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Projekt – Smart Guitars Berufliches Gymnasium, Jahrgangsstufe 12

24. August 2024
in Elektrotechnik, News
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Im Elektronikkurs der Jahrgangsstufe 12 des Beruflichen Gymnasiums haben die Schülerinnen und Schüler gemeinsam mit Michael Koch, Lehrer im Vorbereitungsdienst an der Friedrich-Dessauer-Schule in Limburg, ein innovatives Projekt zum Thema „Smart Guitars“ realisiert. Im Rahmen dieses Projekts wurden zwei E-Gitarren und eine E-Bassgitarre zusammengebaut und mit zusätzlichen Elektronikkomponenten erweitert.

Projektziele und Inhalte

Das Projekt verfolgte das Ziel, die gelernten Themen aus dem Bereich Elektronik praktisch anzuwenden. Die behandelten Themen umfassten:

• Signalverarbeitung mit Mikrocontroller
• Mikrocontroller/Arduino
• Analog-Digital-Umsetzer (ADC) und Digital-Analog-Umsetzer (DAC)
• Operationsverstärker (OpAmps)

Im Verlauf des Projekts setzten sich die Schülerinnen und Schüler mit folgenden Inhalten auseinander:

1. Funktionen von E-Gitarre und Bassgitarre kennenlernen:
o Visualisierung der Analogsignale der Tonabnehmer mithilfe eines Oszilloskops.
o Untersuchung der Toneigenschaften anhand der elektrischen Analogsignale (Frequenz und Amplitude).
2. Erweiterung der Gitarrenfunktionen mit Mikrocontroller:
o Ermittlung von Frequenzbereichen zur Festlegung von Abtastfrequenzen durch einen Mikrocontroller.
o Integration von Lichteffekten.
o Einbringen eigener Ideen durch die Schülerinnen und Schüler.

Ergebnisse und Prototypen

Die Schülerinnen und Schüler haben in Teams verschiedene innovative Lösungen entwickelt:

1. Energieautarker Gitarrenverstärker
o Entwicklung eines Prototyps bestehend aus einer Operationsverstärkerschaltung, Lautsprecher und Energieversorgungseinheit.
o Das System ist vollständig an der Gitarre angebracht und soll in Zusammenarbeit mit der Holzabteilung in den Gitarrenkorpus integriert werden.
2. Multiplexerbasierte Elektronikeinheit ersetzt Pickup-Wahlschalter
o Der Wahlschalter der Gitarre wurde durch eine Mikrocontroller-gesteuerte Multiplexer-Einheit ersetzt.
o Der Wahlmodus wird durch ein Leuchtband visualisiert.
3. Mikrocontroller-gesteuerte digitale LED-Bänder
o Ein Mikrocontroller-gesteuertes Lichtband am Gitarrenhals ermöglicht verschiedene Lichtszenen.
o Die Auswahl des Lichtmodus erfolgt über ein User-Endgerät.
o Das Embedded System soll in einem nächsten Schritt in den Gitarrenhals eingebettet werden.

Die Arbeit an diesem Projekt ermöglichte es den Schülerinnen und Schülern, ihre Kenntnisse in der Elektronik praktisch anzuwenden und kreative Lösungen zu entwickeln, die sowohl funktional als auch ästhetisch ansprechend sind. Das Projekt „Smart Guitars“ zeigt eindrucksvoll, wie theoretisches Wissen in die Praxis umgesetzt werden kann und welche innovativen Ideen daraus entstehen können.

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