Ultraschall-Experimente mit Arduino-Unterstützung

Vortragender: Klaus Koch
Datum: 15.11.2025
Dauer: 15:00 ‑ 16:30 Uhr
Raum: 11.03
Plätze:noch 14 Plätze frei
Beitrags-Nr.WP 06
Hinweis: Workshop-Teilnehmer sollten einen Laptop mit installierter Arduino-IDE mitbringen
 
Ultraschall wird in vielen Bereichen wie Medizin, Technik und auch im Haushalt (z.B. Ultraschall-Reiniger) eingesetzt. Sehr häufig ist die Verwendung von 2 Ultraschall-Echo-Modulen zur Abstandsmessung, diese sind auch einzeln erhältlich und können separat benutzt werden. Viele klassische Experimente der Wellenlehre wie Amplituden- und Phasenmessungen lassen sich so mit geringem Aufwand und kostengünstig als Lehrer- oder Schülerversuche durchführen:
- Amplitude in Abhängigkeit vom Abstand,
- Dämpfung verschiedener Medien,
- Richtwirkung,
- Reflexion,
- Doppelspalt und Gitter (mehrere Sender an der gleichen Quelle),
- Doppler-Effekt bei niedrigsten Geschwindigkeiten,
- Resonanz von Sender und Empfänger,
- Nachweis des Schallstrahlungsdrucks mit einem Teelicht,
- Funktionskontrolle fremder Ultraschall-Geräte (z.B. Echo-Abstandsmesser, Ultraschall-Reiniger, ...)
Verwendet werden preisgünstige Mikrokontroller vom Typ ARDUINO UNO R4 WiFi. Diese verfügen über
- mehrere Ausgänge für das 40-kHz-Signal,
- einen eingebauten Operationsverstärker für das empfangene Signal,
- LED-Matrix zur Darstellung der Resultate,
- Anzeige der aktuellen Daten auf dem Seriellen Plotter der ARDUINO-IDE,
- WiFi, um die Daten im Klassenraum zur Verfügung zu stellen.
Die erforderliche externe Hardware kann nach leicht verständlichen Anleitungen leicht selbst angefertigt werden, die zugehörige Software wird bereitgestellt.
Auch passive Ultraschall-Detektoren werden vorgestellt.