Wie kann ein digitaler Rauchmelder realisiert werden?

Ein Lichtsensor (hier: Calliope mit integriertem Lichtsensor) misst den Lichteinfall. Die gemessene Lichtstärke erhöht sich bei Zugabe von Rauch (oder von Nebel), da durch diesen zusätzliches Licht in Richtung des Sensors gestreut wird. Der erhöhte Lichtstärkewert kann als Auslöser für ein Warnsystem genutzt werden, das ein Akustik- und/oder Lichtsignal erzeugt.

Groblernziele

  • Die SuS kennen den Rauchmelder als Anwendung des Streulichtprinzips, verstehen das Funktionsprinzip und erarbeiten eine Strategie zur Umsetzung eines digitalen Rauchmelders.
  • Die SuS bauen in einem Modellexperiment einen funktionsfähigen digitalen Rauchmelder und erproben diesen.

Vom Projekt für Sie zur Verfügung gestellte Materialien

  • 1 Klassensatz Calliope mini
  • Kartonboxen mit Ausschnitten
  • Petrischalen mit Dichtringen
  • Lichtquellen (hier: eine aufladbare Taschenlampe)
  • 1 Nebelmaschine
  • Reinigungsmittel (zum Reinigen der Petrischalen)
  • Forschungshefte
  • gedruckte Befragungsunterlagen inkl. Leistungstests, welche wir Ihnen auf Wunsch korrigiert zur Verfügung stellen
  • digitale Endgeräte können bei Bedarf ausgeliehen werden

Forschungsheft

Sämtliche Aufgaben, Sicherungen, Informationen, Anleitungen und Ergebniskontrollen für SuS werden in einem zusammenhängenden, gebundenem „Forschungsheft” gebündelt zur Verfügung gestellt.

Das Forschungsheft finden Sie hier.

Übersicht über die Unterrichtsreihe

Die Unterrichtsreihe kann in drei Varianten durchgeführt werden:

Variante (a), Stunden 1-3a: Strategieentwicklung, kein Experiment

Die SuS erlernen das Funktionsprinzip eines Rauchmelders und entwickeln eine Strategie zur Umsetzung.

Variante (a), Stunden 1-4a: Strategieentwicklung und Experiment ohne Programmieren

Die SuS erlernen das Funktionsprinzip eines Rauchmelders, entwickeln eine Strategie zur Umsetzung und führen das Experiment durch, ohne den Calliope programmieren zu müssen. Der Calliope wird lediglich als „fertiges” Messinstrument eingesetzt.

Variante (b), Stunden 1-5: Strategieentwicklung und Experiment mit Programmieren

Die SuS erlernen das Funktionsprinzip eines Rauchmelders, entwickeln eine Strategie zur Umsetzung und führen das Experiment durch, indem sie den Calliope programmieren und als anpassbares Messgerät verwenden.

Weitere Reihen