Jedes Geräteteil misst entweder etwas (Sensor) oder bewirkt etwas (Aktor). Sortiere die sechs Bauteile.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Sensor (misst)
2Aktor (bewirkt)
Merksatz: Sensor misst, Aktor macht. Ein Sensor wandelt eine physikalische Größe (Licht, Schall, Druck) in ein elektrisches Signal — ein Aktor wandelt ein elektrisches Signal zurück in etwas Physikalisches. Spannend sind Geräte, die beides enthalten: Ein Noise-Cancelling-Kopfhörer misst den Lärm mit Mikrofonen (Sensor) und erzeugt den Gegenschall mit seinen Membranen (Aktor).
Frage dich: Geht die Information hier in den Rechner hinein (dann misst etwas) oder aus ihm heraus (dann bewirkt etwas)?
2
Lückentext: Der Weg des Tons
AFB I
Vom Sprechen bis zum Hören: Setze die Begriffe aus der Wortbank ein. Zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt). Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Beim Sprechen wandelt das den Schall in eine analoge Spannung um. Der tastet diese Spannung viele tausend Mal pro Sekunde ab und macht daraus , mit denen der Rechner arbeiten kann. Auf dem Rückweg erzeugt der aus den gespeicherten Werten wieder eine Spannung, die der hörbar macht.
Die beiden Wandler sind die Brücke zwischen der analogen Außenwelt und der digitalen Innenwelt des Rechners: ADC beim Hineingehen, DAC beim Herauskommen. „Monitor“ und „Pixel“ gehören zum Bild, nicht zum Ton.
A wie analog zu digital steht im ADC vorn — er kommt also auf dem Weg in den Rechner zum Einsatz.
3
Tintenstrahl oder Laser?
AFB II
Kreuze für jede Aussage an, auf welche Druckerbauart sie zutrifft — manche gelten für beide.
Setze in jeder Zeile überall dort ein Kreuz, wo die Aussage zutrifft — es können mehrere pro Zeile sein. Enter setzt und löscht.
Aussage
Tintenstrahldrucker
Laserdrucker
Sprüht winzige Tintentröpfchen aufs Papier.
Arbeitet mit Bildtrommel und Tonerpulver.
Eine Fixiereinheit brennt das Druckbild mit Hitze ein.
Die Farbe kann bei langen Pausen eintrocknen.
Besonders stark bei brillanten Fotodrucken.
Die Auflösung wird in dpi angegeben.
Grobe Faustregel für die Praxis: Fotos und seltene Farbdrucke → Tintenstrahl, viel Text und lange Standzeiten → Laser. Die letzte Zeile gilt für beide: dpi ist die gemeinsame Maßeinheit für Druckauflösung, unabhängig von der Technik.
Denke an die Zutaten: flüssige Tinte auf der einen Seite, trockenes Pulver + Hitze auf der anderen. Was flüssig ist, kann eintrocknen.
4
Rechenkette: Was wiegt eine Minute Ton?
AFB II
Ein Mikrofonsignal wird mit 44 100 Messwerten pro Sekunde abgetastet, jeder Messwert belegt 2 Byte (Mono). Rechne aus, wie viele Megabyte eine Minute Aufnahme belegt.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Wie viele Byte fallen pro Sekunde an? (44 100 · 2)Byte/s
Wie viele Byte sind das in einer Minute? (· 60)Byte
Wie viele Megabyte sind das? (÷ 1 000 000)MB
Und in Stereo mit zwei Kanälen? (· 2)MB
Gut 10 MB für eine Minute Stereo — deshalb speichern Musikdienste ihre Titel nicht roh, sondern komprimiert (z. B. als MP3 oder AAC), oft auf ein Zehntel der Größe. Die Abtastrate aus dem Erklärteil ist hier direkt zur Datenmenge geworden.
Immer der Reihe nach: Messwerte pro Sekunde · Byte pro Messwert, dann auf 60 Sekunden hochrechnen. Dezimalzahlen mit Komma eingeben klappt auch.
5
Kaufberatung im Entscheidungsbaum
AFB II
Familie Kaya druckt selten, dann aber meist Textseiten — Fotos nie. Der Drucker steht oft wochenlang unbenutzt. Arbeite dich für diesen Fall durch den Baum.
Beantworte die Fragen des Entscheidungsbaums mit Ja oder Nein und schau, wo du herauskommst.
