Wettbewerb: Thema:
(   ) Schüler experimentieren (bis 14 Jahre)
(X) Jugend forscht (ab 14 Jahre) 
      Arbeitswelt
Geschwindigkeitsmessungen im Schulnahbereich

Idee Durchführung
Mithilfe einer Lichtschrankenanordnung im 30km-Zufahrtsbereich des PKG sollen die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge gemessen und die Fahrzeuge identifiziert werden. Es soll eine ausführliche Statistik angefertigt und interpretiert werden. Daraus folgende Vorschläge zur Verbesserung der Verkehrssituation sollen in geeigneter Form der Öffentlichkeit und den zuständigen Stellen übermittelt werden.

Lichtschranken im Zufahrtsbereich: Sie sollen durch Laserdioden (Laserpointer) realisiert werden. Bohrungen in den Gehwegbegrenzungen wurden an den geplanten Messstellen schon hergestellt. Die  Datenleitung  (Kupferdraht) zwischen Straße und Physik-Trakt soll durch eine Übertragung mittels Laserdioden ersetzt werden.

Datenübertragung: Die Elektronik im Außenbereich soll möglichst gering gehalten werden. Sie soll aus der Stromversorgung (Akkus) für Elektronik und 4 Laserpointer bestehen. Die Elektronik soll die Unterbrechungen der beiden an der Fahrbahn befestigten Laserpointer exakt in entsprechenden Unterbrechungen von zwei zugehörigen Übertragungs-Laserpointern übersetzen. Auf dem Dach des Physik-Trakts sollen zwei Fototransistoren montiert werden ,die diese Unterbrechungen in elektrische Signale übertrage, die dann über Kabel in  den Sammlungsraum geführt werden. Die Elektronik soll auf Lochstreifenplatinen aufgebaut werden. Ein Programm zur Herstellung und zum Entwurf solcher Schaltungen (Lochmaster) liegt vor.

Auswertung: Die laufende Auswertung soll im Sammlungsraum 54 erfolgen. Das Mess- und Auswertungsprogramm ist in Delphi-Pascal zu erstellen.  Aus den Unterbrechungszeiten von zwei eng benachbarten Lichtschranken lassen sich die Informationen: Durchfahrzeit des Fahrzeugs, Geschwindigkeit des Fahrzeugs und Radstand (Abstand der Vorder- und Hinterrräder ) des Fahrzeugs berechnen. Man kann so u.U. das Fahrzeug selbst ermitteln (Datensammlung über  den Zusammenhang zwischen Fahrzeugtyp und Radstand erstellen!).
In der ersten Stufe soll das Programm nur die Unterbrechungszeiten der beiden Lichtschranken messen und auf der Festplatte ablegen. Die Auswertung und Statistik kann dann mit einem zweiten Programm offline erfolgen.

Theoretische Voraussetzungen
E-Lehre & Elektronik im Umfang der SI, z.B. Kuhn, Physik I, S. 222 - 275,  Grundlagen der Elektronik bis Operationsverstärker, TTL: Zähler und Oszillatoren, CMOS: Analogschalter, Lit.: Elektronik-Kurs PKG, Datenblätter TTL und CMOS, Tietze-Schenk: Halbleiterschaltungstechnik; Don Lancaster, CMOS-Kochbuch.

Pascal- und Delphi-Grundkenntnisse, Software Delphi 1,3 & 5 ist vorhanden, Programmierung der PC-Ports unter Windows: B. Kainka, H.-J. Berndt, PC-Schnittstellen unter Windows, Buch und CdRom vorhanden.

Praktische Voraussetzungen
Aufbau elektronischer Schaltungen auf der Steckplatine, PC-Bedienung (DOS- und Windows-Oberfläche), elektronisches Löten. Entwurf elektronischer Schaltungen auf Lochstreifen-Platinen. Ein Programm hierzu (Lochmaster) existiert.