Abitur Hessen Mechatronik 2022
Abiturprüfungen Mechatronik in Hessen 2022: LK. Mit Lösung zu jeder Aufgabe und automatischer Korrektur.
LK (2022)
Themen der Prüfung: Getriebeberechnung: Übersetzung, Drehmoment, Leistung · Zahnräder: Geometrie und Verzahnungsarten · Welle-Nabe-Verbindungen und Kupplungen · Lagerungen und Schmierung · Sensorschaltungen, Messbrücken und Grundschaltungen · Operationsverstärkerschaltungen · Transistor als Schalter · GRAFCET-Ablaufpläne · SPS-Programme: Zuordnungstabelle und Funktionsplan
- Aufgabe Vorschlag A - 1.1 - Getriebeberechnung · Getriebeberechnung: Übersetzung, Drehmoment, Leistung
Teilaufgabe 1.1: Bestimmen der Drehzahl der Abtriebswelle n_e, des Gesamtübersetzungsverhältnisses i_ges, der Teilübersetzung i_2, der Zähnezahlen z_2, z_3, z_4 sowie der Teilkreis-, Kopf- und… - Aufgabe Vorschlag A - 1.2 - Welle-Nabe-Verbindungen · Welle-Nabe-Verbindungen und Kupplungen
1.2 Die Kraftübertragung vom Stirnrad z4 auf die Getriebe-Abtriebswelle soll mit einer Passfeder der Form A erfolgen. Der Wellendurchmesser beträgt 18 mm, die Nennleistung des Antriebsmotors 120 W.… - Aufgabe Vorschlag A - 1.3 - Zahnräder und Verzahnungsarten · Zahnräder: Geometrie und Verzahnungsarten
Teilaufgabe 1.3: Je drei Vor- und Nachteile von schrägverzahnten Zahnrädern gegenüber geradverzahnten Stirnrädern erläutern. - Aufgabe Vorschlag A - 1.4 - Lagerungen und Schmierung · Lagerungen und Schmierung
1.4 Die Abtriebswelle mit dem Stirnrad z4 ist mit Wälzlagern gelagert. 1.4.1 Zeigen Sie die im Fahrbetrieb des Personal-Transporters auftretenden Belastungen an den oder auf die Wälzlager auf. Wählen… - Aufgabe Vorschlag A - 2 - Sensorschaltungen und Grundscha… · Sensorschaltungen, Messbrücken und Grundschaltungen
Teilaufgaben 2.1, 2.2, 2.3 und 2.5: Bestimmung der Widerstandsänderung des LDR bei Beleuchtungsänderung (10 lx bis 1000 lx), Ermittlung der maximalen Verlustleistung P_tot aus der Verlusthyperbel,… - Aufgabe Vorschlag A - 2.4 - Operationsverstärkerschaltung… · Operationsverstärkerschaltungen
Erklären Sie die Arbeitsweise der Schaltung bei abnehmender Helligkeit und die ergänzende Funktion des Kondensators C1 am positiven Eingang des Operationsverstärkers. - Aufgabe Vorschlag A - 3 - SPS-Programme und Funktionsplan · SPS-Programme: Zuordnungstabelle und Funktionsplan
Teilaufgaben 3.1, 3.2, 3.3 und 3.5 zur Steuerung der Anzeige des Personal-Transporters: Zuordnungstabelle erstellen, Funktionsweise der Netzwerke erklären, FUP für Beleuchtung/Bremslicht entwerfen… - Aufgabe Vorschlag A - 3.4 - GRAFCET-Ablaufpläne · GRAFCET-Ablaufpläne
Teilaufgabe 3.4: GRAFCET-Ablaufplan für die Teilfunktion Beschleunigungsstufe des Personal-Transporters entwerfen. - Aufgabe Vorschlag B - 1.1 - Zahnräder und Verzahnungsarten · Zahnräder: Geometrie und Verzahnungsarten
Berechnen Sie die folgenden Zahnradmaße des Schneckengetriebes: d_a1, p_z, d_2, d_a2, d_A und r_k. Stellen Sie den Kraftfluss im Schneckenradgetriebe durch Pfeile zeichnerisch dar. Begründen Sie den… - Aufgabe Vorschlag B - 1.2 - Getriebeberechnung · Getriebeberechnung: Übersetzung, Drehmoment, Leistung
Das Schneckengetriebe soll bei einem Wirkungsgrad von η = 70 % ein Drehmoment von M = 180 Nm abgeben. Der Durchmesser der Antriebswalze des Förderbandes beträgt d = 70 mm. Bestimmen Sie die… - Aufgabe Vorschlag B - 1 - Lagerungen und Schmierung · Lagerungen und Schmierung
Begründen Sie Auswahl und Anordnung der verwendeten Lager der Schneckenwelle (Fest-/Loslagerung) sowie Gestaltungsmöglichkeiten von Loslagern (1.3). Erläutern Sie die Schmierung der Lagerstellen und… - Aufgabe Vorschlag B - 1.4 - Welle-Nabe-Verbindungen · Welle-Nabe-Verbindungen und Kupplungen
1.4: An der Abtriebswelle soll über eine Scheibenfeder DIN 6888 – 6 x 9 (Pos. 30, Abbildung 1.3) ein Drehmoment von M = 180 Nm übertragen werden. Überprüfen Sie die Scheibenfeder auf Abscherung bei… - Aufgabe Vorschlag B - 2.1 - Sensorschaltungen und Messbrü… · Sensorschaltungen, Messbrücken und Grundschaltungen
