alarmanlage, Wärmetauscher)
    11. Technik - Energiesparendes Bauen (z. B. Passivhaus, Nullenergiehaus, Gebäudesanierung)
    12. Technik - Aktuelle Systeme der Gebäudetechnik (z. B. Bustechnologie, Visualisierung, Smart Home)
    13. Wärmepumpe


    Systeme und Prozesse

    Elektronische Schaltungen

    Technik - Elektronische Schaltungen

  • G
  • Ich kann grundlegende elektronische Schaltungen wie eine einfache Zeitschaltung und eine bistabile Kippstufe verstehen und aufbauen.

  • M
  • Ich kann Funktion und Aufbau von Logik-Gattern in einer bistabilen Kippstufe analysieren und erklären.

  • E
  • Ich kann komplexe Schaltungen eigenständig entwickeln und optimieren.

    Spezial

    1. Technik - Elektronische Schaltungen (z. B. Zeitschaltung, bistabile Kippstufe)
    2. Technik - Bistabile Kippstufe mit Logik-Gattern
    3. Technik - Steuern und Regeln (Unterschiede)
    4. Technik - Regelkreise mit Blockschaltbildern (z. B. Tempomat, Heizungsregelung, Bewässerungsanlage)
    5. Technik - Steuerungs- oder Regelungsaufgaben (z. B. Ampelkreuzung mit Signalanforderung, Torsteuerung, Temperaturregelung)
    6. Technik - 3D Drucker



    Steuern und Regeln

    Technik - Steuern und Regeln

  • G
  • Ich kann die grundlegenden Unterschiede zwischen Steuern und Regeln benennen.

  • M
  • Ich kann Regelkreise und deren Komponenten mit Blockschaltbildern darstellen.

  • E
  • Ich kann komplexe Steuerungs- und Regelungsaufgaben analysieren und lösen.

    CAD, CAM, CNC und KOSY

    Technik - CAD, CAM, CNC und KOSY

  • G
  • Ich kann die Grundlagen und die Bedeutung von CAD, CAM, CNC und KOSY verstehen und erklären.

  • M
  • Ich kann einfache Konstruktionen und Bearbeitungen mit CAD- und CAM-Software durchführen.

  • E
  • Ich kann komplexe Projekte unter Anwendung von CAD, CAM, CNC und KOSY in Projekten planen, durchführen und auswerten.




    Mensch und Technik

    Mensch und Technik

    Technik - Zielorientierung technischen Handelns

    Technik - Zielorientierung technischen Handelns

  • G
  • Ich kann einfache technische Produkte und deren Nutzen beschreiben.

  • M
  • Ich kann den Prozess der technischen Entwicklung nachvollziehen und bewerten.

  • E
  • Ich kann komplexe Technologien analysieren und in Bezug auf ihre Zielorientierung reflektieren.

    Technik - Chancen und Risiken technischer Lösungen

    Technik - Chancen und Risiken technischer Lösungen

  • G
  • Ich kann grundlegende Chancen und Risiken von Technologien benennen.

  • M
  • Ich kann Chancen und Risiken technischer Lösungen für spezifische Anwendungsfelder analysieren.

  • E
  • Ich kann Auswirkungen von Technologien auf Mensch, Gesellschaft und Umwelt kritisch bewerten.

    Technik - Bedeutung der Technik für ihre berufliche und private Lebensplanung

    Technik - Bedeutung der Technik für ihre berufliche und private Lebensplanung

  • G
  • Ich kann den Einfluss einfacher Technologien auf den Alltag beschreiben.

  • M
  • Ich kann die Rolle von Technologie in verschiedenen Berufsfeldern analysieren.

  • E
  • Ich kann strategische Entscheidungen bezüglich Technologieeinsatz in Beruf und Privatleben treffen.


    Umweltschutz

    Praktische Arbeiten: Upcycling-Projekt, Entwurf einer Wasseraufbereitungsanlage, ...

    Umweltschutz

  • G
  • Ich kann an einem einfachen Upcycling-Projekt teilnehmen und verstehe die Grundideen von Abfallwirtschaft.

  • M
  • Ich kann die Schadstoffbelastungen erkennen und einfache Maßnahmen erörtern. Außerdem kann ich ein kleines Upcycling-Projekt eigenständig planen und durchführen.

  • E
  • Ich kann einen Entwurf einer Wasseraufbereitungsanlage erstellen und verstehe komplexe Zusammenhänge in der Abfallwirtschaft und Upcycling.


    Klimawandel

    Klimawandel

  • G
  • Ich kann Grundlagen und einfache Fakten zur Erderwärmung verstehen.

