Systeme und Prozesse

Vorwissen

Systeme und Prozesse

• Technik - Elektronische Schaltungen (z. B. Zeitschaltung, bistabile Kippstufe)
• Technik - Bistabile Kippstufe mit Logik-Gattern
• Technik - Steuern und Regeln (Unterschiede)
• Technik - Regelkreise mit Blockschaltbildern (z. B. Tempomat, Heizungsregelung, Bewässerungsanlage)
• Technik - Steuerungs- oder Regelungsaufgaben (z. B. Ampelkreuzung mit Signalanforderung, Torsteuerung, Temperaturregelung)
• Technik - 3D Drucker
• Automatisierung im Alltag
  • Ampelschaltung
  • Alarmanlage
  • Lichtsteuerung
  • Rollladensteuerung
  • Bewässerung
  • Zeitschaltungen
• Mikroelektronik – Chance und Gefahr
• Roboterbau - c't-Bot und c't-Sim
• Herstellung einer interaktiven Lerntafel
• Wie kann elektrische Energie gespeichert werden?
• Smart Home

CAD, CAM, CNC und KOSY
Link: CAD, CAM, CNC und KOSY bzw. Einsatz neuer Medien im Technikunterricht

• Technik - CAD
• Technik - CAM
• Technik - CNC
• Technik - KOSY

Elektronik

Praktische Arbeiten: Ampelsteuerung, Miniorgel, ...

• Technik - Sicherheit und Gesundheit beim Arbeiten mit elektrischem Strom
• Technik - Grundwissen Elektronik
• Technik - Nutzung des elektrischen Stroms
• Technik - Elektrische Schaltungen - Funktion und Einsatz
• Technik - Entwicklung und Einsatz der Mikroelektronik zur Steuerung oder Regelung und zur Datenverarbeitung
• Technik - Schaltungen mit Dioden
• Technik - Ampelsteuerung
• Technik - Sensorschaltung
• Technik - Verzögerungsschaltung
• Technik - Elektronische Miniorgel

Getriebetechnik

Getriebetechnik: Bestimme die Drehrichtung, wenn mehrere Zahnräder ineinander greifen sind.

1. Zahnrad: Im Uhrzeigersinn
2. Zahnrad: Gegen den Uhrzeigersinn
3. Zahnrad: Im Uhrzeigersinn
4. Zahnrad: Gegen den Uhrzeigersinn
5. Zahnrad: Im Uhrzeigersinn
6. usw.

Baugruppen einer Maschine

Welches sind typische Baugruppen für Maschinen?

(Schalt-, Steuer-, Regelteil) (Übertragungsteil) (Gehäuse, Gestell, Sicherheitsteil) (Antriebsteil) (Arbeitsteil)

Elektrotechnik

Hilfsmittel?

UNKLAR, ob die Schaltzeichen vorausgesetzt werden! Schaltzeichen

Bauteile

Bestimme die Bauteile.

Einsatzmöglichkeiten der Bauteile

Benenne die Einsatzmöglichkeiten dieser elektrischer Bauteile.

• Kondensator
• Transistor

Kennzeichnungen

Erkläre die Kennzeichnung auf diesem Bauteil.

Schaltplan

Aufgaben in dieser Kategorie

• Fehler im Schaltplan finden / markieren
• Schaltplan verbessern / ergänzen
• Schaltung neu zeichnen / entwerfen
• Was ändert sich, wenn ein Widerstand vergrößert bzw. verkleinert wird?
• Widerstand berechnen
• Begründung für den Einsatz eines Bauteiles

Messen, Steuern, Regeln

Messen

• Spannung mit Multimeter ermitteln
• Dicke eines Werkstückes mit einem Messschieber bestimmen
• Temperatur mit Thermometer bestimmen

Steuern

• Haushaltsgeräte auf eine bestimmte Drehzahl schalten
• Lichtschalter geht nach vorgegebener Zeit automatisch aus

Regeln

• Thermostat der Wohnung / Kühlschranktemperatur
• Tempomat bestimmt die Geschwindigkeit

Schaltungen verstehen

Erstellen Sie für die Schließer S1, S2, S3 und S4 eine Wahrheitswertetabelle.

