Welche Aussage beschreibt eine Automatisierung richtig?
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Sensor, Steuergerät oder Aktor?
AFB II
Ordne jedem Bauteil seine Rolle zu: S = Sensor, St = Steuergerät, A = Aktor.
Der Bewegungsmelder im Treppenhaus.
Der Motor, der den Rollladen herunterfährt.
Das Programm, das entscheidet: „Bodenfeuchte unter 30 % → Ventil öffnen“.
Der Lichtfühler an der Straßenlaterne.
Das Ventil der Gartenbewässerung, das sich öffnet.
Frage dich: Misst das Bauteil etwas (Sensor)? Entscheidet es (Steuergerät)? Oder bewegt es etwas in der echten Welt (Aktor)?
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Der Regelkreis im Gewächshaus
AFB II
Im Gewächshaus soll die Erde immer gleich feucht bleiben. Setze den Regelkreis in der richtigen Reihenfolge zusammen — zwei Bausteine gehören nicht dazu.
Setze den Bauplan von links nach rechts zusammen. Ein Klick legt den Baustein auf den nächsten freien Platz, ein Klick im Bauplan legt ihn zurück. Enter funktioniert genauso.
Der Kreis schließt sich beim letzten Baustein: Der neue Ist-Wert geht zurück an das Steuergerät. Ohne diese Rückmeldung wäre es nur eine offene Kette.
Ein Regelkreis endet nicht beim Aktor: Der Sensor misst danach erneut. Genau diese Rückmeldung macht aus einer Steuerung eine Regelung.
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Trickfrage: die Zeitschaltuhr
AFB III
Eine Zeitschaltuhr schaltet die Bewässerung jeden Morgen um 6 Uhr für zehn Minuten ein — egal, ob es nachts geregnet hat. Arbeite dich durch den Entscheidungsbaum.
Beantworte die Fragen des Entscheidungsbaums mit Ja oder Nein und schau, wo du herauskommst.
Die Zeitschaltuhr ist eine Steuerung: Sie wirkt zwar auf das Gewächshaus ein, bekommt aber nie eine Rückmeldung. Deshalb wässert sie auch nach einem Gewitter weiter.
Frage dich zuerst: Erfährt das System überhaupt, wie feucht die Erde gerade ist?
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Die Regelschleife einer Heizung
AFB II
Eine Heizungssteuerung hält die Raumtemperatur konstant. Bringe die fünf Schritte des Regelkreises in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Der Temperaturfühler misst die aktuelle Raumtemperatur.
2Das Steuergerät vergleicht den Messwert mit dem eingestellten Sollwert.
3Sie entscheidet, ob geheizt werden muss.
4Das Ventil wird entsprechend geöffnet oder geschlossen.
5Nach kurzer Zeit wird erneut gemessen.
Entscheidend ist der letzte Schritt: Weil erneut gemessen wird, entsteht ein Kreis statt einer Kette. Genau das unterscheidet eine Regelung von einer bloßen Steuerung — die Regelung merkt, ob ihre eigene Maßnahme gewirkt hat.
Ein Regelkreis beginnt immer beim Messen und endet beim erneuten Messen — dazwischen liegt der Vergleich mit dem Sollwert.
6
Steuerung oder Regelung?
AFB III
Ordne die sechs Situationen zu. Der Unterschied liegt darin, ob das Ergebnis zurückgemeldet wird.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Steuerung (ohne Rückmeldung)
2Regelung (mit Rückmeldung)
Eine Steuerung arbeitet ohne Rückmeldung über das Ergebnis: Die Zeitschaltuhr schaltet auch dann, wenn die Sonne scheint. Eine Regelung misst das Ergebnis nach und korrigiert — der Backofen misst seine eigene Innentemperatur und heizt nach.
Die Bildschirmhelligkeit ist die Stolperfalle: Hier gibt es zwar einen Sensor, aber er misst das Umgebungslicht — also die Störgröße — und nicht die Helligkeit des Displays. Das System erfährt nie, ob sein Eingriff gewirkt hat. Deshalb ist das eine Steuerung, genauer: eine Steuerung mit Störgrößenaufschaltung. Merke: Ein Sensor allein macht noch keine Regelung — entscheidend ist, was er misst.
Frage dich nicht „gibt es einen Sensor?“, sondern: Misst der Sensor genau die Größe, die das System selbst verändert? Nur dann schließt sich der Kreis und es ist eine Regelung.
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Fachbegriffe im Museum
AFB I
Ein Museum hält die Luftfeuchte in einem Ausstellungsraum gleichmäßig, damit alte Gemälde nicht reißen. Verbinde jede Beobachtung mit dem passenden Fachbegriff des Regelkreises.
Verbinde jeden linken Eintrag mit genau einem rechten. Ein Klick auf eine Verbindung löst sie wieder.
Der Sollwert ist das Ziel, der Istwert der gemessene Zustand. Die nassen Jacken sind eine Störgröße: Sie verändern die Luftfeuchte von außen — hier sogar nach oben. Dass der neue Messwert zurück an das Steuergerät geht, ist die Rückkopplung, die den Kreis schließt.
Frage dich bei jeder Zeile: Ist das ein Ziel, ein Messwert, ein Einfluss von außen oder die Rückmeldung des Ergebnisses?
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Lückentext: der Brutkasten
AFB II
Setze die passenden Fachbegriffe ein. Zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt). Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
In einem Brutkasten für Hühnereier sollen dauerhaft 37,5 °C herrschen — das ist der . Ein Temperaturfühler arbeitet als und misst den aktuellen . Das vergleicht beide Werte und schaltet bei Bedarf den Heizstab ein, der hier als arbeitet. Öffnet jemand den Deckel, um die Eier zu wenden, strömt kalte Luft hinein — sie wirkt als .
Übrig bleiben „Zeitschaltuhr“ und „Steuerung“: Der Brutkasten misst seine eigene Temperatur nach und korrigiert — er ist also eine Regelung, keine Steuerung. Eine Zeitschaltuhr würde nie erfahren, dass der Deckel offen war.
Das Steuergerät ist das Bauteil in der Mitte. „Steuerung“ ist dagegen ein Wirkprinzip ohne Rückmeldung — passt das hier?
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Aus Steuerung wird Regelung
AFB III
Ein Hotel heizt sein Außenbecken per Zeitschaltuhr jeden Morgen zwei Stunden lang. An kühlen Tagen ist das Wasser zu kalt, an heißen zu warm. Welche Änderungen sind nötig, damit daraus eine echte Regelung wird? Wähle alle aus.
Mehrere Antworten sind richtig. Wähle alle passenden aus und prüfe dann.
Eine Regelung braucht drei Dinge: Sie misst genau die Größe, die sie verändert (Wassertemperatur), sie vergleicht mit einem Sollwert, und sie misst nach dem Eingreifen erneut. Das Außenthermometer ist die Falle: Es misst nur eine Störgröße. Ob das Becken am Ende wirklich 26 °C hat, erfährt das System damit nie — es bleibt eine Steuerung.
Prüfe jede Änderung mit der Frage: Erfährt das System danach, wie warm das Wasser im Becken gerade ist — und reagiert es darauf?
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Rückblick: Der Befehlszyklus aus 1.2.3
AFB II
Eine automatische Jalousie fährt herunter, sobald es zu hell wird. Welcher Teil davon entspricht dem Ausführen im Befehlszyklus eines Rechners?
Holen, dekodieren, ausführen: Das Ausführen ist der Schritt, bei dem tatsächlich etwas passiert — nicht das Messen und nicht das Vergleichen.
