Title: LF07 - Cyber-physische Systeme ergänzen - FI/ITSE - Raspberry Pi

Category: Informationstechnik — In diesem Kursbereich finden Sie Lernsituationen zu Lernfeldern der neugeordneten IT-Berufe. Sie können sich hier die Kurse mit, technisch bedingt, eingeschränkten Funktionalitäten ansehen. Ab 01.10.2023 können Sie sich diese auch als MBZ-Dateien herunterladen, um sie in Ihr schulisches Moodle zu importieren. Wenden Sie sich bei Fragen hierzu an Ihre Moodle-Administratorin/Ihren Moodle-Administrator.

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Event: FISI15A - Klassenarbeit zum Thema IPv6

Event: FISI15B - Klassenarbeit zum Thema IPv6

Group: Klassenblock 1, Gruppe Fahrenheit

Group: Klassenblock 2, Gruppe Fahrenheit

Group: Klassenblock 3, Gruppe Fahrenheit

Group: Klassenblock 1, Gruppe Reaumur

Group: Klassenblock 2, Gruppe Reaumur

Group: Klassenblock 3, Gruppe Reaumur

Group: Klassenblock 1, Gruppe Celsius

Group: Klassenblock 2, Gruppe Celsius

Group: Klassenblock 3, Gruppe Celsius

Group: Klassenblock 1, Gruppe Kelvin

Group: Klassenblock 2, Gruppe Kelvin

Group: Klassenblock 3, Gruppe Kelvin

Group: Klassenblock 1, Gruppe Rankine

Group: Klassenblock 2, Gruppe Rankine

Group: Klassenblock 3, Gruppe Rankine

Group: Klassenblock 1, Temperaturmessung Expertengruppe

Group: Klassenblock 2, Temperaturmessung Expertengruppe

Group: Klassenblock 3, Temperaturmessung Expertengruppe

Group: Klassenblock 1, MQTT Expertengruppe

Group: Klassenblock 2, MQTT Expertengruppe

Group: Klassenblock 3, MQTT Expertengruppe

Group: Klassenblock 1, ReST-Cloud Expertengruppe

Group: Klassenblock 2, ReST-Cloud Expertengruppe

Group: Klassenblock 3, ReST Cloudserver Expertengruppe

Group: Klassenblock 1, Gruppe Newton

Group: Klassenblock 2, Gruppe Newton

Group: Klassenblock 3, Stammgruppe Newton

Group: Klassenblock 3, Node-RED Expertengruppe

Group: Klassenblock 3, ReST-Webserver Expertengruppe

Group: Klassenblock 1, Node-RED Expertengruppe

Group: Klassenblock 2, Node-RED Expertengruppe

Group: Klassenblock 1, ReST-Webserver Expertengruppe

Group: Klassenblock 2, ReST-Webserver Expertengruppe

Group: Roter Block, Gruppe Fahrenheit

Group: Gelber Block, Gruppe Fahrenheit

Group: Blauer Block, Gruppe Fahrenheit

Group: Roter Block, Gruppe Reaumur

Group: Gelber Block, Gruppe Reaumur

Group: Blauer Block, Gruppe Reaumur

Group: Roter Block, Gruppe Celsius

Group: Gelber Block, Gruppe Celsius

Group: Blauer Block, Gruppe Celsius

Group: Roter Block, Gruppe Kelvin

Group: Gelber Block, Gruppe Kelvin

Group: Blauer Block, Gruppe Kelvin

Group: Roter Block, Gruppe Rankine

Group: Gelber Block, Gruppe Rankine

Group: Blauer Block, Gruppe Rankine

Group: Temperaturmessung Expertengruppe, Klassenblock ROT

Group: Temperaturmessung Expertengruppe, Klassenblock GELB

Group: Temperaturmessung Expertengruppe, Klassenblock BLAU

Group: MQTT Expertengruppe, Klassenblock ROT

Group: MQTT Expertengruppe, Klassenblock GELB

Group: MQTT Expertengruppe, Klassenblock BLAU

Group: ReST-Cloud Expertengruppe, Klassenblock ROT

Group: ReST-Cloud Expertengruppe, Klassenblock GELB

Group: ReST Cloudserver Expertengruppe, Klassenblock BLAU

Group: Node-RED Expertengruppe, Klassenblock BLAU

Group: ReST-Webserver Expertengruppe, Klassenblock BLAU

Group: ReST-Webserver Expertengruppe, Klassenblock GELB

Group: ReST-Webserver Expertengruppe, Klassenblock ROT

Group: Node-RED Expertengruppe, Klassenblock GELB

Group: Node-RED Expertengruppe, Klassenblock ROT

Section 1
  Ankündigungen
LF7: Material- und Linksammlung
