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Elektrotechnik / Informatik

Solarzellen / Photovoltaik

In diesem Kurs erfahren die Schüler/innen wie es zur Stromerzeugung in Solarzellen kommt. Es wird gezeigt, was eine Photovoltaik-Anlage leisten kann und welche Grenzen diese Technik hat.

In praktischen, selbstständigen Experimenten werden die Schüler die Funktionsweise einer Solarzelle studieren und dabei kleine elektronische Schaltungen aufbauen.

Dabei werden Leuchtdioden, Energiespeicher und ein Motor betrieben. Der Einfluss des einfallenden Lichtes wird betrachtet, indem mit veränderten Beleuchtungsstärken und Einfallswinkeln gearbeitet wird.

Jahrgangsstufe: 7 – 12
MINT-Fach: Physik, Technik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: 10 – 16
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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Bildübertragung mit Lichtwellenleitern

Hier erfahren die Schüler/innen wie ein Lichtwellenleiter aufgebaut ist und warum sich das Licht so gut zur Datenübermittlung über große Entfernungen eignet.

Es werden die Eigenschaften der Sende- und Empfangskomponenten untersucht, um dann eine eigene Übertragungsstrecke in Betrieb zu nehmen. Dabei wird die Technik des „Wellenlängenmultiplexes“ anschaulich demonstriert, indem LEDs mit zwei unterschiedlichen Farben als Sender dienen und auf der Empfängerseite Farbfilter diese wieder voneinander trennen. Es lassen sich so zwei Kamerasignale über einen Lichtwellenleiter übertragen.

Jahrgangsstufe: 7 – 12
MINT-Fach: Physik, Technik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: 8
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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Funkausbreitung / Amateurfunk

In diesem Kurs erfahren die Schüler/innen wie Funkwellen dazu genutzt werden, Daten, Sprache und Bilder zu übertragen.

Funkwellen unterschiedlicher Frequenz breiten sich unterschiedlich aus, sodass jede Frequenz ihr eigenes Einsatzgebiet hat. Der Amateurfunk bietet ein breites Spektrum von Frequenzbändern an, die vom Satellitenfunk bis zum Kurzwellenfunk rund um die Erde alles ermöglicht.

Die Schüler/innen lernen diese faszinierende Technik spielerisch kennen, indem sie selbst funken und sich eigene kleine Detektoren bauen.

Jahrgangsstufe: 7 – 12
MINT-Fach: Physik, Technik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: 6 – 8
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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Farbmischung und Spektralanalyse

In diesem Kurs erfahren die Schüler/innen wie additive und subtraktive Farbmischung funktioniert. Wie wird Licht über die Augen wahrgenommen?

Die Schüler/innen bauen selbstständig eine Platine zur Ansteuerung einer Vollspektrum Leuchtdiode auf und nehmen sie in Betrieb. Mit einem Prismen-Spektrometer kann das Farbspektrum der LED und weiterer Leuchtmittel (Energiesparlampe und Glühbirne) untersucht werden.

Jahrgangsstufe: 7 – 12
MINT-Fach: Physik, Technik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: 12
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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Touch panel

In diesem m Kurs erfahren die Schüler/innen, wie es möglich ist, dass z.B. bei einem Handy, einem Fahrkartenautomaten, einem Geldautomaten oder vielem mehr durch alleiniges Berühren des Displays etwas passiert.

Dazu wird die Funktionsweise von dazu verwendeten Berührungssensoren erläutert und je nach Jahrgangsstufe auf die dazu benötigten Bauteile eingegangen.

In praktischen, selbstständigen Experimenten werden die Schüler/innen eine kleine elektronische Schaltung mit einem Berührungssensor bauen, mit der es möglich ist, allein durch Berühren des Sensors eine Leuchtdiode einzuschalten.

Der fertige Sensor wird dann einigen Tests unterzogen und am Ende dürfen die Schüler/innen diesen mit nach Hause nehmen.

Jahrgangsstufe: 7 – 12
MINT-Fach: Physik, Technik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: 10 – 16
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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Bau eines Mittelwellen-Empfängers

Die Teilnehmer erfahren am Beispiel des Mittelwellenempfangs, wie eine Radioaussendung moduliert, übertragen und demoduliert wird.

Die amplitudenmodulierten (AM) Aussendungen der Mittelwelle eignen sich für eine Einführung besonders gut, da anhand von relativ einfachen Beispielen die sonst komplexe Theorie der Nachrichtenübertragung erklärt werden kann.

