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Aug 13, 2016, 9:45:37 PM (3 years ago)
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heribert
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...insbesondere Fax-PC-Projekt erweitert

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  • de/geraete/pianola-funktionserklaerung/index.php

    r828 r1007  
    5252   <a href="zoomgrafiken/schema-uebersicht.png"><img style="border: none;" src="zoomgrafiken/thumb.schema-uebersicht.png" alt="Pneumatisches Verstärkersystem"></a>
    5353   <p>Schema eines einzelnen Spielbalgs mit Vor- und Hauptventil, welches für den Anschlag einer Saite verantwortlich ist.
    54    (<a href="zoomgrafiken/schema-uebersicht.png">größeres Bild</a>)</p>
     54   (<a href="zoomgrafiken/schema-uebersicht.png">größeres Bild</a>)
    5555</div>
    5656
    57 <p>Die Funktionsweise eines solchen Systems wird im Folgendenden anschaulich
     57Die Funktionsweise eines solchen Systems wird im Folgendenden anschaulich
    5858erklärt. Ferner stehen ein halbes Dutzend hochauflösende Schemata bereit, die die jeweiligen Stadien erläutern.</p>
    5959
     
    7474hat, gibt es 88 von diesen kleinen Spielbälge, die in drei Reihen untereinander
    7575liegen. Sie sind einfach zu groß, um sie alle nebeneinander anbringen zu können.
    76 </p> Durch alle Systeme hindurch ziehen sich zwei Kammern, die andauernd
     76<br> Durch alle Systeme hindurch ziehen sich zwei Kammern, die andauernd
    7777Luft raussaugen und so in jedem System einen Unterdruck erzeugen (Unterdruck wird
    7878gelb dargestellt, atmosphärischer Druck blau). Durch die Position der
     
    132132Wirkung auf das System zwar nur minimal, jedoch stark genug, um nach dem Verschluss des Loches in der Notenrolle den Unterdruck in dem ersten System wieder schnell herzustellen. Dadurch sinkt auch wieder das Vorventil, im mittleren System entsteht wieder Unterdruck, daraufhin sinkt das Hauptventil nach unten und der Spielbalg zieht sich aufgrund seines eigenen Gewichtes und einer kleinen Feder wieder auseinander.
    133133<p>Nun ist das Pianola bereit, den nächsten Ton zu spielen. Der ganze Vorgang muss natürlich mit einer sehr hohen Geschwindigkeit ablaufen, damit auch schnelle Läufe fehlerfrei gespielt werden.</p>
    134 <p>Das Pianola kann Stücke spielen, die aufgrund des schnellen Handwechsels von keinem Spieler spielbar wäre. Daher wurden auch speziell Klavierstücke für Pianola geschrieben, die sehr virtuos sind, z.B. "Studies for Player Piano" von Conlon Nancarrow.</p>
     134<p>Das Pianola kann Stücke spielen, die aufgrund des schnellen Handwechsels von keinem Spieler spielbar wäre. Daher wurden auch speziell Klavierstücke für Pianola geschrieben, die sehr virtuos sind, z.B. "Studies for Player Piano" von Conlon Nancarrow.<br>
    135135
    136136Würde man intelligente Menschen aus der heutigen hochtechnisierten Zeit damit beauftragen, ein solches Instrument nur mit Hilfe von Holz, Metall, Leder, "Gummihaut" und Knochenleim zu erfinden, kann man davon ausgehen, dass die meisten keine Chance hätten das gesteckte Ziel zu erreichen. Die hier beschriebenen Vorgänge sind eine vereinfachte Version der sehr viel umfangreicheren komplexen Vorgänge in einer Pianola.</p>
    137 Wenn man überlegt, wie rasend schnell diese Vorgänge ablaufen müssen, so gerät man in Ehrfurcht vor den mechanischen Fähigkeiten der Menschen aus dieser Zeit.
     137Wenn man überlegt, wie rasend schnell diese Vorgänge ablaufen müssen, so gerät man in Ehrfurcht vor den mechanischen Fähigkeiten der Menschen aus dieser Zeit.<br><br>
    138138
    139 <h3>Präsentationsmaterialien zur Pianola</h3>
    140 
    141 <p>Eine Powerpoint-Präsentation steht in den <a href="/de/lernprojekte/#Liste_anderer_Projekte">Lernprojekten</a> unter <a class="go" href="/de/lernprojekte/pianola">Pianola-Präsentation</a> zur Verfügung.</p>
     139Eine Powerpoint-Präsentation mit weiteren Bildern während der Restauration steht unter <a class="go" href="/de/lernprojekte/pianola">Pianola-Präsentation</a> zur Verfügung.</p>
  • de/lernprojekte/index.php

