Industrie- und Handelskammer. Abschlussprüfung Teil 1. Systeminformatiker/-in. Elektroniker/-in für Informations- und Systemtechnik.

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1 Prüflingsnummer Vor- und Familienname Industrie- und Handelskammer Abschlussprüfung Teil 1 Berufs-Nr Berufs-Nr Bereitstellungsunterlagen für den Ausbildungsbetrieb Frühjahr 2016 F /3260 B1 2016, IHK Region Stuttgart, alle Rechte vorbehalten

2 Allgemeine Hinweise In der Abschlussprüfung Teil 1 hat der Prüfling, wie in der folgenden Übersicht gezeigt, eine komplexe durchzuführen. Für die inklusive situativer Gesprächsphasen sind vom Ausbildungsbetrieb die in diesem Heft aufgeführten Prüfungsmittel bereitzustellen. Diese Prüfungsmittel und dieses Heft sind dem Prüfling rechtzeitig vor dem Termin der Abschlussprüfung Teil 1 zu übergeben, damit er die Prüfungsmittel auf Vollständigkeit und Funktions fähigkeit überprüfen kann. Dieses Heft hat der Prüfling zur inklusive situativer Gesprächsphasen mitzubringen. Der Prüfling ist vom Ausbildenden darüber zu unterrichten, dass die Arbeitskleidung den Unfallverhütungsvorschriften entsprechen muss. Vom Ausbildungsbetrieb ist sicherzustellen, dass der zur Prüfung zugelassene Prüfling über die gültigen Arbeitsvorschriften (zum Beispiel DGUV-Vorschriften, DIN VDE 0105 Teil 100) eine Sicherheitsunterweisung erhalten hat. Der Prüfling bestätigt mit seiner Unterschrift, dass er die Sicherheitsunterweisung erhalten hat und die Vorschriften beachten und einhalten wird. Für die Sicherheitsunterweisung kann ein firmeninternes oder das in diesem Heft abgedruckte Formular verwendet werden. Die unterschriebene Sicherheitsunterweisung hat der Prüfling vor Beginn der Prüfung vorzulegen. Ohne sichere Arbeitskleidung und ohne den Unterweisungsnachweis ist eine Teilnahme an der Prüfung ausgeschlossen. Auf den Seiten 9 bis 12 sind Hinweise zur Prüfungsvorbereitung dargestellt! Dieser Prüfungsaufgabensatz wurde von einem überregionalen nach 40 Abs. 2 BBiG zusammengesetzten Ausschuss beschlossen. Er wurde für die Prüfungsabwicklung und -abnahme im Rahmen der Ausbildungsprüfungen entwickelt. Weder der Prüfungsaufgabensatz noch darauf basierende Produkte sind für den freien Wirtschafts verkehr bestimmt. Internet: F /3260 B1 -ast-gelb

3 Gestreckte Abschlussprüfung und Abschlussprüfung Teil 1 Gewichtung: 40 % Komplexe Abschlussprüfung Teil 2 Gewichtung: 60 % Prüfungsbereiche inkl. situativer Gesprächsphasen Schriftliche Aufgabenstellungen Arbeitsauftrag Praktische Aufgabe Systementwurf Funktions- und Systemanalyse Wirtschafts- und Sozialkunde Gewichtung: 50 % Gewichtung: 50 % Gewichtung: 50 % Gewichtung: 50 % Vorgabezeit: 6 h 30 min Vorgabezeit: 1 h 30 min Vorgabezeit: 14 h Vorgabezeit: 4 h 30 min Planung Richtzeit: 30 min Teil A (50 %): 23 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Vorbereitung der praktischen Aufgabe Vorgabezeit: 8 h Systementwurf Vorgabezeit: 105 min Gewichtung: 40 % Durchführung Richtzeit: 4 h 30 min Teil B (50 %): 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Durchführung der praktischen Aufgabe Vorgabezeit: 6 h Teil A (50 %): 28 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Kontrolle Richtzeit: 1 h 30 min Situative Gesprächsphasen Vorgabezeit: 10 min Die Zeitdauer der Gespräche ist in der Prüfungszeit enthalten. Die Gesprächszeitpunkte sind innerhalb der Prüfung beliebig wählbar und können zusammenhängend oder in Teilen geführt werden. inklusive begleitendes Fachgespräch Vorgabezeit: Phasen: Information Planung Durchführung Kontrolle Die Bewertung der praktischen Aufgabe erfolgt anhand 20 min der aufgabenspezifischen Unterlagen eines begleitenden Fachgesprächs der Beobachtung durch den Prüfungsausschuss Teil B (50 %): 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Funktions- und Systemanalyse Vorgabezeit: 105 min Gewichtung: 40 % Teil A (50 %): 28 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Teil B (50 %): 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Wirtschafts- und Sozialkunde Vorgabezeit: 60 min Gewichtung: 20 % 18 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl 6 ungeb. Aufgaben davon 1 zur Abwahl Bild 1: Gliederung der gestreckten Abschlussprüfung mit Aufteilung in Teil 1 und Teil 2 sowie Gewichtungen und Vorgabezeiten F /3260 B1 -ast-gelb

