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Technik

Möglichkeiten und Grenzen im Alltag

Selbst gebaute Steuerungen sind praktisch. Sie haben aber Grenzen bei Sicherheit, Dauerbetrieb und Wartung.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann Einsatzmöglichkeiten selbst entwickelter Steuerungen nennen.
  • Ich kann Grenzen begründen.
  • Ich kann die Betriebsdauer mit Akku berechnen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Verschiedene Lösungen vergleichen

Nicht jede Aufgabe braucht einen Mikrocontroller. Soll eine Lampe nur an- und ausgehen, reicht ein einfacher Schalter. Ein Mikrocontroller lohnt sich, wenn ein Gerät auf Sensoren reagieren, Zeiten einhalten oder seinen Ablauf ändern soll. Mit einem Mikrocontroller kannst du viel bauen: ein Nachtlicht, eine Erinnerung zum Gießen von Pflanzen oder ein Modell einer Schranke. Solche Steuerungen sind billig und leicht anzupassen. Du kannst sie genau auf deinen Bedarf zuschneiden. Sie haben aber Grenzen. Selbst gebaute Geräte sind oft nicht ausreichend geprüft. Bei Heizung, Bremsen oder Geräten an 230 V dürfen sie nicht eingesetzt werden. Dort schreiben Regeln geprüfte Produkte und Fachleute vor. Auch die Energie ist begrenzt. Ein Akku hat eine Kapazität in mAh. Teilst du sie durch den Verbrauch in mA, erhältst du die Betriebsdauer in Stunden. Bei 2000 mAh und 20 mA sind das 100 Stunden. Dazu kommen Wartung, Staub, Wasser und Fehler im Programm. Frage immer: Was passiert, wenn die Steuerung ausfällt?

Chancen und Grenzen.
MöglichkeitGrenze
billig und anpassbaroft nicht geprüft
gut zum Lernen und Ausprobierennicht für Heizung, Bremsen oder 230 V
klein und sparsamAkku begrenzt, Wartung nötig

Betriebsdauer berechnen

  1. Gegeben: Akku 2000 mAh, Verbrauch 20 mA.
  2. Formel: Dauer = Kapazität : Verbrauch.
  3. Rechnung: 2000 : 20.
  4. Ergebnis: 100 Stunden.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Eigene Steuerungen sind gut zum Lernen.

Für Sicherheit gibt es geprüfte Geräte.

Der Akku begrenzt die Zeit.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Nachtlicht aus dem Technikraum darf ausfallen. Eine Bremse am Fahrrad darf es nicht. Darum sind Bremsen geprüft und genormt.

Schritt für Schritt

Du bewertest eine Idee für eine Steuerung.

  1. Beschreibe die Aufgabe.
  2. Frage, was bei einem Ausfall passiert.
  3. Prüfe den Energiebedarf.
  4. Entscheide: selbst bauen oder geprüftes Gerät?

Mit einem Bild erklärt

IdeeSelbst bauen?
Nachtlicht-Modellja, mit Batterie
Heizungsreglernein, geprüftes Gerät
Modell einer Schrankeja, mit Batterie

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Akku hat 1000 mAh. Die Steuerung braucht 10 mA. Wie viele Stunden hält der Akku?

Zeig mir den ersten Schritt

Teile die Kapazität durch den Verbrauch.

Lösung ansehen

Lösung: 100

1000 : 10 = 100 Stunden.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Akku hat 1500 mAh. Die Steuerung braucht 30 mA. Wie viele Stunden hält der Akku?

Zeig mir den ersten Schritt

1500 : 30.

Lösung ansehen

Lösung: 50

1500 : 30 = 50 Stunden.

Tipp: Frage bei jeder Idee: Was passiert im schlimmsten Fall, wenn die Steuerung ausfällt?

Merksatz: Dauer in Stunden = Kapazität in mAh : Verbrauch in mA. Wichtige Sicherheitsfunktionen gehören in geprüfte Geräte.

Typischer Fehler: Viele glauben, ein Programm sei immer fehlerfrei. Auch Programme enthalten Fehler und müssen getestet werden.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wofür sind selbst gebaute Steuerungen gut geeignet?
Lösung ansehen

Lösung: Zum Lernen und für Modelle mit Batterie

Frage 2 Ein selbst geschriebenes Programm braucht keinen Test.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Ein Akku hat 2400 mAh. Die Steuerung braucht 40 mA. Wie viele Stunden hält der Akku?

Zeig mir den ersten Schritt

2400 : 40.

Lösung ansehen

Lösung: 60

2400 : 40 = 60 Stunden.

Frage 4 Welche Grenze hat eine selbst entwickelte Schaltung?
Lösung ansehen

Lösung: Sie ist oft nicht auf Sicherheit geprüft.

Frage 5 Bei einem Ausfall der Steuerung sollte man vorher überlegen, was passiert.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Eigene Steuerungen sind günstig und flexibel. Bei sicherheitswichtigen Aufgaben brauchst du geprüfte Geräte.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Steuern und programmieren

Kurz erklärt, 43 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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