Transcript Fernseher-Vortrag mit Video

Fernseher
• Anregungen für einen Projektkurs
• Bausteine für einen
kontextorientierten Physikunterricht
V 1.2 Copyright 2010/11 by G. Heinrichs und U. Ihlefeldt
Gliederung
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Ziele
Themenbaukasten
Ausgewählte Themen
Experimente
Ziele
• Wichtige Fähigkeiten und Fertigkeiten an praktischen Beispielen
trainieren, z. B.
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Experimentieren
Recherchieren
Dokumentieren
Präsentieren
Programmieren
• Konzepte und Begriffe aus dem Physikunterricht konstruktiv mit
Alltags-Anwendungen verknüpfen
• Auch neuere Techniken wie ICs, LCDs und Mikrocontroller einsetzen
Themenbaukasten
Inhalt
Methoden
Bemerkungen
Nipkow-Scheibe, Synchronisierung
Recherche und Präsentation
Eigenständiges Lernen:
Lernpaket Elektronik
s. o.
s. o.
PPT
Lichtschranke: LDR und Transistor
Kippschaltungen: Kondensator, Timer 555
Eigenständige Experimente (auch quantitativ)
Simulation von Ein- und Ausschaltvorgang mit
EXCEL
Modellierung
qualitative Experimente,
Braunsche Röhre, Oszilloskop, Fernsehbild mit Planen, Dokumentieren,
Timer und Nipkowscheibe
Justieren, Korrigieren
Ulf nach Mechanik fragen
Simulation von Elektronenbahnen im el. und
Modellierungen mit
magn. Feldern
Modellbildungssystem
Schüler-Experimente mit
Fernsehsignale (bas): Ausmessen mit Oszi
Oszilloskop
Recherche u. Vergleich mit
bas-Signale: Analyse
Experimenten (s. o.)
Dokumentieren und Präsentieren
Kleine Facharbeit
Themen???
Assemblerprogrammierung
Signalerzeugung mit Mikrocontrollern
eines Attiny 2313
bas-Signal: Synthese mit Mikrocontroller; ggf.
Videospiel
Taktzyklen, Schleifen, ...
Projektarbeit
Besuch FH-Niederrhein?
elektromagnetische Wellen: Mikrocontroller als
Messsender,
Schwingkreis und Resonanz
Recherche
Messung
Eigenständiges Arbeiten
Abstandsuntersuchungen
Projektarbeit
Modulation und Demodulation: Radiosender
und Empfänger
Recherche - Präsentation
LCDisplays: Funktionsweise
Leybold-Schüler-Experimente
PC
Demo
PC
Bildgenerator von Attiny
Attiny-Platine
Ausgewählte
Themen der Reihe
• Nipkowscheibe mit dem Timer555
• Timer555-Workshop
• BAS-Signale und RC5-Fernbedienung
Bildübertragung
Nipkowscheibe
Quelle der Animation: http://www.movie-college.de/filmschule/medien/tv-geschichte.htm
Nipkow 2.0
Braunsche Röhre als Bildschirm
 Bildsignal an Z-Eingang
 Sägezahnsignal für x-und y-Ablenkung)
 Synchronisation der Zeilen
 Synchronisation des Bildes
Schema
Nipkow-Kamera
Elektronik:Schema
Elektronik I
Bildsignal verstärken und an Z-Eingang anschließen
Elektronik:Schema
Timer
Timer-Grundschaltung mit Handsteuerung
• Quelle anschließen und S1
schließen
• UC kontrollieren und warten
bis z. B. 4 V erreicht
• S1 öffnen
• C mit S2 für den nächsten
Durchgang entladen
Elektronik II
Timer-Grundschaltung mit elektronischer Steuerung
WENN
DANN wird
Set betätigt wird
S1 geschlossen
S2 offen
Reset betätigt
wird
S1 offen
S2 geschlossen
UK > 2/3 UBat
S1 offen
S2 geschlossen
Im Innern des Timers
Nur ein kurzer Blick – just for fun
Experimente I
Experimente zur Timer555-Grundschaltung
Elektronik:Schema
Elektronik III
Getriggerten Sägezahn mit Timer555 erzeugen
Reset
stärker als
Trigger!
Pause
Elektronik:Schema
Elektronik IV
Ablenkungselektronik - tutto completto
Experimente II
• Bildsignal an Oszi (Y) – Triggerung durch Zeilensynchronisation
• Sägezahn durch Timer 555
• Bewegte Bilder an Oszi
Detailansichten
Experimentieren
Rückblick
Die Physik dahinter...
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Nipkows Grundidee
Synchronisation
Auf- und Entladevorgang
Lichtschranke
Verstärker
Oszilloskop, Elektronenablenkröhre
Wehneltzylinder, Potenzialberge
Elektronische Bauteile
• Kondensator und Widerstand
• Timer 555
• Transistor, Photodiode
Hinweise
Kann ich das Nipkow-Experiment auch
selbst bauen?
Scheibe/Mechanik
CD auf altem Notebook-CD-Laufwerk gelagert
Bohrung mit Schablone (Vorlage erhältlich)
optische Bank
Elektronik
Schülerexperimentiersets zur Elektronik, z. B. Leybold
geätzte Platine?
2 Timer555 passen in eine 2*8-Pin-Fassung
Oszilloskop mit Z-Eingang
Nipkow-Kamera
Elektronik:Schema
Elektronik I
Bildsignal verstärken und an Z-Eingang anschließen
Bildsignal 1
Bildsignal 2
Elektronik II
Getriggerten Sägezahn mit Timer555 erzeugen
Trigger 1
Trigger 2
Trigger 3
Ende
Wie geht es weiter?
• Workshop zu Timer555 und Oszilloskop
(Schülerpraktikum)
• Grundschaltung aufbauen, testen, variieren, analysieren
• Tongenerator aufbauen, verstehen, variieren
• Signale am Fernseher (Einsatz von μCs)
• BAS-Signale
• Fernbedienungssignale (RC5)
• Termine (Dauer, Uhrzeit?)