4 IHK Standard-Bereitstellungsliste für den Ausbildungsbetrieb I Werkzeuge, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: 1. 1 Seitenschneider 2. 1 Rundzange 3. 1 Flachzange 4. 1 Abisolierwerkzeug 5. 1 Kabelmesser oder Abmantelwerkzeug 6. 1 Pinzette 7. Schraubendreher für Schlitz- und Kreuzschrauben M2 M3 M Temperaturgeregelter Lötkolben (teilweise SMD-Bestückung) 9. Abgleichwerkzeug ll Hilfsmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: 1. 1 Spannvorrichtung zum Löten von Leiterplatten 2. 1 Testadapter für Europakarte mit 64-poliger Steckverbindung DIN Rastermaß-Biegeschablone 4. Klebeetiketten 5. Lötzinn (Achtung! Teilweise SMD-Bestückung) lll Werkzeuge, die für 1 bis 3 Prüflinge bereitgestellt werden müssen: 1. 1 Einsetzwerkzeug für Lötstifte 2. 1 Einsetzwerkzeug für Kontaktstifte 3. 1 Bohrer 1,3 mm mit Haltegriff zum Aufbohren der Bohrungen der Leiterplatte 4. Maulschlüssel SW 5; SW 5,5; SW Lötzinnabsauger lv Prüfmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: 1. 2 Multimeter mit Zubehör (z. B. Messleitungen) V Allgemeiner Hinweis Bei der Ausführung der komplexen ist die Verwendung eines Tabellenbuchs, einer Übersetzungshilfe Deutsch-Englisch/Englisch-Deutsch und eines nicht programmierten, netzunabhängigen Taschenrechners ohne Kommunikationsmöglichkeit mit Dritten zugelassen. 4 F /3260 B1 -ast-gelb

5 IHK Material-Bereitstellungsliste Allgemein Diese Material-Bereitstellungsliste muss bei der Abschlussprüfung Teil 1 vorliegen. Die technischen Daten der Bauteile sind unbedingt einzuhalten (auch die Rastermaße). Für die elektronischen Bauteile sind, soweit erforderlich, die Anschlussbilder mitzubringen. Die Bauteile müssen auf Funktion geprüft werden. I Baugruppen, Bauteile, Halbzeuge und Normteile, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen: Pos.- Nr. Men. Kennzeichnung Typ/Wert/ Norm Bezeichnung 1. 1 Prüfungsrahmen K-IF/1 19 -Rahmen mit Bus-Platine und Stromversorgung (Mindestanforderungen: +5 V, 1 A; +9 V V, 1 A; 9 V V, 1 A) Einschub 1. 1 Frontplatte komplett bestückt nach Montagezeichnung Seite Doppelseitig gedruckte Leiterplatte 3250/3260F161B *) 3. 4 ISO 7045 Kreuzschlitzschraube; DIN 7985 M2, ISO 4032 Sechskantmutter; M2, ISO 7089 Scheibe; 2,5 200 HV -X1 nach DIN Stiftleiste; abgewinkelt; Reihe a c , belegt 64-polig Bauform/ Rastermaß Bauform C, RM2, X2 6-polig Stiftleiste; zweireihig; abgewinkelt RM2, X4 16-polig Low-Profile-Messerleiste; Stift; zweireihig; gerade (Stiftleistenwanne, passend zu -X4) RM2, MP1 bis -MP6, Lötstift (Stecklötöse) für 1,3 mm -XP1 bis -XP R9 10 Ω Schicht-Widerstand; 1 W; 5 % RM R Ω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 0,1 % RM R22 36,5 Ω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R19, -R21 82 Ω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R Ω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R1, -R Ω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R Ω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R41 3,3 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM10 -R11, -R14, -R15, 1 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R25, -R26, -R29, -R30, -R37, -R38, -R43, -R R13 1,2 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R12 1,5 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R17 1,82 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R31 2,7 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R47 6,2 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM10 -R3, -R27, -R28, 10 kω Schicht-Widerstand; 0,25 W; 1 % RM R33, -R34, -R36, -R39, -R42, -R45, -R R5 bis -R8, -R48 1,5 kω SMD-Widerstand R18 20 Ω Spindeltrimmer; Einstellung von RM2,54 oben; gerade Kontaktanordnung **) Bemerkung Muss nach DIN VDE 0701/0702 getestet sein! Z. B.: Harting; SEK F /3260 B1 -ast-gelb

