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Informatik

Sensoren, Verarbeitung, Aktoren

Viele Geräte folgen dem EVA-Prinzip: Ein Sensor liefert die Eingabe, eine Schaltung verarbeitet sie, ein Aktor setzt die Ausgabe um.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann das EVA-Prinzip erklären.
  • Ich kann Sensoren und Aktoren unterscheiden.
  • Ich kann eine einfache Steuerung mit einem Gatter beschreiben.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Der Von-Neumann-Rechner, Gatter zu Schaltungen verbinden

Viele Geräte arbeiten nach dem EVA-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe. Ein Sensor misst etwas und gibt ein Signal ab. Ein Bewegungsmelder ist ein Sensor. Eine Schaltung verarbeitet die Signale. Ein Aktor setzt das Ergebnis in eine Wirkung um. Eine Lampe, ein Motor und ein Summer sind Aktoren.

Damit eine Schaltung ein Sensorsignal nutzen kann, muss es zu 0 oder 1 werden. Ein Lichtsensor gibt zum Beispiel 1, wenn es dunkel ist, also die Helligkeit unter einem Grenzwert liegt. Beispiel Treppenlicht: Die Lampe soll leuchten, wenn es dunkel ist UND sich jemand bewegt. Das ist ein UND-Gatter. Beispiel Alarmanlage: Der Summer ertönt, wenn die Anlage scharf (eingeschaltet) ist UND ein Fenster ODER eine Tür offen ist. Das ist S UND (F ODER T).

Zwei Beispiele für das EVA-Prinzip
Eingabe (Sensor)VerarbeitungAusgabe (Aktor)
Lichtsensor D, Bewegungsmelder BLampe = D UND BLampe
Schalter S, Fensterkontakt F, Türkontakt TSummer = S UND (F ODER T)Summer

Das Treppenlicht beschreiben

  1. Sensoren: Lichtsensor D (1 = dunkel) und Bewegungsmelder B (1 = Bewegung).
  2. Verarbeitung: Lampe = D UND B.
  3. Aktor: die Lampe.
  4. Die Lampe leuchtet nur bei dunkel und Bewegung.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Sensor: misst.

Schaltung: entscheidet.

Aktor: handelt.

Ein Beispiel

Beispiel

Eine Automatiktür hat einen Bewegungsmelder als Sensor und einen Motor als Aktor. Dazwischen entscheidet eine Schaltung.

Schritt für Schritt

Wir prüfen die Alarmanlage: S gleich 1, F gleich 0, T gleich 1.

  1. F ODER T = 0 ODER 1 = 1.
  2. S UND 1 = 1 UND 1 = 1.
  3. Der Summer ertönt.
  4. Ist S gleich 0, bleibt der Summer immer aus.

Mit einem Bild erklärt

RolleBeispiele
SensorLichtsensor, Bewegungsmelder, Fensterkontakt
VerarbeitungGatter wie UND, ODER, NICHT
AktorLampe, Motor, Summer

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

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

Was ist ein Bewegungsmelder im EVA-Prinzip?
Zeig mir den ersten Schritt

Was tut der Bewegungsmelder: messen oder handeln?

Lösung ansehen

Lösung: ein Sensor für die Eingabe

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Welche Ausgabe hat das Treppenlicht bei D gleich 1 und B gleich 0?
Zeig mir den ersten Schritt

Berechne D UND B.

Lösung ansehen

Lösung: Die Lampe bleibt aus.

Tipp: Frage bei jedem Gerät: Was misst es? Was entscheidet die Schaltung? Was passiert am Ende?

Merksatz: EVA: Eingabe (Sensor), Verarbeitung (Schaltung), Ausgabe (Aktor).

Typischer Fehler: Viele halten den Aktor für einen Teil der Schaltung. Der Aktor ist das Bauteil, das etwas bewirkt, zum Beispiel Licht oder Bewegung.

Prüfen

Mini-Quiz

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

Frage 1 Welches Bauteil ist ein Aktor?
Lösung ansehen

Lösung: ein Summer

Frage 2 Wie viele Zeilen mit Ausgabe 1 hat die Wahrheitstabelle der Alarmanlage Summer = S UND (F ODER T)?

Zeig mir den ersten Schritt

Der Summer ertönt nur bei S gleich 1 und F oder T gleich 1.

Lösung ansehen

Lösung: 3

S = 1 und (F, T) = 01, 10 oder 11. Das sind 3 Zeilen.

Frage 3 Ein Lichtsensor misst die Helligkeit. Dieser Messwert ist von sich aus schon 0 oder 1.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Beim Treppenlicht ist D gleich 1, wenn …
Lösung ansehen

Lösung: es dunkel ist

Geschafft

Das EVA-Prinzip beschreibt Geräte in drei Schritten. Sensoren liefern Signale, Schaltungen verarbeiten sie, Aktoren setzen sie um.

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 Logische Schaltungen

Kurz erklärt, 61 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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