Für Familie Kaya führt der Weg über „Fotos? Nein“ und „große Textmengen? Nein“ zur entscheidenden Frage: die lange Standzeit. Trockenes Tonerpulver übersteht sie problemlos, flüssige Tinte nicht — darum lautet die Empfehlung Laserdrucker.
Lies den Fall genau: selten drucken, keine Fotos, lange Pausen. Beantworte jede Frage nur für diesen Fall.
6
Warum so viel Grün?
AFB I
Im Bayer-Filter über einem Kamerasensor kommen grüne Farbfilter doppelt so oft vor wie rote oder blaue. Warum?
Der Bayer-Filter richtet sich nicht nach der Technik, sondern nach dem Betrachter des fertigen Fotos.
7
Geräuschunterdrückung Schritt für Schritt
AFB II
Ein Kopfhörer mit aktiver Geräuschunterdrückung arbeitet in fünf Schritten. Bringe sie in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ein Mikrofon an der Außenseite misst den Umgebungslärm.
2Das Mikrofonsignal wird in Zahlen umgewandelt.
3Ein Chip berechnet blitzschnell das „Gegenteil“ der Schallwelle.
4Der Lautsprecher spielt diesen Gegenschall zusätzlich zur Musik ab.
5Lärm und Gegenlärm löschen sich im Ohr gegenseitig aus.
Der Kopfhörer enthält die komplette Signalkette in beide Richtungen: Sensor (Mikrofon) → ADC → Rechnung → DAC → Aktor (Lautsprecher). Deshalb ist er ein Gerät, das Ein- und Ausgabe zugleich ist.
Folge dem Schall: Er muss erst gemessen werden, bevor irgendetwas berechnet werden kann — und die Auslöschung passiert erst ganz am Ende, in der Luft.
8
Mikrofon, Kamera und Scanner
AFB II
Sechs Aussagen über Eingabegeräte, die messen. Entscheide jeweils, ob sie zutrifft.
Lies die Aussage und tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“.
Aussage 1 von 6
Zwei der drei falschen Aussagen folgen dem Muster aus den Hinweisen: Eine Mengenangabe ist keine Qualitätsangabe. Megapixel sagen, wie viele Zellen messen — nicht, wie gut jede einzelne misst.
Achte bei Zahlen darauf, ob sie eine Menge oder eine Qualität beschreiben. Bei den Mikrofonen hilft die Frage: Woher kommt die Spannung, und aus welcher Richtung kommt der Schall?
9
Gemischt: Gleicher Name, andere Bedeutung
AFB III
Drei Fachbegriffe tauchen in diesem Kapitel bei ganz verschiedenen Geräten auf — mit jeweils anderer Bedeutung. Finde die sechs Paare, mit höchstens 16 Versuchen.
Decke zwei Karten auf, die zusammengehören.
Versuche: 0 von 16
Dieselbe Einheit heißt noch lange nicht dasselbe: dpi zählt beim Drucker Punkte auf Papier, bei der Maus Schritte einer Bewegung. Und „Auflösung“ meint beim Monitor ein Raster im Raum, beim ADC die Feinheit der Messwert-Stufen. Wer Kennwerte vergleicht, muss zuerst klären, welches Gerät gemeint ist.
Bei jedem Paar steckt die Antwort im Gerät: Was macht ein Drucker, eine Maus, ein Monitor, ein ADC — drucken, zählen, anzeigen oder messen?
10
Trickaufgabe: Der Ausdruck ist schlechter als der Scan
AFB III
Jonas scannt ein altes Familienfoto ein, betrachtet es zufrieden am Bildschirm und druckt es aus — doch der Ausdruck wirkt matschig und die Farben stimmen nicht. Scanner, Monitor und Drucker sind alle in Ordnung. Arbeite dich durch den Fall.
Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
Der Fall zeigt das Grundgesetz jeder Signalkette: Am Anfang entscheidet sich alles. Was der erste Wandler nicht erfasst hat, können spätere Geräte nur noch schätzen — genauso wie beim Regler der Signalketten-Werkstatt weiter oben. Und Kennwerte verschiedener Geräte sind nicht direkt vergleichbar: dpi beim Scanner, Pixel beim Monitor, dpi beim Drucker meinen jeweils etwas anderes.
Verfolge die Kette in der richtigen Reihenfolge: Foto → Scanner → Datei → Monitor und Drucker. Frage bei jedem Schritt, ob dort Information dazukommt oder nur weitergereicht wird.
