Grundlagen Mechanik, Elektronik & Datenbanken

Hebelarten

• Erste Klasse: Widerstand (R), Kraft (PA), Drehpunkt (F)
• Zweite Klasse: Kraft (PA), Widerstand (R), Drehpunkt (F)
• Dritte Klasse: Kraft (PA), Drehpunkt (F), Widerstand (R)

Schneckengetriebe

Dient zur Übertragung der Drehbewegung zwischen zwei Wellen, die einen Winkel von 90 Grad zueinander bilden (Eingangs- und Ausgangswelle).

Beschreibung

Besteht aus einer schraubenförmigen Welle (Schnecke) und einem Zahnrad (Schneckenrad). Bei jeder vollen Umdrehung der Schnecke bewegt sich das Schneckenrad nur um einen Zahn weiter.

Eigenschaften

• Kraftübertragung im rechten Winkel
• Hohe Übersetzung möglich
• Geräuscharmer Lauf
• Oft selbsthemmend

Zahnstangengetriebe

Besteht aus einem Zahnrad (Ritzel) und einer geraden Zahnstange. Wenn sich das Ritzel dreht, bewegt sich die Zahnstange geradlinig. Dieser Mechanismus erlaubt auch die Umwandlung der geradlinigen Bewegung der Zahnstange in eine Drehbewegung des Ritzels, d.h., die Bewegung ist umkehrbar.

Gewindetrieb (Schraube-Mutter)

Besteht aus einer Schraube (Gewindespindel) und einer Mutter, deren Innengewinde zum Außengewinde der Schraube passt. Wenn sich die Schraube dreht und die Mutter gegen Verdrehung gesichert ist, bewegt sich die Mutter geradlinig entlang der Schraube (oder umgekehrt).

Kurbeltrieb

Besteht aus einer Kurbel und einer Pleuelstange. Durch Drehen der Kurbel wird die Drehbewegung über die Pleuelstange in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt (oder umgekehrt).

Kurbelwelle

Besteht aus mehreren Kurbeln (Kränpfen) auf einer Welle, an denen Pleuelstangen angelenkt sind. Jede Kröpfung wirkt wie eine einzelne Kurbel. Die Kurbelwelle wandelt die oszillierende Bewegung mehrerer Pleuelstangen in eine Drehbewegung der Welle um (z.B. im Verbrennungsmotor) oder umgekehrt.

Nocken

Ein Bauteil (oft radförmig) mit einer unrunden Kontur (Nockenprofil), das einen Stößel oder Hebel (Abtaster) entlang dieser Kontur führt und bewegt. Der Nocken wandelt die Drehbewegung in eine hin- und hergehende oder schwingende Bewegung des Abtasters um, dessen Bewegungsprofil durch die Nockenform bestimmt wird.

Exzenter

Besteht aus einem Rad, dessen Drehachse nicht mit seinem geometrischen Mittelpunkt zusammenfällt. Wandelt die Drehbewegung des Exzenterrades in eine hin- und hergehende oder schwingende Bewegung eines Abtasters (z.B. einer Stange) um. Die Exzentrizität ist der Abstand zwischen dem geometrischen Mittelpunkt und der Drehachse.

Elektrische Größen

• Elektrische Ladung (Q): Coulomb (C)
• Stromstärke (I): Ampere (A) (gemessen mit Amperemeter). 1 A = 1 C/s
• Widerstand (R): Ohm (Ω) (gemessen mit Ohmmeter)
• Spannung (U): Volt (V) (gemessen mit Voltmeter)

Ohmsches Gesetz

I = U / R
U = I * R
R = U / I

Elektrische Leistung (P) und Arbeit (W)

• Leistung (P): P = U * I = I² * R = U² / R (Einheit: Watt, W)
• Arbeit/Energie (W): W = P * t = U * I * t (Einheit: Joule (J) oder Wattstunde (Wh))

Gleichstrom (DC)

Eigenschaften

• Elektronen fließen nur in eine Richtung.
• Spannung und Stromstärke sind (idealisiert) zeitlich konstant.

Wechselstrom (AC)

Eigenschaften

• Stromrichtung und Spannung wechseln periodisch.
• Spannung und Stromstärke ändern sich (oft sinusförmig) mit der Zeit.