Teilaufgabe 2.1: Bei 25 °C mithilfe der Sensordaten (KTY81/110) den Brückenwiderstand R4 bei einem Sensorstrom von 1 mA bestimmen und den mit R1 einstellbaren Spannungsbereich an R3 berechnen. - Aufgabe Vorschlag B - 2 - Operationsverstärkerschaltungen · Operationsverstärkerschaltungen
Teilaufgabe 2.2: Widerstände Re1 und Re2 des invertierenden Addierers OP1 berechnen. Teilaufgabe 2.3: Ausgangsspannungen an OP2 bei 20°C und 50°C berechnen und Spannungsänderung nachweisen.… - Aufgabe Vorschlag B - 2.5 - Transistor als Schalter · Transistor als Schalter
Teilaufgabe 2.5: Dimensionierung des Basisspannungsteilers Rv und Rq für den Transistor BC447 zum Schalten des Relais K1 (Spulenleistung 2,6 W). - Aufgabe Vorschlag B - 3 - SPS-Programme und Zuordnungstab… · SPS-Programme: Zuordnungstabelle und Funktionsplan
Zuordnungstabelle für alle Ein- und Ausgangssignale der Lackieranlage erstellen (3.1) und den GRAFCET-Ausschnitt aus Abb. 3.2 in ein Steuerungsprogramm in FUP/FBS umsetzen inklusive Befehlsausgabe… - Aufgabe Vorschlag B - 3.3 - GRAFCET-Ablaufpläne · GRAFCET-Ablaufpläne
Entwerfen des vollständigen GRAFCET-Ablaufplans für den gesamten Lackierzyklus basierend auf Abbildung 3.1 und Einbindung des Ausschnitts aus Abbildung 3.2. - Aufgabe Vorschlag C - 1.1 - Getriebeberechnung · Getriebeberechnung: Übersetzung, Drehmoment, Leistung
1.1: Ermitteln des Gesamtübersetzungsverhältnisses der kompletten Antriebseinheit des Kegelmahlwerks sowie Berechnung des Drehmoments M_2G und der Leistung P_2G des Planetenradgetriebes. Erläuterung… - Aufgabe Vorschlag C - 1 - Welle-Nabe-Verbindungen und Kup… · Welle-Nabe-Verbindungen und Kupplungen
Teilaufgabe 1.2: Dimensionierung des Wellendurchmessers auf Torsion bei geforderter 3,5-facher Sicherheit. Teilaufgabe 1.4: Nennung und Erörterung der Funktionsweise der Sicherheitskupplung. - Aufgabe Vorschlag C - 1.3 - Zahnräder und Verzahnungsarten · Zahnräder: Geometrie und Verzahnungsarten
Teilaufgabe 1.3: Dimensionierung der fehlenden Zahnradgrößen des Sonnenrads (Modul m, Teilung p, Teilkreisdurchmesser d, Kopfkreisdurchmesser da) aus Zähnezahl z = 20 und Fußkreisdurchmesser df =… - Aufgabe Vorschlag C - 1.5 - Lagerungen und Schmierung · Lagerungen und Schmierung
Teilaufgabe 1.5: Gegenüberstellung von je drei Vor- und Nachteilen einer Wälzlagerung gegenüber einer Gleitlagerung. - Aufgabe Vorschlag C - 2.1 - Sensorschaltungen und Grundsc… · Sensorschaltungen, Messbrücken und Grundschaltungen
Berechnen Sie den nötigen Vorwiderstand R1 für den Pt1000-Sensor bei 25 °C (I <= 0,3 mA) und für den Brühtemperaturbereich von 90 °C bis 100 °C den Spannungsbereich ΔU am positiven Eingang des OP1. - Aufgabe Vorschlag C - 2 - Operationsverstärkerschaltungen · Operationsverstärkerschaltungen
Teilaufgabe 2.2: Bestimmen Sie das Widerstandsverhältnis Re/Rq, wenn am Ausgang des OP1 für 90 °C bis 100 °C maximal 12 V anliegen dürfen. Teilaufgabe 2.3: Erklären Sie die Funktionsweise des… - Aufgabe Vorschlag C - 2 - Transistor als Schalter · Transistor als Schalter
Teilaufgabe 2.4: Dimensionieren Sie den Basisspannungsteiler R8, R9 für den Transistor MMBT3904 (Relais-Spulenwiderstand 600 Ohm, ü = 3, q = 5). Teilaufgabe 2.5: Schutzbauteil (Freilaufdiode) in die… - Aufgabe Vorschlag C - 3 - SPS-Programme und Funktionsplan · SPS-Programme: Zuordnungstabelle und Funktionsplan
Teilaufgabe 3.1: Erklären der Funktionsweise des Netzwerks (Abbildung 3.3) zur Umschaltung der Kaffeepulvermenge (Stromstoßschalter/Toggleschaltung mit M_SD, M10.0, L_SINGLE, L_DOUBLE). Teilaufgabe… - Aufgabe Vorschlag C - 3.2 - GRAFCET-Ablaufpläne · GRAFCET-Ablaufpläne
Teilaufgabe 3.2: Entwickeln und Darstellen der Fortsetzung des GRAFCET-Ablaufplans ab Schritt 3 für den Brühvorgang (Druckaufbau, Ventilöffnung, Pumpzeiten 15s bzw. 30s je nach Tasse Einfach/Doppelt).
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Übe ein Thema mit gemischten Aufgaben aus den Prüfungen aller Jahre.
- Getriebeberechnung: Übersetzung, Drehmoment, Leistung · 6 Aufgaben
- Operationsverstärkerschaltungen · 6 Aufgaben
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- Zahnräder: Geometrie und Verzahnungsarten · 5 Aufgaben
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