  Handreichung zu Lernsituationen im Lernfeld 7 der IT-Berufe Fachinformatik und IT-Systemintegration
  Information Methode Gruppenpuzzle
LS7.1: Messdatenerfassungssysteme funktional zusammenführen
  Rahmenlehrplan Lernfeld 7 - Erläuterungen (5min)
  Kompetenzen und Inhalte
  Wussten Sie schon? Wikipedia definiert cyber physische Systeme ...
  Wussten Sie schon? Wirtschaftslexikon Gabler bezeichnet cyber physische Systeme ...
  Wussten Sie schon? Smartfactory sagt zu cyber physischen Systemen ...
  Informieren bzw. Analysieren Immer wenn Sie eine...
  Aufgabenbeschreibung und Einführung (15min)
  Ist mein Raspberry Pi einsatzbereit?
  A1.0: Zielsystem (Raspberry Pi) vorbereiten (30min)
  Wahl der StammgruppenSie arbeiten in einem Team, i...
  Wahl der Stammgruppen für Klassenblock 1
  Wahl der Stammgruppen für Klassenblock 2 (falls mehrere Klassen gleichzeitig diesen Kurs nutzen)
  Wahl der Stammgruppen für Klassenblock 3 (falls mehrere Klassen gleichzeitig diesen Kurs nutzen)
  Arbeitsräume für die Stammgruppen
  Was ist ein Gruppenpuzzle?
  A1.1: Überblick verschaffen (45min)
  Wahl der ExpertengruppenZu den fünf Themen Tempera...
  Wahl der Expertengruppen für Klassenblock 1
  Wahl der Expertengruppen 2(falls mehrere Klassen gleichzeitig diesen Kurs nutzen)
  Wahl der Expertengruppen für Klassenblock 3(falls mehrere Klassen gleichzeitig diesen Kurs nutzen)
  A1.2: Informationsmaterial erstellen innerhalb der Expertengruppen (180 min)
  Arbeitsräume für die Expertengruppen
  M.1.1.1 Temperaturmessung mit dem Raspberry Pi
  M1.1.2: Erste Schritte Temperatursensor auslesen
  M1.1.3 Python-Programm zum Auslesen des Temperatursensors
  M1.2.1: Allgemeines zu MQTT
  M1.2.2: MQTT Dienste bereitstellen und nutzen
  M1.2.3: MQTT Dienste absichern
  M1.2.4: MQTT und Python
  M1.3.1: Allgemeines zu REST
  M1.3.2: Cloud-Server mit REST API
  M1.3.3: Eigener Webserver mit REST API
  M1.4: Node-RED bereitstellen und nutzen
  Planen/ Entscheiden Sie haben sich bisher grun...
  A1.3: Gruppenvorträge Temperaturerfassung, ReST-Cloud, ReST-Webserver, MQTT und Node-RED halten (45min)
  Zu A1.3: Bewertungsmatrix Fachvortrag Temperaturmessung
  Zu A1.3: Bewertungsmatrix Fachvortrag MQTT
  Zu A1.3: Bewertungsmatrix Fachvortrag ReST-Cloud
  Zu A1.3: Bewertungsmatrix Fachvortrag ReST-Webserver
  Zu A1.3: Bewertungsmatrix Fachvortrag Node-RED
  A1.4: Netzwerkprotokoll zur Datenübertragung begründet auswählen (15min)
  Durchführen Die vorausgegangene Entscheidung übe...
  A1.5: Stellen Sie im Team die Temperaturmessdaten nach dem von Ihnen gewählten Verfahren zur Verfügung (270 min)
  Kontrollieren/ Bewerten Vergleichen Sie Ihre Lös...
  A1.6: Diskutieren Sie Ihre Lösung mit anderen (20min)
  Reflektieren Üben/ Wiederholen/ Transfer Nach D...
  Wie sind Sie in den letzten Unterrichtsstunden zurecht gekommen? Geben Sie ein Feedback.
  A1.7 - Eigenschaften von IoT Protokollen zuordnen (60 min)
  zu A1.7: Tabellendokument für Lehrkräfte
  zu A1.7: Kollaborative Tabelle
  A1.8: Vorstellung der Arbeitsergebnisse (20 min)
  Vorbereitung auf die Klassenarbeit LF07, Lernsituation 1
  Versicherung der eigenständigen Bearbeitung der Leistungsüberprüfung
  Klassenarbeit Lernfeld 7, Lernsituation 1
  Didaktische Reserve Hier finden Sie auch wichtig...
  A1.7 - Pythonprogramme im Zielsystem
  zu A1.7: Lösungsvorschlag - Pythonprogramme im Zielsystem
  zu M1.1.2: Lösungsvorschlag - Erste Schritte Temperatursensor auslesen
  zu M1.1.3: Lösungsvorschlag - Python-Programm zum Auslesen des Temperatursensors
  M1.5: Analog Digital Umsetzung
  Kreuzworträtsel Lernsituation 1
