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SinnTec

SinnTec

Das Schülerlabor SinnTec soll Schülerinnen und Schülern den Zugang zu moderner Technik am Beispiel der „technischen Sinnesorgane“, der Sensoren, ermöglichen. SinnTec steht dabei für „Sinn für Technik – Technische Sinnesorgane“ und zielt auf den Sachverhalt, dass heute bereits in vielen Alltagsgegenständen Sensoren eingesetzt werden, vielfach ohne dass es uns bewusst ist. Denn gerade Sensoren liegen meist in stark miniaturisierter Form vor mit dem Nachteil, dass die Technik nicht mehr "begreifbar" ist, sondern zur "Black Box" wird.

Beispiele hierfür sind nicht nur Autos (mit Sensoren z. B. für Airbags und ESP) oder Handys (mit Neigungssensoren zur Einstellung der Bildschirmorientierung oder elektronischem Kompass), sondern auch Digitalkameras, Waschmaschinen und selbst Toaster. Und Sensoren sind vielfach lebenswichtig, z. B. in der Medizin (Blutdruckmessung, EKG, Blutzucker). Damit ist die Sensorik nicht nur ein geeignetes Thema, um moderne Technik zu veranschaulichen, sondern auch ein zukunftsträchtiges Forschungsgebiet und eine zentraler Innovationstreiber in vielen Branchen.

SinnTec hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, Schülerinnen und Schülern allgemeinbildender Gymnasien ab Klassenstufe sieben ebenso wie Berufsschülern/Berufsschülerinnen diese verborgene Technik näherzubringen.

Experimente

Kalibrierung eines elektrischen Temperatursensors

Klassenstufe 8 und 9
Anwendungen Elektronische Thermometer
Beschreibung

Kalibrierung eines PT1000 mithilfe eines Flüssigkeitsthermometers und eines Multimeters:

:

Graphische Auswertung der Messwerte, Bestimmung der Bestgeraden, Ermittlung der Funktionsgleichung ϑ(R).

Bau eines eigenen Binärthermometers zum Mitnehmen:



Inhalte

Zunächst werden die Größen Spannung und Stromstärke am Beispiel des Wasserstromkreises in einer 2D-Simulation wiederholt und dann auf einen einfachen elektrischen Stromkreis übertragen. Danach wird am Beispiel der Glühlampe und deren I-U-Kennlinie der Widerstandsbegriff und die Abhängigkeit des Widerstands eines elektrischen Leiters von der Temperatur betrachtet. ach dem Wiederholungsteil messen die Schülerinnen und Schüler bei verschieden Temperaturen den Widerstand eines Pt1000-Temperatursensors, tragen die Messwerte graphisch auf und bestimmten die Gleichung der Bestgeraden.

Lötworkshop: Der elektronische Würfel

Klassenstufe 7-12
Beschreibung

In diesem Workshop können die Schüler erste Erfahrungen mit dem Bestücken und Löten von Platinen machen.


Selbstlernkurs bei Youtube! Hier Klicken!


Inhalte

Einführung ins Löten
Kurze Beschreibung der Bauteile
Funktionsbeschreibung und Funktionstest

Licht- und Farbwahrnehmung mit menschlichen und technischen Augen

Klassenstufe 9
Lehrplanbezug Optik, Klassenstufe 9
Anwendungen DLP-Beamer, Displays, etc.
Beschreibung

Mit dem menschlichen Auge kann man sehr schnell ablaufende Vorgägne nur begrenzt erkennen. Im Workshop wird diese "Schwäche" mithilfe einer blinkenden Glühlampe aufgezeigt.


Bei hohen Blinkfrequenzen scheint die Lampe mit konstanter Helligkeit zu leuchten. Dass trotzdem noch Helligkeitsschwankungen vorliegen wird mit einem Fototransistor und einem Oszilloskop gezeigt.


Am Oszilloskop wird abgelesen, wie lange die Lampe für das Aufheizen beim Einschaltvorgang und für das Abkühlen beim Ausschalten benötigt. Danach wird die Lampe durch eine Leuchtdiode ersetzt. Hier wird nachgewiesen, dass die LED sich nicht erwärmt werden muss, sondern sofort leuchtet, sobald Strom durch sie fließt.
Danach wird der Begriff Pulsweitenmodulation erarbeitet und damit eine Helligkeitsregelung der LED ermöglicht.
Am Ende des Experiments steht noch die Erzeugung von Farben mit den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau.


Nach dem Experiment wird noch die RGB-Platine zur Farbmischung mithilfe der Grundfarben gelötet.


Inhalte
  • Helligkeitsänderung der Glühlampe in Abhängigkeit von der angelegten Spannung.
  • "Trägheit des Auges" ab einer zu bestimmenden Frequenz.
  • Einführung des Fototransistors als technisches Auge in Reihenschaltung zur Helligkeitsbestimmung.
  • Arbeiten mit dem Oszilloskop
  • Helligkeitsregelung durch Pulsweitenmodulation
  • Farbdarstellung mit RGB
Workshop

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