tu 164 - Zeitschrift für Technik im Unterricht

Der Elektromotor ist ein Standardthema im Technikunterricht. Auf „lehrerfreund.de“ findet er sich nur in seiner invertierten Funktion als Generator im Zusammenhang mit Gleich-, Wechsel- und Drehstrom. Didaktisch gesehen ist „verdächtig“, dass ein technisch so wichtiges System wie der Elektromotor nur als Gegenstück zum Generator und nur im Kontext des Energiebegriffs thematisiert wird. Wesentliche technische Fragen werden nicht gestellt: Weshalb ist der Läufer als Rechteck mit abgerundeten Stirnseiten geformt und nicht als Stahlscheibe (wie beim Teslamotor) oder als Röhre (wie der Glockenanker im Faulhabermotor)? Wieso ist der Stator nicht mit Permanentmagneten ausgestattet? Die Antwort ist so einfach wie weitreichend: Hier ist weder ein Elektromotor noch ein Generator abgebildet, sondern die Prinziplösung eines Generators. Das ist keine Nichtigkeit, denn in solch abstrahierten Darstellungen werden die Formen, in denen Technik konkret materialisiert wird, ausgeblendet. Gestaltet werden Generatoren nämlich durchaus anders als Elektromotoren, weil sie eine konstante Spannung unabhängig von der Last ausgeben sollen. Was das für Technische Bildung bedeutet, soll hier geklärt werden.

Das Thema „messen, steuern, regeln mit dem PC“ ist seit Jahren weitgehend aus dem Blick verschwunden. Ein Grund hierfür ist sicherlich, dass heutige PCs keine Schnittstellen haben, über die sich Funktionsmodelle auf einfache Weise ansteuern lassen. Es gibt zwar Möglichkeiten und Alternativen, aber eine einheitliche Lösung für den Schulgebrauch hat sich offensichtlich nicht etabliert. Für Lehrkräfte, die in dieser Richtung etwas machen wollen, sind die Hürden ziemlich groß. Mit diesem Beitrag soll auf einen ganz einfachen Steuercomputer  (Mikrocontroller) aufmerksam gemacht werden, zu dessen Programmierung kein PC, kein Bildschirm und keine Tastatur notwendig sind. Das Ding kann auf jedem normalen Tisch, z. B. im Werkraum, benützt werden und ist auch schnell wieder aufgeräumt. Ein Computerraum ist nicht erforderlich. Eine Anpassung an schulspezifische Belange wäre seitens des Herstellers sicher möglich.

Stroboskope werden heute vorwiegend in Diskotheken benutzt, um den „Spaßeffekt“ zu erhöhen, aber auch in der Technik, um Schwingungen und Drehbewegungen zu untersuchen. Man verwendet dafür Gasentladungsröhren, die mit einer hohen Spannung gezündet einen sehr kurzen Blitz erzeugen. Sie sind aber wegen der Hochspannung für den Selbstbau nicht geeignet. Unser Stroboskop geht von einem extrem asymmetrischen Multivibrator aus, dessen Hell-Dunkelverhältnis bei etwa 1 zu 100 liegt. Als Lichtquellen dienen drei superhelle Leuchtdioden.

Einzelne Stationen der Evolution von uns Menschen lassen sich dank moderner Genetik über einen Zeitraum von 8 bis 6 Millionen Jahren zwar nicht mit endgültiger, aber mit einiger Sicherheit belegen. Die Steinzeit und die menschliche Entwicklung in ihr sind Teil dieses Zeitraumes. Sie beginnt per Definition vor ca. 2,5 Millionen Jahren. Auf der Basis von Funden steinerner Werkzeuge1 wird auch der Beginn der Technik der Menschen in diesem Zeitraum verortet. Das Angebot an Literatur zum Thema „Steinzeit“ ist unübersichtlich groß. Dies kann nicht verwundern, denn der Zeitraum von ca. 2,5 Millionen Jahren bis zum Ende der Jungsteinzeit in Mitteleuropa vor ca. 4.500 Jahren hat sehr viel an Spannendem und Wissenswertem zu bieten. Das Themenspektrum ist groß. Es reicht zum Beispiel von Erkenntnissen der Paläoanthropologie darüber, wer unsere Vorfahren sind, über die Frage, wann diese Vorfahren begannen – in Abgrenzung zur Verwendung von Hilfsmitteln durch Tiere – technische Artefakte herzustellen und zu nutzen, bis hin zum allmählichen Wandel von nomadisierenden Jägern und Sammlern zu sesshaften Bauern in der Jungsteinzeit in Mitteleuropa oder der nahezu gleichzeitigen Entstehung von Hochkulturen in Vorderasien und Asien.

Für das Multi-Interface (tu Heft 162) musste ich recht große Platinen auf einer CNC-Maschine fräsen und dies auch noch doppelseitig. Das Aufspannen so großer Platinen mit den herkömmlichen Methoden, erwies sich als sehr zeitraubend, ungenau durch die großen Verfahrenswege in x- und y-Richtung und ungenau beim Fräsen der Rückseiten der zweiseitigen Platinen. In Anlehnung an die käuflichen Vakuum-Platten, habe ich dann eine preiswerte Vorrichtung gebaut, die mit einem ausrangierten, leisen Haushaltsstaubsauger arbeitet und bis jetzt ausgezeichnet funktioniert.