  • M
  • Ich kann Zusammenhänge zwischen Energieverbrauch und Klimawandel erkennen.

  • E
  • Ich kann Auswirkungen der Ernährung auf das Klima analysieren und bewerten.



    Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik


    Die Erde

    Technik - Die Erde

  • G
  • Ich kann Grundlagen der Erdgeschichte und geografische Besonderheiten erkennen.

  • M
  • Ich kann Erdgeschichte, geografische Besonderheiten und ihre Auswirkungen auf das Leben und die Umwelt analysieren.

  • E
  • Ich kann komplexe geologische Prozesse verstehen und die Bedeutung der Erde im kosmischen Kontext bewerten.

    Das Universum

    Technik - Das Universum

  • G
  • Ich kann Grundkonzepte des Universums und des Sonnensystems verstehen.

  • M
  • Ich kann detaillierte Konzepte des Universums und des Sonnensystems erforschen und erklären.

  • E
  • Ich kann tiefgehende Einblicke in astrophysikalische Phänomene gewinnen und ihre Bedeutung für das Verständnis des Universums analysieren.

    Elektrizität

    Technik - Elektrizität

  • G
  • Ich kann einfache Stromkreise verstehen und einfache elektrische Geräte benutzen.

  • M
  • Ich kann elektrische Schaltkreise konstruieren und die Wirkungsweise verschiedener elektrischer Komponenten verstehen.

  • E
  • Ich kann komplexe elektrische Systeme analysieren und die Rolle der Elektrizität in modernen Technologien bewerten.

    Energie

    Technik - Energie

  • G
  • Ich kann verschiedene Energieformen und ihre grundlegenden Anwendungen kennen.

  • M
  • Ich kann Energiequellen vergleichen und die Auswirkungen der Energiegewinnung auf die Umwelt beurteilen.

  • E
  • Ich kann erneuerbare und nicht erneuerbare Energiequellen kritisch bewerten und innovative Energiekonzepte entwickeln.

    Chemie

    Technik - Chemie

  • G
  • Ich kann grundlegende chemische Prozesse und ihre Anwendung im Alltag verstehen.

  • M
  • Ich kann chemische Reaktionen analysieren und die Rolle der Chemie in verschiedenen Industrien verstehen.

  • E
  • Ich kann chemische Prozesse in Bezug auf molekulare Strukturen verstehen und komplexe chemische Experimente durchführen.

    Bauen und Architektur

    Technik - Bauen und Architektur

  • G
  • Ich kann Grundprinzipien des Bauens und einfache architektonische Stile erkennen.

  • M
  • Ich kann Baukonstruktionen analysieren und architektonische Stile im historischen Kontext verstehen.

  • E
  • Ich kann architektonische Designs entwickeln und die Auswirkungen von Architektur auf die Gesellschaft und die Umwelt bewerten.

    Medizin

    Technik - Medizin

  • G
  • Ich kann Grundlagen der menschlichen Anatomie und einfache medizinische Maßnahmen verstehen.

  • M
  • Ich kann Körpersysteme und Krankheiten verstehen und einfache medizinische Prozeduren erklären.

  • E
  • Ich kann fortgeschrittene medizinische Konzepte verstehen und die Auswirkungen von Medizintechnologie auf die Gesundheitsversorgung bewerten.

    Technik

    Technik - Technik

  • G
  • Ich kann grundlegende technische Geräte und ihre Funktionen kennen.

  • M
  • Ich kann verschiedene technische Systeme und ihre Anwendungen verstehen und analysieren.

  • E
  • Ich kann innovative technologische Lösungen entwickeln und die Rolle der Technik in der modernen Gesellschaft bewerten.

    Physik

    Technik - Physik

  • G
  • Ich kann grundlegende physikalische Konzepte und einfache Experimente verstehen.

  • M
  • Ich kann physikalische Phänomene untersuchen und physikalische Gesetze in verschiedenen Kontexten anwenden.

  • E
  • Ich kann komplexe physikalische Theorien verstehen und deren Anwendung in modernen technologischen Entwicklungen bewerten.

    Technische Erfindungen

    Technische Erfindungen




    Früher: FIP – Fachinterne Prüfung - Technik (Realschule)

    FIP – Fachinterne Prüfung - Technik (Realschule)



    Technische Berufe als MOOC

    Mach aus Deinem Traumberuf einen MOOC, hol Dir dafür ein Zertifikat und bereichere damit Deine Bewerbung.
    Infos zu Berufen findest Du unter BerufeNET - Bundesagentur für Arbeit

    MOOCs zum Leitgedanken

    Link: Leitgedanke


    MOOCs zu den prozessbezogenen Kompetenzen


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