- fachübergreifender Anteil
- an welches Thema aus dem Unterricht wird angeschlossen
- Eigenleistung
- Experiment / Demonstration
- Methoden aus dem Unterricht
- kritische Auseinandersetzung zur Problemfrage mit Urteil
physikalisch-informatische Themen
- low-level Computerarchitektur
- Quanteninformatik
- informatische Modellierung von physikalischen Prozessen
- Robotik (Kinematik, Sensorik)
Themenbereich: Robotik
Ideen:
- Darstellung von Lichtwellen als digitale Bilder
- Sensorik, Optik ⇒ Kamerasensoren
- physikalischer Anteil: Halbleiterphysik, Konvertierung von Lichtwellen zu digitalen Signalen
- Informatikanteil: Interpretation von digitalen Signalen des Fotosensors
- AFB3: Übertragung von einfacher Wellentheorie auf komplexe Prozesse
- Ablauf
- Wie misst ein Fotosensor die Lichtwellen?
- Wie können aus den gemessenen Lichtwellen digitale Signale gemacht werden und wie können diese als Bild dargestellt werden?
- Modellkritik an einem Schwarz-Weiß-Fotosensormodell
- Vergleich von Funktion von HDDs und SSDs
- Problemfrage: z.B. Speichermedium der Zukunft – Werden sich SSDs gegenüber von HDDs durchsetzen? (im Datencenter, im Heimgebrauch, …)
- Elektromagnetismus, Teilchenphysik
- Eigenanteil: Modell Marke Eigenbau
- Gedankenexperiment (Wie groß müsste eine HDD sein, um Google zu speichern)
- Wir hauen HDDs und SSDs mit einem Hammer und schauen, was passiert
- Extremalproblem: Kostendeckung Stromkosten vs. Anschaffungskosten (pro GB)
- physikalische Anteil: Funktionsweise
- Informatikanteil: Funktionsweise des Treibers / des Filesystems
- AFB3: Vergleich mit Vor- und Nachteilen in Fallbeispiel (Massenspeicher): Effizienz ⇐> Resilienz
- Ablauf
- Funktionsweise von SSDs und HDDs
- Vergleich mit Vor- und Nachteilen in Fallbeispiel (Massenspeicher): Effizienz ⇐> Resilienz
- Drohne mit eigener Stabilisierung in Software (gegen Wind etc.)
- Mechanik ⇒ Corioliskraft, Reibungkraft modellieren, Newtonsche Gesetze der Bewegung (Aerodynamik, Trägheit)
- physikalisches Zusammenspiel von Kräften
- mathematisch-technische Modellierung von Kräften
- Eigenanteil: Hardware, Software
- AFB3??
- Ablauf:
- Welche Kräfte wirken auf unsere Drohne?
- Wie können wir die Kräft in Software modellieren und ihnen entgegenwirken?
- Wie haben wir dies angewandt und unsere Drohne gebaut, was waren Herausforderungen und was könnte man verbessern?
- das gleiche wie mit dem Fotosensor mit Schallwellen und Mikrofon