    r923 r1007  
    88 <h2>Lernprojekte</h2>
    99
    10 <p>Die <i>technikum29-Lernprojekte</i> sind u.a. eine Sammlung von Präsentationsdateien, die zum Teil nur gegen Passworteingabe zugänglich sind.
    1110
    12 Bei Problemen beim Zugriff wenden sie sich an <a href="/de/impressum.php">das Projektmanagament</a>.</p>
    13 
    14 <h3 id="aes"> Das technikum29-Team unterstützt Projekte an der Schule</h3>
     11<h3 id="aes"> Rotationsfax der 50er Jahre sendet Bild an einen Laptop</h3>
    1512
    1613<p>Microcontroller revolutionieren die Welt, wie an Schulen zukunftsweisende Projekte geplant und ausgeführt werden können.<br>
    1714Worum geht es? <br>
    18 6 Schüler der Q1 des Albert-Einstein-Gymnasiums suchten für ihre Projektwoche ein interessantes Thema aus den Gebieten Physik/Mathematik/Informatik. Hier bot sich eine Zusammenarbeit der Schule mit dem technikum29 an. 
    19 Ziel war es, die Technik der 50er Jahre an die aktuelle Zeit anzubinden: Eine Kommunikation zwischen eigentlich nicht zusammenpassenden  Welten!<br>
     155 Schüler der Q1 des Albert-Einstein-Gymnasiums suchten für ihre Projektwoche ein interessantes Thema aus den Gebieten Physik/Mathematik/Informatik. Hier bot sich eine Zusammenarbeit der Schule mit dem technikum29 an. 
     16Ziel war es, die Technik der 50er Jahre an die aktuelle Zeit anzubinden: Eine Kommunikation zwischen eigentlich nicht zusammenpassenden  Welten!
    2017<div class="box left">
    21         <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/arduino1.jpg" width="606" height="335" />
     18        <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/arduino1.jpg" width="303" height="189" />
    2219       </div>
    23 <p>Um eine solche Kommunikation herzustellen bedurfte es bisher eines „Herrschaftswissens“ welches sich auf wenige spezialisierte Informatiker und Ingenieure beschränkte. Dafür musste man wochenlang Datenblätter lesen und dann kryptische Codes in Assembler schreiben.
    24 Seit 2009 gibt es ein preiswertes unscheinbares Modul, den „Arduino* -Controller“, ein kleiner Microcontroller (ATmega 328, mit 32 kB Speicher), der auch relativen Laien  mit überschaubaren Programmierkenntnissen zugänglich ist.  Hiermit können Erfinder, Visionäre, Künstler und Designer ihre kreativen Möglichkeiten drastisch erhöhen. Es geht ganz allgemein um die Anbindung der realen, physikalischen Welt an einen Computer. <br>
     20<p>Im Rahmen von "Physical-Computing" gibt es seit 2009 ein preiswertes unscheinbares Modul, den „Arduino* -Controller“, ein kleiner Microcontroller (ATmega 328, mit 32 kB Speicher), in dessen Programmierung sich auch relative Laien schnell einarbeiten können. Hiermit ergibt sich die Möglichkeit für Erfinder, Visionäre, Künstler und Designer ihre Kreativität drastisch zu erhöhen. Es geht ganz allgemein um die Anbindung der realen, physikalischen Welt an einen Computer. <br>
    2521         
    2622<p>Dieses kleine Modul lässt sich als Interface für alle nur denkbare Zwecke programmieren. Die Schüler beabsichtigten, ein Faxgerät der Frühzeit (Siemens KF108, Baujahr 1956) mit einem PC kommunizieren zu lassen. Bei diesem Fax, damals noch „Fernkopierer“ genannt, wird das Blatt mit der zu übertragenden Information (z.B. ein Bild) auf eine Walze gespannt und schraubenförmig durch Rotation ab gescannt. Ein solches Gerät kann natürlich mit den Heutigen nicht kommunizieren. Hier hilft der Microcontroller als Bindeglied. Die Schüler mussten sich in die Programmierung eines solchen Controllers einarbeiten. Dabei sind jedoch einige Hürden zu überwinden, schließlich waren die Schüler (noch) keine Star-Programmierer. Während falsch aufgebaute Hardware umständlich zerpflückt werden müsste, sind falsch laufende Programme schnell korrigiert. Und so entstand nach einer Woche Projektarbeit die perfekte Anbindung dieser zwei so verschiedenen Technikwelten.<br>
