Elektronisk kommunikasjonssystem på systemnivå

Transkript

1 Elektronisk kommunikasjonssystem på systemnivå

2 Læreplan - ToD Teknologi og design skal være et praktisk fag Ivareta estetiske aspekt Problemløsing/prosess Anvende naturfag og matematikk Gi elever tilstrekkelig kunnskap om teknologi for deltakelse i et demokratisk samfunn Se sammenhengen mellom teknologi/produksjon, samfunn og miljø både før og nå. Motivasjon for videre studier

3 Kompetansemål i kunnskapsløftet 10. årstrinn Teknologi og Design ut fra kravspesifikasjoner utvikle produkter som gjør bruk av elektronikk, evaluere designprosessen og vurdere produktenes funksjonalitet og brukervennlighet gjøre rede for elektroniske kommunikasjonssystemer på systemnivå og drøfte samfunnsmessige utfordringer knyttet til bruk av slike

4 Teknologisk allmenndannelse Hva bør elever lære om elektroniske kommunikasjonssystemer?

5 Teknologisk allmenndannelse Hva er et kommunikasjonssystem Hvilke elementer består det av Digitalisering Nettverk

6 Hvor kommer design inn i denne sammenhengen?

7 Mulig oppgave: Design en ny kommunikasjonsdings Oppgaver: Utarbeide kravspesifikasjon ut fra Hvilket kommunikasjonsbehov den skal løse Hvilken brukergruppe den er beregnet for Hvilke tjenester den skal inneholde Form og funksjon Designe dingsen i egnet tegneverktøy Identifisere positive og negative konsekvenser Presentere dingsen og systemet i en brosjyre

8 Kompetansemål i Kunst og håndverk Designe produkter ut fra en kravspesifikasjon for form og funksjon. Beskrive ulike løsningsalternativer i design av et produkt ved hjelp av skisser og digital programvare. Bruke ulike funksjoner i bildebehandlingsprogram

9 Lokale læringsmål Lære å bruke digital programvare Lære bevissthet rundt form tilpasset brukergruppe Lære å lage arbeidstegning etter en mal Lære om designprosess

10 Vurderingskriterier Lav måloppnåelse Middels måloppnåelse Høy måloppnåelse

11 Nødvendig forkunnskap: Kunnskap for å løse selve oppgaven Hvilke funksjoner en kommunikasjonsterminal må inneholde Bruk av tegneverktøy Krav til en designtegning Oppbygning av et kommunikasjonssystem nettverk (?) Konsekvenser av trådløs kommunikasjon elektromagnetisk stråling Teknologisk allmenndannelse Digitalisering Konsekvenser av digitalisering ulike informasjonstyper i samme systemet

12 Hva Hva består består et et kommunikasjonssystem kommunkasjonssystem av? av? Avsender / mottaker Adresse Informasjon Informasjonen må gis et egnet format for å sendes fra avsender til mottaker Transportsystem Systeminformasjon Grensesnitt mellom system og avsender/mottaker

13 Analyse av eksisterende system: Morse Post Tv/radio Internett Fast- telefon Avsender/ Mottaker Adresse Informasjon Format Mobiltelefon Transportsystem Systeminformasjon Grensesnitt

14 Studere mobiltelefonen

15 Ute Ute Svitsj (vegkryss) Transportsystem Svitsj (vegkryss) Adresser Hjemme

16 Transportsystem Elektriske kabler Optiske fiber Infrarød stråling Radiobølger (elektromagnetiske bølger)

17 GSM - systemet Overfører: systeminformasjon (signalering) nyttedata ( tale, tekst, bilde) Svitsj Basestasjon Database

18 Finne basestasjoner i eget nærområde

19

20

21

22

23 Mobil i aluminiumsfolie Pakk en mobiltelefon inn i aluminiumsfolie Prøv å ring til den og se hva som skjer Bruk kunnskap om nettverket og forklar.

24 Digitale systemer

25 Det finnes 10 typer mennesker. De som forstår binært og de som ikke gjør det

26 Binære tall (totall-systemet) Desimalt tall Binært tall Antall bit (n) 2 n Tall (desimalt) = = = = = = = =

27 Binært - desimalt Gjør om tallet 9 til binært Gjør om til desimalt

28 Digitalisering

29 Hva betyr å digitalisere? Digitalt betyr sprangvis Sentrale begrep: Digital, analog, diskret, kontinuerlig I dataverden: Kode forskjellige typer informasjon (tekst, tall, lyd, bilde) ved hjelp av et signal der amplituden skifter brått fra ett nivå til et annet. Skiftene brukes til å representere de binære verdiene 0 og 1 som alle datamaskiner er basert på.

