Wahlunterricht Mikroelektronik und Technik am Gymnasium Waldkraiburg

Stichwortliste
LEDs | Taster | Alarmanlage | Messwerterfassung | Diskoleuchte | ESP32 | Gamepad | Interrupts | 3DDruck
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Grundausstattung

Die Materialien für den Kurs wurden durch Spenden folgender Organisationen finanziert:

Wir danken den Spendern herzlich für ihre Unterstützung.

Materialliste
Bezugsquellen

3D-Druck und CAD

3D-Druck

Projekte mit dem Calliope mini

Calliope mini

Projekte mit dem Arduino Uno und dem ESP32

Die ersten Schritte

Start von Linux und Anschließen des Arduinos

Blink - das erste Programm

Leuchtdioden: LEDs

Taster

Alarmanlage

Wir bauen eine voll funktionsfähige Alarmanlage, die über eine Fernsteuerung aktiviert werden kann:

Alarmanlage.png

  1. Bewegungsmelder
  2. Passiver Buzzer
  3. Infrarot-Fernbedienung
  4. Rotations-Encoder
  5. Platinenentwurf mit Fritzing
  6. Hinweise zum Löten

Messwerterfassung

Temperaturmessung

Wir bauen ein digitales Thermometer und verwenden es, um Messreihen am Computer aufzuzeichnen.

  1. Temperatursensor Dallas DS18B20
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  2. OLED-Display zur Darstellung der Messwerte
  3. Grafische Ausgabe am Computer
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  4. Daten über die Serielle Schnittstelle einlesen
  5. Messwerte als Diagramm am Computer darstellen
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  6. Messwerte ins Internet schicken

Helligkeitsmessung

Mit einem Fotowiderstand kann die Helligkeit bestimmt werden.
Der Fotowiderstand
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Entfernungsmessung

Mit Hilfe eines Ultraschallsensors, der zum Beispiel auch in Einparkhilfen von Autos verbaut ist, messen wir den Abstand zu einem Objekt.
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Der Ultraschallsensor Mehrere Sensoren: Felder und Schleifen

Geschwindigkeitsmessung

Wir bauen Lichtschranken, mit denen die Geschwindigkeit von Fahrzeugen gemessen werden können.

  1. Reflexlichtschranke
  2. Laserlichtschranke

Diskobeleuchtung

Wir bauen aus einem Mikrofon, einem Arduino UNO und einer LED-Matrix eine Partylicht,das dem Rhythmus der Musik folgt.
Partylicht
In folgendem Video könnt ihr die Funktion des Lichtes sehen: YouTube Video Partylicht

  1. RGB-LED-Matrix
  2. Tonaufnahmen mit einem Mikrofon
  3. Das Partylicht

ESP32

a) Ein Mikrocontroller im Netzwerk

Der ESP32-Chip kann über ein drahtloses Netzwerk (WLAN) gesteuert werden.Seine Programmierung kann auch über die bekannte Arduino-IDE erfolgen.

  1. Vorbereitung der Arduino-IDE für den ESP32
  2. Schalten einer LED über einen Internetbrowser
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  3. Senden und Empfangen von Daten über Bluetooth
  4. Speichern von Messdaten in einem Google Sheet

b) Ein Bluetooth-Gamepad für Pac Man

  1. Joystick-Modul
  2. Bluetooth Low Energy (BLE)

Selbstfahrender Roboter

Auf Grundlage des Scru-Fe-Roboters von rtheiss bauen wir einen Roboter, der Hindernisse erkennt und ihnen ausweichen kann.

  1. Motorsteuerung
  2. Ultraschall-Entfernungsmesser
  3. Servomotoren

Große OLED-Displays

SPI-Displays

Der Schaukasten

Kugelbahn
Binäruhr

Blinken ohne Pause - Interrupts

Interrupts