    2723
     24<div class="box center">
     25        <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/kf108+laptop.jpg" width="700" height="438" />
     26     
     27           <p class="bildtext small"> Projekt Fax-PC: Unten links der Versuchsaufbau für die Impulsgenerierung, Mitte: Fertige Schaltung (s.u.). Etwa die Hälfte des Bildes wurde gescannt.</p></div>
     28           
     29 <p>Das Fax sendet eine Tonfrequenz von 1,5 kHz beim scannen schwarzer Pixel und keinen Ton bei weißen Pixel. Dies muss in ein binäres Signal mit 5V-Level gewandelt werden.<br>
     30Es werden also "Tonpakete" ausgesendet, von denen nur noch die Hüllkurve mit 5V-Pegel benötigt wird. Im einfachsten Fall übernimmt eine Verstärkerschaltung mit nachgeschaltetem RC-Glied diesen Part. In einer verbesserten Version haben wir mit Hilfe des bekannten "555-Timer IC" durch die Schaltung <a class="go"href="http://www.electronicsinfoline.com/pin/11479" target="_blank">"Basic Missing Pulse Detector"</a> die Hüllkurve noch exakter reproduzieren können.<br>
    2831<div class="box left">
    29         <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/arduino2.jpg" width="606" height="354" />
    30        </div>
    31  <p>Das Fax sendet eine Tonfrequenz von 1,5 kHz beim scannen schwarzer Pixel und keinen Ton bei weißen Pixel. Dies muss in ein binäres Signal mit 5V-Level gewandelt werden.<br>
    32 Eine Verstärkerschaltung mit nachgeschaltetem RC-Glied übernimmt diesen Part.
     32        <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/impulsgenerierung.jpg" width="303" height="221" />
     33                <p class="bildtext small">Schaltung als Bindeglied zwischen Fax und Arduino</p></div>
     34           
    3335Zum Aufbau des Bildes wird noch eine Information für den jeweiligen Beginn einer neuen Zeile benötigt. Dies wurde durch das Befestigen eines kleinen Supermagneten an der Drehachse realisiert. Ein in ca. 2cm Entfernung befindlicher Reedkontakt wird bei jeder Umdrehung für kurze Zeit aktiviert.<br>
    34 Die eigentliche Programmierarbeit wurde von den Schülern selbst entwickelt und kann hier eingesehen werden. <a href="arduino-projekt-programme" class="go">Source-Code-Ordner öffnen</a> <br>
     36In unserem Fall wurden die weißen Pixel (kein Ton) durch den Arduino in eine "0" umgesetzt, die schwarzen Pixel in eine "1" und ein Zeilensprung (Zylinderumlauf) in eine "2". Damit sendet der Arduino einen aus den Ziffern 0;1;2 bestehenden Datenstream.<br>
     37Mit Hilfe des Programms "Processing" generiert der angeschlossene Laptop schließlich daraus das Bild. <br>
    3538
    36 Gemächlich wird das schraubenförmig abgetastete Bild in Realtime auf den PC übertragen. Mit guter Auflösung zeichnet sich Zeile für Zeile eine historische Micky-Mouse auf dem Monitor des Laptops ab. Das Experiment ist geglückt und macht Mut zu weiteren kreativen Anwendungen dieser zukunftsweisenden Technik.</p>
     39Gemächlich wird das schraubenförmig abgetastete Bild in Realtime auf den PC übertragen. Mit guter Auflösung zeichnet sich Zeile für Zeile eine historische Micky-Maus auf dem Monitor des Laptops ab. Das Experiment ist geglückt und macht Mut zu weiteren kreativen Anwendungen dieser zukunftsweisenden Technik.<br>
     40Die eigentliche Programmierarbeit wurde von den Schülern selbst entwickelt und später vom technikum29-Team weiter verbessert. <a href="arduino-projekt-programme" class="go">Source-Code-Ordner öffnen</a> </p>
     41
     42
    3743<p class="small">
    3844*)  Arduino: …ist nach dem König „Arduino von Ivrea“, der im Mittelalter in Norditalien lebte, benannt. Dort wurde auch der Controller entwickelt und nicht wie sonst üblich in Fernost oder Silicon Valley.
  • de/sonstiges.php