Der Kurs teilt sich in einen theoretischen Teil, in dem die notwendigen Grundlagen vermittelt werden und einen praktischen Teil, in dem die Mittelwellenempfänger selbständig durch die Teilnehmer aufgebaut werden.

Den fertigen Empfänger dürfen alle Teilnehmer anschließend mit nach Hause nehmen.

Die Teilnehmer sollten einen handelsüblichen Ohrhörer mit 3,5 mm Klinkenstecker mitbringen.

Jahrgangsstufe: 8 – 10
MINT-Fach: Physik, Technik
Dauer: 6 Stunden
Teilnehmerzahl: max. 8
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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IT-Security

In diesem Kurs erhalten die Schüler/innen einen Einblick in die Welt der IT-Sicherheit.

Aus dem Bereich der Netzwerktechnik wird beispielsweise die Technik des Passwortknackens (brute forcing) praktisch anhand eines schlecht konfigurierten WLAN Accesspoints nachvollzogen. Gleichzeitig lernen die Schüler/innen, wie man sich dagegen schützen kann.

In einem weiteren praktischen Versuch werden die Schüler dann selber zum Hacker und dürfen im Rahmen eines Capture-the-Flag-Spieles sich gegenseitig „hacken“. Auch hier werden die Schüler/innen motiviert, die eigenen Rechner vor eben diesen Angriffen zu schützen.

Jahrgangsstufe: 9 – 12
MINT-Fach: Informatik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: max. 20
Ort: Hochschule Niederrhein
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Android App Entwicklung

In diesem Kurs erhalten die Schüler/innen einen allgemeinen Einblick in die Android-App-Entwicklung.

Es werden hierzu zunächst alle nötigen Komponenten vorgestellt, wie die Java-Programmiersprache, die Eclipse-Entwicklungsumgebung und das Android-SDK. Anhand von praktischen Beispielen wird gezeigt, wie man die Android-SDK in Eclipse integriert und wie man die nötigen Projekteigenschaften anpasst.

In einem praktischen, selbstständigen Versuch entwickeln die Schüler/innen selbst eine eigene kleine App. Als Beispiel-App bietet sich ein kleines Projekt an, wie z.B. ein Zahlen-Umrechner o.ä.

Jahrgangsstufe: 10 – 12
MINT-Fach: Informatik
Dauer: 5 Stunden
Teilnehmerzahl: 10 – 16
Ort: Hochschule Niederrhein
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Automatische Spracherkennung

Durch Siri (Akronym für „Speech Interpretation and Recognition Interface“), einer Software von Apple, die der Erkennung und Verarbeitung von natürlich gesprochener Sprache dient und so Funktionen eines persönlichen Assistenten erfüllen soll, ist die Anwendung von Spracherkennungssystemen (wieder) in den Fokus der Benutzer von Computern und Smartphones etc. gerückt.

In diesem Kurs sollen die Schüler/innen einen Einblick in die Funktionsweise von Spracherkennungssystemen erhalten, der neben den Grundlagen auch die technischen Hintergründe sowie die Probleme und möglichen Lösungen bei der Spracherkennung beleuchtet. Hierzu bearbeiten die Schüler/innen selbständig verschiedene Versuche zur Spracherkennung.

Jahrgangsstufe: 10 – 12
MINT-Fach: Informatik, Physik, Technik
Dauer: 3 Stunden
Teilnehmerzahl: 10 – 12
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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Digitale Signalverarbeitung

In diesem Kurs sollen die Teilnehmer einen Einblick in die digitale Signalverarbeitung am Beispiel der Verarbeitung von Audiosignalen bekommen und lernen, wie ein analoges Audiosignal zunächst aufbereitet wird, um es in einem digitalen System verarbeiten zu können.

Anschließend erfahren die Teilnehmer, was ein Frequenzspektrum ist und wie ein Signal gefiltert werden kann, um bestimmte Frequenzbereiche in diesem Signal zu unterdrücken. Danach lernen die Teilnehmer selbständig in kleinen Versuchen die Themen Abtastung, Quantisierung, Frequenzspektrum und Filterung eines Audiosignals näher kennen.

Jahrgangsstufe: 10 – 12
MINT-Fach: Informatik, Physik, Technik
Dauer: 6 Stunden
Teilnehmerzahl: 10 – 12
Ort: Hochschule Niederrhein
Termin: nach Vereinbarung

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