Toleranz (Bauteile)

Die Toleranz ist die zulässige Abweichung eines Bauteilwerts (z.B. Widerstandswert) vom angegebenen Nennwert. Sie definiert den Bereich zwischen dem maximal und minimal zulässigen Wert.

Potentiometer

Ein einstellbarer Widerstand (variabler Widerstand), dessen Widerstandswert durch einen beweglichen Kontakt (Schleifer) verändert werden kann. Wird oft als Spannungsteiler eingesetzt, z.B. zur Einstellung von Lautstärke oder Helligkeit.

LDR (Light Dependent Resistor)

Ein lichtabhängiger Widerstand (Fotowiderstand). Sein Widerstandswert ändert sich mit der einfallenden Lichtmenge: Mehr Licht führt zu geringerem Widerstand.

Thermistor

Ein temperaturabhängiger Widerstand. Man unterscheidet:

• NTC (Negative Temperature Coefficient / Heißleiter): Widerstand sinkt bei steigender Temperatur (+T → -R).
• PTC (Positive Temperature Coefficient / Kaltleiter): Widerstand steigt bei steigender Temperatur (+T → +R).

Diode

Ein elektronisches Bauteil aus Halbleitermaterial, das elektrischen Strom nur in einer Richtung passieren lässt (Durchlassrichtung) und in der anderen Richtung sperrt (Sperrrichtung).

LED (Light Emitting Diode)

Eine Leuchtdiode (LED) ist eine spezielle Diode, die Licht aussendet, wenn Strom in Durchlassrichtung fließt.

Endschalter

Schalter, die durch die Bewegung eines mechanischen Teils (z.B. einer Maschinenkomponente) betätigt werden, oft über einen Hebel oder Stößel, um eine Endposition zu signalisieren. Sie existieren als Öffner (NC - Normally Closed), Schließer (NO - Normally Open) oder Wechsler.

Schalter

Ein Bauteil zum Schließen, Öffnen oder Wechseln eines Stromkreises. Wechselschalter leiten den Strom wahlweise auf einen von zwei Wegen.

Kondensator

Ein passives elektronisches Bauelement, das elektrische Ladung und damit Energie speichern kann. Er besteht typischerweise aus zwei leitenden Flächen (Elektroden), die durch ein nichtleitendes Material (Dielektrikum) voneinander isoliert sind. Wird eine Spannung angelegt, sammeln sich auf den Elektroden entgegengesetzte elektrische Ladungen gleicher Größe an. Nach dem Trennen von der Spannungsquelle bleibt die Ladung gespeichert.

Transistor

Eines der wichtigsten und am häufigsten verwendeten elektronischen Bauelemente. Er besteht aus Halbleitermaterial mit drei Anschlüssen (Kollektor (C), Basis (B), Emitter (E)) und dient hauptsächlich zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen. Man unterscheidet Bipolartransistoren:

• PNP-Transistor: Schichtfolge P-N-P
• NPN-Transistor: Schichtfolge N-P-N

Datenbankgrundlagen

Datenbank

Eine systematische Sammlung von Daten, die elektronisch gespeichert und verwaltet wird.

Tabelle

Die grundlegende Struktur zur Speicherung von Daten in einer relationalen Datenbank, organisiert in Zeilen (Datensätzen) und Spalten (Feldern). Eine Datenbank kann mehrere Tabellen enthalten.

Datensatz (Zeile)

Enthält alle zusammengehörigen Informationen (Felder) zu einem bestimmten Objekt oder einer Person innerhalb einer Tabelle.

Feld (Spalte)

Eine einzelne Informationseinheit oder Kategorie innerhalb eines Datensatzes (z.B. Name, Adresse, Preis).

Formular

Eine Benutzeroberfläche zur vereinfachten Eingabe, Anzeige und Bearbeitung von Daten, oft basierend auf einer oder mehreren Tabellen.

Abfrage

Ein Werkzeug, um gezielt Daten aus einer oder mehreren Tabellen nach bestimmten Kriterien zu suchen, zu filtern, zu sortieren und zusammenzustellen.

Bericht

Dient zur aufbereiteten Darstellung und Zusammenfassung von Daten aus Tabellen oder Abfragen, oft für den Ausdruck oder die Präsentation.