    r801 r1007  
    66        require "../lib/technikum29.php";
    77?>
    8     <h2>Pianola, Kunst und Anderes</h2><br>
     8    <h2>Pianola, Kunst und Anderes</h2>
    99
    1010        <h3 id="pianola">Pianola</h3><br>
  • en/study-projects.php

    r326 r1007  
    1414and influence next to everything. How can schools participate on these
    1515developments and perform successful and interesting projects?<br>
    16 Six pupils of Q1 (12th year in school) of the Albert-Einstein secondary
     16Fife pupils of Q1 (12th year in school) of the Albert-Einstein secondary
    1717school were looking for a suitable idea for their so called "project
    1818week". This project should be connected to mathematics, physics and/or
     
    2121modern equipment of 2012. Communication spanning time and technology.<br>
    2222<div class="box left">
    23         <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/arduino1.jpg" width="606" height="335" />
     23        <img src="/shared/photos/kommunikationstechnik/arduino1.jpg" width="537" height="335" />
    2424       </div>
    2525<p>Traditionally such projects required knowledge only accessible to
  • robotik/index.php

    r1005 r1007  
    120120        <p class="bildtext"><big><big><b>Physical-Computing & Robotics </b></big></big>   (In Vorbereitung) <br><br>
    121121       
    122         Unter Physical Computing versteht man Projekte, bei denen Computer oder Minicontroller (z.B. RasPi, Arduino) durch physische Systeme wie Sensoren oder Aktuatoren zu einer interaktiven Einheit verbunden werden.<br><br>
     122        Unter Physical Computing versteht man Projekte, bei denen Computer oder Micro-Controller (z.B. RasPi, Arduino) durch physische Systeme wie Sensoren oder Aktuatoren zu einer interaktiven Einheit verbunden werden.<br><br>
    123123        Wir beschäftigen uns in diesem Workshop also vorwiegend mit der Programmierung des Arduino Micro-Controllers. Im Gegensatz zu den LEGO-Robotern wird hier eine "richtige" Programmiersprache verwendet, die man auch relativ schnell erlernen kann. Die Abstarktion ist jedoch deutlich größer, daher eignet sich der Kurs für Schüler ab ca. 14 Jahre. Nach oben gibt es eigentlich keine Grenze.<br>
    124         Die Liste der möglichen Projekte ist sehr lang. Vom sprechenden Tee-Automaten bis zum intelligenten Roboter-Fahrzeug sind die einzelnen Module sehr abwechslungsreich. Dazu stehen uns eine große Palette an Sensoren, viele verschiedene Display´s und sehr unterschiedliche Motoren zur Verfügung. Ferner haben wir einen 3D-Drucker, mit welchem wir dreidimensionale Objekte und Bauteile ausdrucken können. Diese werden vorher mit Hilfe von CAD-Programmen erstellt.<br>
     124        Die Liste der möglichen Projekte ist sehr lang. Vom sprechenden Tee-Automaten bis zum intelligenten Roboter-Fahrzeug sind die einzelnen Projekte sehr abwechslungsreich. Dazu stehen uns eine große Palette an Sensoren, viele verschiedene Display´s und sehr unterschiedliche Motoren zur Verfügung. Ferner haben wir einen 3D-Drucker, mit welchem wir dreidimensionale Objekte und Bauteile ausdrucken können. Diese werden vorher mit Hilfe von CAD-Programmen erstellt.<br>
    125125        Es handelt sich damit um einen wirklichen Zukunfts-Workshop, den wir zunächst an zwei Schulen in den 8. Klassen anbieten.</p>
    126126</div>
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