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Fachschule für Elektrotechnik Staatliche

Messtechnikprojekte der TKE1 – 2016/2017 werden der BSI für den Sensorik Unterricht übergeben

Messprojekte TK 1 - 2017

Die Klasse TKE 1 bekam den Auftrag von OStR Peter Eigner verschiedene Projekte zum Thema „Messtechnische Erfassung von Sensorik Baugruppen“ zu erstellen.


Projekt 1: Sensortest

Sensoren sind aus dem Alltag nicht wegzudenken!

Daher dient unser Projekt dazu zwei unterschiedliche Sensortypen auf Wiederholgenauigkeit und Abweichung beim Schaltabstand zu testen. Außerdem wird untersucht wie sich unterschiedliches Material auf die Messwerte auswirkt. Über einen Arduino Nano werden die Schaltzustände der Sensoren überwacht. Es wird ein Schrittmotor angesteuert, der den Schlitten mit den Materialproben den Sensoren annähert. Sobald der Sensor auslöst, werden die entsprechenden Werte am Display angezeigt. Mit diesen Werten kann dann anschließend eine Fehlerrechnung durchgeführt und mit dem Datenblatt des Herstellers verglichen werden.


Projekt 2: Gleichrichter Temperaturmessung

Bei diesem Projekt wird aufgezeigt, dass bei den unterschiedlichen Gleichrichterschaltungen eine merkliche Leistungssteigerung erzielt werden kann. Netzspannung von 230V AC wird auf 24V AC heruntertransformiert und kann über einen Wechselschalter auf eine M1U oder eine B2U Gleichrichterschaltung zugeführt werden. Von dort aus fließt der Strom durch Leistungswiderstände. Die Leistung kann noch durch Glättungskondensatoren erhöht werden. Die Temperatursteigerung wird über einen Thermosensor zu einem elektronischen Thermometer geleitet.


Projekt 3: Auswertung verschiedener Sensorsignale über einen A/D – Wandler

Ziel unseres Projektes ist es lineare und nicht lineare Spannungssignale von zwei unterschiedlichen Distanz-Sensoren darzustellen und anschließend grafisch auszuwerten.

Die Digitale Darstellung erfolgt über 4 LEDs (4 Bit), so können die 16 Zustände mit dem Binärcode in Zahlenwerte von 0 – 15 dezimal umgerechnet werden.

Das analoge Spannungssignal wird vor dem A/D–Wandler direkt am Oszilloskop gemessen.

Mit Hilfe einer Skala (0 – 370 Millimeter) können die einzelnen Schaltpunkte der Sensoren abhängig vom Abstand ausgewertet werden. Somit kann ein Graph erstellt werden der den Zusammenhang von Sensorsignal und Distanz darstellt.


Projekt 4: Analyse einer Lichtsensorsteuerung

Mit unserem Messprojekt wird das Verhalten eines Lichtsensors (LDR) in einer einfachen Transistor Schaltung mit Spannungsteiler analysiert. Der LDR ist ein lichtabhängiger Widerstand, der je nach Beleuchtungsstärke seinen Widerstandswert ändert. Mit Hilfe der beiliegenden Testplatine und des Scripts werden drei verschiedene Schaltungen (LDR Lichtmessung, Dämmerungsschaltung und Tageslichtschaltung) auf ihre Funktionsweise untersucht. Die Messaufgaben sollen mit dem Funktionsgenerator, Multimeter und einem Luxmeter durchgeführt werden, so lernen sie den Umgang mit den Geräten. Ziel ist es, die Funktion eines Fotowiderstandes in einer Schaltung zu verstehen und dessen Einsatzgebiete kennenzulernen.


Projekt 5: Signalvergleichsmessung

Das Ziel des Projekts war es Ein- und Ausgangssignale an einem selbstgebauten ADA-Wandler und den damit einhergehenden Qualitätsverlust des Signals zu vergleichen. Die Wandlung ist zwischen 4-, 3- und 2-Bit schaltbar wodurch eindrücklich veranschaulicht wird wie sich die Wandlung auf die Qualität auswirkt. Dem Lernenden wird so aufgezeigt wie eine AD und DA Wandlung grundsätzlich funktioniert. Der Benutzer stellt einen direkten Zusammenhang zwischen den optischen und akustischen Eindrücken seiner Messungen her und vollzieht die Qualitätsminderung verständlich nach.


Projekt 6: Kennlinienbestimmung von Dioden

In diesem Projekt wird die Kennlinie einer Diode mit Hilfe des digitalen Oszilloskop und einer Gleichspannungsquelle ermittelt.

Zur Umsetzung wurde eine ansprechende elektronische Schaltung konzipiert mit der sich die Dioden-Kennlinie bestimmen lässt.

Zudem beinhaltet dieses Projekt einen Lernzirkel zum Umgang mit den Dioden bezüglich ihres Durchlass- und Sperrverhaltens, um ein besseres Verständnis für den Messvorgang zu erhalten.


Projekt 7: Spannungen und Signale am Schaltnetzteil

In diesem Projekt geht es um den Aufbau und die Funktionsweise eines Schaltnetzteiles. Die verschiedenen Spannungen werden mit Hilfe eines Oszilloskops gemessen. Das Ziel ist die Funktionen der einzelnen Bauteile zu ermitteln und anschließend Berechnungen mit den Messwerten durchzuführen.


Projekt 8: LC-Parallelschwingkreis im induktiven Näherungsschalter

Was macht ein Schwingkreis und wie ist er aufgebaut? Wo wird ein Schwingkreis in der Praxis verwendet?

Mit diesen Fragestellungen beschäftigten wir uns in unserem Projekt “LC-Parallelschwingkreis im induktiven Näherungsschalter”. Im ersten Teil der Projektarbeit wird erklärt und durch eine Messung aufgezeigt wie sich ein Schwingkreis verhält. Im zweiten Teil wird durch die praktische Anwendung im induktiven Näherungsschalter ein Praxisbeispiel vorgestellt.

Durch die Bedämpfung der Spule kann man mit 4 verschiedenen Messungen die Wirkung eines Eisenkerns auf die Spule nachvollziehen.


Bei einem üblichen Stundenverrechnungssatz von 60€ für eine Technikerstunde wird der Staatlichen Berufsschule I ein Wert von ca. 24.000 € übergeben.

Im Durchschnitt ist jedes Projekt demnach 3.000 € Wert!


Dieser Wert kann im nächsten Jahr voll als Lehrmittel in den Unterricht eingebracht werden!



TKE1 und OStR Peter Eigner

Beim Programmieren…

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