1. Einsen und Nullen – an oder aus?

- Zahlensysteme

- Schaltalgebra

- Logische Verknüpfungen

- Digitale Sensoren

konkretisierte SK

• erläutern die Funktionsweise digitaler Sensoren,
• · erklären verschiedene Logikgatter.

MK:

• erheben selbstständig Daten durch Beobachtung, Erkundung, Simulation und den Einsatz von Messverfahren (MK 2 zusätzlich),

Links:

• http://de.wikipedia.org/ (Dualsystem in Wikipedia)
• http://www.elektronik-kompendium.de/ (Digitaltechnik)

Literatur:

• Formelsammlung des TUF

2. Die Lösung für ein logisches Problem – wie komme ich vom Auftrag zur Schaltung?

- Die Wahrheitstabelle

- Oder-Normalform

- Das KV-Diagramm

- Mintherm-Methode

- Maxtherm-Methode

konkretisierte SK

• beschreiben ein logisches Problem durch eine Wahrheitstabelle und die Oder-Normalform,
• stellen eine Wahrheitstabelle in Form eines KV-Diagramms dar.

MK:

• · formulieren Fragestellungen, entwickeln Hypothesen und überprüfen diese mithilfe selbst ausgewählter, geeigneter quantitativer und qualitativer Verfahren, u.a. durch Experimente und Simulationen (MK 7 zusätzlich).

Konkretisierte UK

• beurteilen eine vorgegebene Schaltung im Hinblick auf die Signalverarbeitung,
• bewerten Optimierungsmöglichkeiten digitaler Schaltungen,

Didaktisch-methodischer Zugang:

• Nutzung von Simulationssoftware, z.B. Logisim (Download unter http://sourceforge.net/projects/circuit/)

Literatur:

• Arbeitsblätter des TUF zur Digitaltechnik

3. Elektronische Ausgabeelemente – Wie mache ich digitale Informationen sichtbar?

- Ausgabeelemente der Digitaltechnik

- LEDs und Widerstände

- Beschaltung von 7-Segment-Anzeigen

- Buchstabendarstellung mit 7-Segment-Anzeige

konkretisierte UK

• erörtern die Funktion und den Einsatz verschiedener Aktoren,

HK

• entwickeln Lösungen und Lösungswege für technische Probleme (HK 2).

Experimentiermaterial:

• Leuchtdioden
• Netzteile
• Widerstände
• 7-Segment-Anzeigen
• Multimeter

Literatur:

• Datenblätter
• Bedienungsanleitungen

4. Aufbau mit handelsüblichen Bauteilen – wie sieht die Schaltung in der Praxis aus?

- Real-Bausteine der Digitaltechnik

- Verschaltung von TTL-ICs

- Aufbau einer Schaltung auf einer Platine

konkretisierte UK

• beurteilen die Einsatzmöglichkeiten verschiedener handelsüblicher integrierter Schaltkreise zur Realisation einer digitalen Schaltung,

MK

• analysieren und interpretieren komplexere diskontinuierliche Texte wie Grafiken, Statistiken, Schaltpläne, Verfahrensfließbilder, Schaubilder, Diagramme sowie Bilder und Filme (MK 6),

HK

• konstruieren und fertigen ein technisches System (HK 3 zusätzlich),
• planen und realisieren Experimente und werten diese aus (HK 4 zusätzlich),

Experimentiermaterial:

• Platinen
• Netzteile
• Widerstände
• 7-Segment-Anzeigen
• Diverse ICs
• Lötwerkzeug

Literatur:

• Datenblätter
• Bedienungsanleitungen

Feedback:

• Funktionsfähigkeit von Schaltungen

Diagnose von Schülerkonzepten:

• Funktionsprüfung verschiedener Schaltungssimulationen

Leistungsbewertung:

• Präsentation der Konstruktionsaufgabe der Schülerinnen und Schüler