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arduino:motivation [2022/05/06 10:53] – khirling | arduino:motivation [2022/06/13 15:50] (aktuell) – khirling | ||
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Immer mehr Gegenstände bzw. Geräte können durch das Internet miteinander vernetzt werden und werden damit Teil eines Netzwerkes und können miteinander kommunizieren. Intelligente Sensoren und Aktoren können unsichtbar viele Alltagsaufgaben übernehmen. Im Smartphone, im Auto oder in Fitness-Trackern kommen wir schon tagtäglich damit in Berührung. Daten werden erfasst, mit Hilfe des Internets an große Datenbanken übermittelt und mit Hilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Kleinigkeiten, | Immer mehr Gegenstände bzw. Geräte können durch das Internet miteinander vernetzt werden und werden damit Teil eines Netzwerkes und können miteinander kommunizieren. Intelligente Sensoren und Aktoren können unsichtbar viele Alltagsaufgaben übernehmen. Im Smartphone, im Auto oder in Fitness-Trackern kommen wir schon tagtäglich damit in Berührung. Daten werden erfasst, mit Hilfe des Internets an große Datenbanken übermittelt und mit Hilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Kleinigkeiten, | ||
- | Die Sensoren und Aktoren stellen die Schnittstelle zwischen der digitalen und physischen Welt dar. Zusätzlich ist eine digitale Infrastruktur für die schnelle Datenübertragung notwendig, | + | Ein IOT -System ist ein Verbund mehrerer Geräte, die Daten zu einem Ereignis erzeugen (z.B. Sensor, Kamera, Wetterstation), |
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+ | Anwendungsbeispiele sind: | ||
+ | - Smart Home: | ||
+ | * Sicherheit im Haus: System von Überwachungskameras | ||
+ | * intelligente Thermostate, | ||
+ | * Rolladensysteme, | ||
+ | * intelligente Kühlschränke: | ||
+ | - Lebensqualität in Städten: Vernetzung von Geräten, die die Luftqualität, | ||
+ | - Landwirtschaft: | ||
+ | - Mobilität: | ||
+ | * insbesondere beim autonomen | ||
+ | * Bei Logistikunternehmen kann die Überwachung durch GPS nicht nur zur Standortbestimmung genutzt werden, sondern die Daten könnten auch dazu genutzt werden, optimale Routen der Logistikflotte permanent zu ermitteln. | ||
+ | * Mietbare E-Roller, etc. geben ihren Zustand (Ort, Verfügbarkeit, | ||
+ | - Industrie: Produktionsteile geben ihren Zustand selbst weiter und so wird Ressourcenfluss maschinell überwacht und Ersatzteile können rechtzeitig nachbestellt und zielgenau geliefert werden. | ||
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+ | Natürlich reicht es nicht, dass ein Gerät mit dem Internet verbunden wird, um ein IOT - System zu erhalten. Eine Lampe (oder einen Helligkeitssensor) an das Internet anschließen, | ||
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+ | ==== Themenbereiche: | ||
+ | - Sensoren: | ||
+ | - Adressierung im Internet: Wie wird der Sensor in das Internet eingebettet, | ||
+ | - Umgang mit riesigen Datenmengen (Big Data): Der Ergebnis sind Unmengen von Daten, die nicht nur erfasst, sondern | ||
+ | - Sicherheit der IOT- Systeme: Die Systeme liefern unter Umständen lebenswichtige Daten, diese müssen gegen Missbrauch geschützt werden. | ||
Auch für Schüler ist das Internet allgegenwertig, | Auch für Schüler ist das Internet allgegenwertig, | ||
====== Luftqualität ====== | ====== Luftqualität ====== | ||
- | Nicht nur seit der Corona-Pandemie ist die Überwachung der Luftqualität wichtig. Aber die Pandemie hat uns vergegenwärtigt, | + | Nicht nur seit der Corona-Pandemie ist die Überwachung der Luftqualität wichtig. Aber die Pandemie hat uns vergegenwärtigt, |
==== Lernziele==== | ==== Lernziele==== | ||
Schüler sollten aber verstehen, wie | Schüler sollten aber verstehen, wie | ||
- | * die Kommunikation in Internet, | + | * die Kommunikation in Internet, |
- | * ein einfacher Netzwerkaufbau | + | * ein einfacher Netzwerkaufbau funktioniert und wie |
- | * nicht IP-fähige Geräte mit dem Internet verbunden werden | + | * nicht IP-fähige Geräte mit dem Internet verbunden werden |
* das Client-Server Prinzip und Grundzüge der Programmierung verstehen. | * das Client-Server Prinzip und Grundzüge der Programmierung verstehen. | ||
+ | |||
+ | Die Schüler sollen verstehen, | ||
+ | * welches Messprinzip die Sensoren haben und wie die Daten (digital oder analog) dem Mikrocontroller übermittelt werden. | ||
+ | * wie man ein kleines Programm programmiert, | ||
+ | * das Daten des Sensors auf Plausibilität überprüft werden müssen | ||
+ | * alle Bestandteile zu einem Messgerät zusammenzuführen | ||
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Darüber hinaus sollen die Schüler Kompetenzen entwickeln, damit sie einen verantwortungsvollen Umgang mit Daten lernen, vor allem mit Hinblick auf Qualität und Quantität. | Darüber hinaus sollen die Schüler Kompetenzen entwickeln, damit sie einen verantwortungsvollen Umgang mit Daten lernen, vor allem mit Hinblick auf Qualität und Quantität. | ||
- | Die Schüler sollen verstehen, wie die einzelenen Komponenten | ||