Leerabschnitt zur Synchronisation mit itmoodle
LS7.2: Raumklima temperaturgeführt regeln
  --- Überblick verschaffen ---
  Kompetenzen und Inhalte
  Aufgabenbeschreibung und Einführung (10min)
  Informieren bzw. Analysieren Allein im Titel d...
  A2.1: Video zum Regelkreis
  A2.2: Video zum Zweipunktregler
  A2.3: Video zur Struktogrammerstellung eines Zweipunktreglers
  A2.4: Informationen zur Regelstrecke sichten (90min)
  --- Informationen zur Aktoransteuerung sichten ---
  M2.4a: Elektronikkomponenten des Aktors (RGB-LED oder Lüfter) und deren Ansteuerung vom RPi
  --- Informationen zum Auslesen des Regelwertes bes... (Kopie)
  M2.4b: Software/ Algorithmus zum Auslesen des Regelwertes (Istwertes) aus der adafruit Cloud
  M2.4c: Software/ Algorithmus zum Auslesen des Regelwertes (Istwertes) aus einem MQTT Broker
  M2.4d: Software/ Algorithmus zum Auslesen des Regelwertes (Istwertes) aus dem eigenen Webserver
  Planen/ Entscheiden Sie haben sich bisher grun...
  A2.5: Lüftermotoransteuerung planen (90min)
  A2.5a: Lüftermotoransteuerung planen - Stromstärke ermitteln (15min von 90min)
  A2.5: Lüftermotoransteuerung planen - Lösung
  A2.6: Software/ Algorithmus zur Implementierung eines Zweipunktreglers (30min)
  A2.6: Software/ Algorithmus zur Implementierung eines Zweipunktreglers - Lösung
  A2.7: Klassendiagramm für Lüfter erstellen (30min)
  A2.7: Klassendiagramm für Lüfter erstellen - Lösung
  A2.8: Software/ Algorithmus zur Implementierung der Lüfterklasse vervollständigen (20min)
  A2.8: Software/ Algorithmus zur Implementierung der Lüfterklasse vervollständigen - Lösung
  Entscheiden Sie abhängig von Ihren Eingangsvorauss...
  A2.9a: Klasse für den Cloudservice ergänzen-Basisniveau (45min)
  A2.9b: Klasse für den Cloudservice erstellen-Expertenniveau (45min)
  A2.9: Klasse für den Cloudservice - Lösung
  A2.10: Struktogramm des Hauptprogramms erklären (45min)
  A2.10: Struktogramm des Hauptprogramms erklären - Lösung
  A2.11a*: Software/ Agorithmus zur Implementierung eines Proportionalreglers
  A2.11b*: Quellcode für einen PID-Regler erstellen
  Durchführen Sie haben nun alle Vorarbeiten zur P...
  A2.12: Lüfteransteuerung und Temperaturerfassung aufbauen (45min)
  A2.13: Gesamtanwendung erstellen (45min)
  A2.13: Gesamtanwendung erstellen - Lösung
  Kontrollieren/ Bewerten Vergleichen Sie Ihre Lös...
  A2.14: Herausforderungen während der Installation nennen und Lösungen diskutieren (20min)
  A2.15: Vorstellung der Arbeitsergebnisse (20 min)
  A2.16: Energiebedarf ungeregeltes Kühlsystem mit geregeltem vergleichen (45 min)
  M2.5: Soviel Energie benötigt das Internet
  Reflektieren Nach Durchführung der Arbeiten re...
  Wie sind Sie in den letzten Unterrichtsstunden zurecht gekommen? Geben Sie ein Feedback.
  Didaktische Reserve Hier finden Sie auch wichtig...
  A2.3: Aufgaben verteilen und Kanbanboard anlegen (20 min)
  --- Transfer ---
  --- Übungen ---
  A2.17 - Cyberphysisches System mit dem Packettracer erstellen
  M2.6.1 - Simulation eines IoT-Systems: Getting Started with Cisco "Packet Tracer"
  M2.6.2 - Hello World: erste Python Code-Snippets für den "Packet Tracer"
  M2.6.3 - Python-Befehlsreferenz für den "Packet Tracer"
  zu A2.17: Lösungsvorschlag - Cyberphysisches System mit dem Packettracer erstellen
  Speichern der Projektdateien in github.com
  --- Zusätzliche Materialen und Links ---
  ------------------------ Leistungsüberprüfu... (Kopie)
  Vorbereitung auf die Klassenarbeit LF07, Lernsituation 2
  Versicherung der eigenständigen Bearbeitung der Leistungsüberprüfung LS7.2
  Klassenarbeit Lernfeld 7, Lernsituation 2