Beispiel für eine Wahrheitswertetabelle

Animation zur Erstellung einer Wahrheitstafel

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Teil A1: Werkstoffe, Produkte, Produktionstechnik

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.

Spezial Werkstoffkunde Technik - Werkstoffe unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Kriterien Maschinentechnik Technik - Werkzeuge und Maschinen zur Werkstoffbearbeitung Qualitätsmanagement Technik - Kriterien für die Beurteilung eines Arbeitsprozesses und dessen Ergebnisse Nachhaltige Produktion Technik - Arbeitsprozess und Ergebnisse beurteilen und optimieren

Teil A2: 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 Technik - Elektronische Schaltungen Technik - Bistabile Kippstufe mit Logik-Gattern Technik - Steuern und Regeln (Unterschiede) Technik - Regelkreise mit Blockschaltbildern (z. B. Tempomat, Heizungsregelung, Bewässerungsanlage) Technik - Steuerungs- oder Regelungsaufgaben (z. B. Ampelkreuzung mit Signalanforderung, Torsteuerung, Temperaturregelung) 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.

Spezial: CAD, CAM, CNC und KOSY CAD, CAM, CNC und KOSY CAD KOSY CAM CNC

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.

Spezial Arduino Arduino Prüfungsaufgaben Arduino Schaltungen Arduino Alarmanlage Arduino Ampel Arduino Haustierfütterung Arduino Hitzeschutz Arduino Musikinstrument Arduino TTS - STT

Teil B1: Mensch und Technik: 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 Planungsunterlagen erstellen: Technik - Planungsunterlagen aus der Bautechnik (z. B. Lageplan, Wohnungsgrundriss, Installationspläne, Statikpläne) Statik Wärmedämmung Smart Home Energieeffizienz in Gebäuden Solarenergie Planet-Schule.de Bautechnik Technik - Experimente zu bautechnischen Problemstellungen (z. B. statische Grundkonstruktionen, Baustoffe, Wärme‑, Schalldämmung) Technik - Wirkungsweise ausgewählter technischer Systeme in Gebäuden (z. B. Heizung, Beleuchtung, Alarmanlage, Lüftung, Wärmetauscher) Technik - Funktionsmodell Bautechnik (z. B. Alarmanlage, Wärmetauscher) Technik - Energiesparendes Bauen (z. B. Passivhaus, Nullenergiehaus, Gebäudesanierung) Technik - Aktuelle Systeme der Gebäudetechnik (z. B. Bustechnologie, Visualisierung, Smart Home) Wärmepumpe Luft-Wasser-Wärmepumpen Sole-Wasser-Wärmepumpen Wasser-Wasser-Wärmepumpen Direktverdampfer-Wärmepumpen Beispiel: Abwasserwärmepumpe

Teil B2: Mensch und Technik: 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.

Spezial Unterrichtsmodule zur Dampfmaschine und der Motorwelt Technik - Dampfmaschine Technik - Elektromotor Technik - Getriebe Technik - Verbrennungsmotoren Technik - Zweitaktmotor Technik - Viertaktmotor Technik - Stirlingmotor Technik - Wirkungsgrad von Antriebssystemen Technik - Umweltbelastung von Antriebssystemen Technik - Sicherheits- und Assistenzsysteme in Fahrzeugen Technik - Individuelle, gesellschaftliche und historische Bedeutung der Mobilität Technik - Wirtschaftliche Bedeutung der Mobilität und deren Auswirkungen auf Mensch, Natur und Gesellschaft Technik - Aktuelle Entwicklungen der Mobilität

Teil B3: Mensch und Technik: 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.

Erneuerbare Energien Solarenergie Windenergie Biomasse Geothermie Wasserkraft Speichertechnologien Batterien Redox-Flow-Batterien Pumpspeicherkraftwerke Wasserstoff-Speicherung

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 Technologische Innovationen in der Energieversorgung Energiemanagementsysteme Nachhaltige Produktentwicklung Recycling und Upcycling Nutzung von verschiedenen Primärenergieträgern Regenerativer Energie Wirkungsgrad des Energiewandlers Möglichkeiten und Herausforderungen Energieversorgungssysteme Möglichkeiten der Energieeinsparung Objektanalyse technischer Geräte Produktlebenszyklus

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