Experimentierplatine zum Aufbau logischer Schaltungen im Informatikunterricht.
Im Informatikunterricht der Sekundarstufe 1 werden logische Schaltungen meist in Simulationsprogrammen wie wie LoCAD oder Logisim simuliert. Auf einen realen Aufbau wird oft verzichtet, da fertige Experimentierplatinen oft teuer in der Anschaffung sind und der Aufbau der Schaltungen aus Einzelkomponenten für Lernende schwer zu handhaben ist.
Daher biete ich hier Produktionsdaten für eine Logikplatine an, die für Lernende einfach handzuhaben ist. Sie ist für einen Stückpreis von unter drei Euro aufzubauen, so dass sie auch in Klassenstärke finanzierbar ist,
Sie ermöglicht den Lernenden einen haptischen Zugang zum Thema Schaltlogik und ermöglicht den Brückenschlag zur zugrundeliegenden Physik.
Die Spannungsversorgung erfolgt über eine Knopfzelle des Typs CR2032, die problemlos und kostengünstig erhältlich ist.
Funktionen und mögliche Schaltungen
Auf der Platine stehen den Lernenden die folgenden Funktionen zur Verfügung:
- 4 Schiebeschalter zur Eingabe
- 4 LEDs zur Ausgabe
- 4 AND-Gatter
- 4 OR-Gatter
- 4 XOR-Gatter
- 4 Inverter
Die enthaltenen Logikelemente sind so ausgewählt, dass sich viele unterschiedliche Schaltungen aufbauen lassen. Darunter befinden sich beispielsweise die folgenden:
- Halbaddierer
- Volladdierer
- RS-Flipflop
- und viele weitere
Da sich die Platinen zusammenschalten lassen ist es möglich auch komplexere Schaltungen zu entwerfen oder beispielsweise von Lernenden aufgebaute Volladdierer zu einem Carry-Ripple-Addierer zu verschalten.
Aufbau
In der hier zum Download angebotenen Datei befindet sich eine Stückliste der benötigten Bauteile und die Datei „PCB_Logik.zip“. Sie enthält alle zur Fertigung erforderlichen Daten und kann einfach auf den Webseiten der Anbieter JLCPCB, PCBway und vielen weiteren hochgeladen werden.
Zum Aufbau von Schaltungen auf der Platine werden Jumperkabel benötigt. Dabei sind solche mit runden Kontaktstiften zu wählen, da eckige Stifte die verwendeten Präzisionssockel beschädigen und sicherer Halt nicht gewährleistet ist.
Ein Aufbauvideo ist in Arbeit und wird in Kürze hier zu sehen sein.
Fragen und Anregungen
Wenn Sie Fragen und Anregungen haben, zögern Sie bitte nicht mich zu kontaktieren. Ich beantworte gerne Fragen zur Beschaffung, zum Aufbau oder erweitere die Platine um zusätzlich benötigte Funktionen.