30 Hvorfor digitalisere? Utgangspunktet var at digitale systemer er mer robuste mot støy En tilleggseffekt er at alle typer signal (tall, tekst, lyd, bilde) kan overføres til samme formatet (binær kode).

31 Digitalisering av et lydsignal Spenningsnivå For hvert tidspunkt på x-aksen leser du av hvilket spenningsnivå (helt tall) signalet har. Eks: t = 0 signal = nivå 0 t = 1 signal = nivå tid

32 Digitalisering av et lydsignal Signalnivå tid Tid Nivå (desimal) Nivå (binært 4 bit) Første del av signalet digitalisert =

33 Lydsignal Programvare: Audacity ( )

34 Tid Nivå Binær kode

35 Å gjøre signalet diskret medfører at man mister informasjon (innfører feil) Tid Nivå Binær kode

36 Sampling (tidsdiskret) For å kunne behandles av en digital datamaskin må signalet bringes over i diskret form Å lese av signalet i bestemte tidspunkt, kalles sampling (signalet gjøres tidsdiskret) Både avsender (koder) og mottaker må vite hvor lenge det er mellom hvert samplingstidspunkt

37 Amplitudediskret Signalverdien deles inn i et endelig antall mulige nivåer (signalet gjøres amplitudediskret). Antall nivåer bestemmer hvor mange bit det er per målepunkt Det er ikke signalverdien i seg selv som overføres, men en kode som sier hvilket nivå signalet ligger innenfor Både avsender og mottaker må vite hvilken signalverdi hvert nivå representerer

38 Informasjonstyper Tall kodes som binære tall. Kan utføre aritmetiske operasjoner på dem Tegn Lyd alle tegn (bokstaver, siffer, tegn) har en 8 bits kode digitaliseres ved hjelp av tids- og amplitudediskretisering Bilde hvert bildepunkt (pixel) har tre 8-bits koder (en for hver av de tre primærfargene) Video Mange bilder i en sekvens med fast tidsintervall

39

40 Loddesertifikat krets med to dioder

41 Mobiltelefon Overføres ved radiobølger Telefonen inneholder en liten strøm som skifter retning ca 900 millioner ganger i sekundet. Frekvens 900 MHz ( ca 2 milliarder ganger for UMTS. Frekvens 2 GHz) Denne strømmen lager en elektromagnetisk bølge Bølgen skifter fase for hvert bit som overføres = 1 = 0

42 Pakking av data Det digitaliserte talesignalet blir delt opp i pakker I hver pakke blir bittene pakket tettere sammen Mellom talesignalpakkene blir det nå plass til nettinformasjon Nettinformasjon sendes uavhengig av om samtale pågår

43 Eksempel på læringsmål Kunne omforme ulik type informasjon (tekst, tall, elektrisk signal) til binær kode Kunne forklare begrepene sampling, samplingsfrekvens og pixel Vite hvordan en mikrofon omdanner et lydsignal til et elektrisk signal (elektromagnetisme) Kunne gjøre greie for de ulike sentrale element et kommunikasjonssystem består av. Kunne identifisere disse elementene i det egendesignete systemet Kunne forklare informasjonsflyten i det egendesignete systemet Forklare hvordan elektromagnetisk stråling inngår som del av et kommunikasjonssystem

44 Anvende naturfag og matematikk? Relaterte fagområder: Lydsignal til elektrisk signal (mikrofon/høytaler) Lydbølger Elektromagnetisme Begrepene frekvens og amplitude Elektromagnetisk stråling Egenskaper (refleksjon, transmissjon, absorbsjon) Helseeffekter Tallsystemer Matematiske begreper (diskret, kontinuerlig)

45 Har prosjektet oppfylt intensjonen? Teknologi og design skal være et praktisk fag Ivareta estetiske aspekt Problemløsing/prosess Anvende naturfag og matematikk Gi elever tilstrekkelig kunnskap om teknologi for deltakelse i et demokratisk samfunn Se sammenhengen mellom teknologi/produksjon, samfunn og miljø både før og nå. Motivasjon for videre studier

46 Prosjekt om kommunikasjonssystemer Store muligheter til å gjøre flerfaglig Må inn i årsplanen for de ulike trinnene slik at fagene behandler relevante fagområder og kompetansemål i sammenheng med prosjektet