mooveBS Elektrotechnik- Eine Powerbank fertigen und vertreiben (DQR4)
-
1.2: Eingangsschaltung der Powerbank analysieren
-
Ich kann...In diesem Lernschritt lerne ich Folgendes:
- Ich kann mit der Tabelle Spezifikation Universal Serial Bus (USB) umgehen.
- Ich kann auf dem Schaltplan die Bauteile für die Eingangsschaltung erkennen.
- Ich kann verschiedene Arten von Dioden unterscheiden.
- Ich kann verschiedene Arten von Kondensatoren unterscheiden.
- Ich kann mich in Tabellen zurechtfinden.
- Ich kann einen Schaltplan analysieren.
- Ich kann Inhalte mit meinem Lernpartner diskutieren.
- Ich kann Arbeitstechniken in komplexen Situationen anwenden.
-
-
Das Steckernetzteil
© Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 (via Wikimedia Commons)
Die Powerbank kann über das Steckernetzteil Ihres Smartphones geladen werden.
Doch wie viel Spannung und wie viel Strom liefert dieses Steckernetzteil?
Die Antwort auf diese Frage steht in der Spezifikation des Universal Serial Bus (USB).
-
-
Spezifikation Universal Serial Bus (USB)
Spannung
Stromstärke
Leistung
Nennwert
zulässig
max.
max.
USB 1.0 / 1.1 (Low-Powered-Port)
5 V
4,4 V bis 5,2 V
0,1 A
0,5 W
USB 2.0 (High-Powered-Port)
4,7 V bis 5,2 V
0,5 A
2,5 W
USB 3.0 / 3.1
4,4 V bis 5,2 V
0,9 A
4,5 W
USB-BC 1.2 (USB Battery Charging)
1,5 A
7,5 W
USB Typ C
3 A
15 W
-
-
Aufgabe 1
Ermitteln Sie, wie viel Spannung und wie viel Strom ein USB-Steckernetzteil der Version 3.0 oder 3.1 zur Verfügung stellt. Nennen Sie auch den Toleranzbereich.
-
-
Aufgabe 2
Suchen Sie sich einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Lösung aus Aufgabe 1.
-
-
Aufgabe 3
Berechnen Sie die Leistung, welche ein USB-Steckernetzteil der Version 3.0 oder 3.1 zur Verfügung stellt. Berechnen Sie auch die minimale und die maximale Leistung, welche sich durch den Toleranzbereich der zulässigen Spannung ergibt.
-
-
Aufgabe 4
Suchen Sie sich einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Lösung aus Aufgabe 3.
-
-
Den Schaltplan der Powerbank analysieren
Ein Schaltplan ist eine grafische Darstellung einer elektronischen Schaltung.
-
-
Aufgabe 5
Drucken Sie den Schaltplan aus.
-
-
Aufgabe 6
Im oberen Schaltplan haben sich 5 Fehler eingeschlichen. Vergleichen Sie das obere Bild mit dem unteren Bild, indem Sie den roten Schieber bewegen.
Nehmen Sie einen Leuchtmarker und markieren Sie die Fehler auf Ihrem gedruckten Schaltplan.
-
-
-
Aufgabe 7
Nehmen Sie rote Farbe, ziehen Sie einen Kreis um diese Bauteile und beschriften Sie den Kreis.
-
-
Aufgabe 8
Suchen Sie sich einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Lösung aus Aufgabe 7.
-
-
Aufgabe 9
Markieren Sie die Z-Diode mit einem Leuchtmarker auf dem Schaltplan. Falls Sie die Z-Diode nicht finden können, bearbeiten Sie die Aufgabe 7.
-
Aufgabe 10
Doch warum ist eine Z-Diode überhaupt notwendig? Was tut eine Z-Diode? Informieren Sie sich im Internet.
-
-
Wählen Sie die richtigen Eigenschaften für die Z-Diode aus.
-
-
Finden Sie einen Lernpartner und diskutieren Sie welche Aufgabe die Z-Diode im Schaltplan erfüllt.
-
-
Wählen Sie ein geeignet Z-Diode aus. Informieren Sie sich über den Spannungsbereich des USB anhand der Spezifikation Universal Serial Bus (USB).
-
Aufgabe 11
Reflektieren Sie Ihre Ergebnisse.
-
-
Finden Sie einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Ergebnisse der Aufgabe 7 bis Aufgabe 10.
-
-
Stellen Sie Ihre Ergebnisse dem Lehrer vor.
-
Aufgabe 12
Parallel zur Z-Diode R1 befindet sich der Kondensator C1.
Informieren Sie sich über den Kondensator in Ihrem Fachkundebuch, im Tabellenbuch oder im Internet.
-
-
Der Keramikkondensator (kurz Keramik) hat wichtige Eigenschaften. Ordnen Sie ihm die richtigen Eigenschaften zu.
-
-
Der Keramikkondensator (kurz Keramik) hat wichtige Aufgaben. Informieren Sie sich über den Keramikkondensator und ordnen Sie ihm die richtigen Aufgaben zu.
-
-
Aufgabe 13
Finden Sie sich im Plenum zusammen und holen Sie den Lehrer hinzu. Der Lehrer moderiert die Diskussion.
1. Stellen Sie im Plenum die unterschiedlichen Symbole von Dioden vor.
2. Erklären Sie im Plenum die Eigenschaften und die Aufgabe der Z-Diode R1.
3. Stellen Sie im Plenum die unterschiedlichen Symbole von Kondensatoren vor.
4. Diskutieren Sie im Plenum die Eigenschaften und die Aufgabe des Kondensators C1.
-
-
Reflexion
Beantworten Sie für sich folgende Fragen.
-