6 R20 50 Ω Spindeltrimmer; Einstellung von RM2,54 oben; gerade Kontaktanordnung **) R4, -R32 5 kω Spindeltrimmer; Einstellung von RM2,54 oben; gerade Kontaktanordnung **) R46 50 kω Spindeltrimmer; Einstellung von RM2,54 oben; gerade Kontaktanordnung **) R kω Spindeltrimmer; Einstellung von RM2,54 oben; gerade Kontaktanordnung **) R2 1N4004 Diode DO41 o. Vergleichstyp R10 LT1009C 2,5-V-reference TO C2, -C3, -C6, -C7 33 pf SMD-Kondensator C13, -C15, -C nf SMD-Kondensator 1206 bis -C C1, -C4, -C5, -C8, 1 µf SMD-Kondensator C C9 4,7 µf Elektrolyt-Kondensator; radial; 25 V RM C12, -C14, -C16 10 µf Elektrolyt-Kondensator; radial; 25 V RM C11 47 µf Elektrolyt-Kondensator; radial; 25 V RM T1, -T2 BSS84 P-Kanal-FET SOT23 o. Vergleichstyp T3 bis -T6 BUZ10 N-Kanal-MOSFET TO220 o. Vergleichstyp T7, -T8 CNY17 Optokoppler DIP K1, -K7 LTC485 RS485 interface transceiver DIP K2, -K8 AT89S bit microcontroller with 4-k-bytes DIP20 flash ***) K3, -K4 74HC595 8-bit serial-in, serial or parallel-out DIP16 shift register with output latches K5 TL072BCP dual operational amplifier DIP K6 TL074 low-noise JFET-input operational DIP14 amplifier K9 LTC bit rail-to-rail micropower DAC DIP8 with clear input K quad 2-input NAND Schmitt Trigger DIP zu -T7, -T8 IC-Fassung DIP zu -K1, K5, -K7, IC-Fassung DIP8 -K zu -K6, -K10 IC-Fassung DIP zu -K3, -K4 IC-Fassung DIP zu -K2, -K8 IC-Fassung DIP Q1, -Q2 12 MHz Quarz RM5 HC49/US P1 bis -P5 LED; grün; low current 3 mm XJ2 bis -XJ5, -XJ9 2-polig Stiftleiste; einreihig; gerade (Jumper) RM2,54 bis -XJ XJ1, -XJ6 bis -XJ8 3-polig Stiftleiste; einreihig; gerade (Jumper) RM2, zu -XJ1 bis -XJ14 CAB4 Verbindungsbrücke; rot (für Jumper) RM2, R50 PT100 An der Bus-Platine müssen folgende Spannungen anstehen: +5 V an Anschluss 1a 1c +15 V an Anschluss 31a 15 V an Anschluss 31c 0 V an Anschluss (0 V) 32a 32c *) Die Leiterplatte 3250/3260F161B ist im Rahmen der Bereitstellung teilweise zu bestücken (siehe Seite 12). Filme, Gerberdaten bzw. Leiterplatte ist bei den bekannten Lieferanten von Prüfungsmaterial erhältlich. **) Spindeltrimmer in Mittelstellung ***) Programmierte Bausteine AT89S4051 erhältlich bei den bekannten Lieferanten von Prüfungsmaterial. 6 F /3260 B1 -ast-gelb

7 IHK Frontplatte F /3260 B1 -ast-gelb

8 Hinweis: Verbindung der Flachbandleitung an -P6 beachten (-X5, Pin 1 durch Flachbandleitung mit -P6, Pin 15 verbinden, dann Flachbandleitung 1 zu 1 an -P6 weiterverbinden; siehe Stromlaufplan und Datenblatt -P6) Steckverbindung, SUB-D; -X3 als 9-polig-Buchsenkontakt mit Befestigungsmaterial und -X6 als 9-polig-Stiftkontakt mit Befestigungsmaterial IHK Montagezeichnung 8 F /3260 B1 -ast-gelb

9 IHK Hinweise zur Prüfungsvorbereitung Auf Seite 11 ist der Stromlaufplan der Baugruppe Wetterstation abgebildet, die Bestandteil der mit situativen Gesprächsphasen und der schriftlichen Aufgabenstellungen ist. mit situativen Gesprächsphasen: Hier sind zur Baugruppe Wetterstation verschiedene Aufgabenstellungen zu lösen. Sie benötigen auch Kenntnisse im Umgang mit einem Oszilloskop. Zur Lösung einer Aufgabenstellung benutzen Sie einen PC mit Internetanschluss und Drucker. Schriftliche Aufgabenstellungen: Die schriftlichen Aufgabenstellungen beziehen sich in Teilen direkt auf die und es wird empfohlen, sich bei der Prüfungsvorbereitung mit der Baugruppe Wetterstation, unter Berücksichtigung der Inhalte der Lernfelder 1 bis 6 des Rahmenlehrplans, zu beschäftigen. Funktionsbeschreibung Wetterstation Die vorliegende Schaltung Wetterstation dient der Erfassung von Wetterdaten wie Temperatur, Windgeschwindigkeit und Regenmenge. Für die Temperaturmessung wird ein Sensor (PT100; -R50) an -X3-1 und -X3-2 angeschlossen. Die Messung basiert auf dem Prinzip des Spannungsfalls an einem Widerstand. Dazu wird dem Sensor ein konstanter Strom zugeführt. Eine Widerstandsänderung des Sensors durch Temperaturänderung bewirkt eine proportionale Spannungsänderung gemäß der Beziehung U = R I const. Diese minimale Spannungsänderung wird nun in ein Signal mit einem Koeffizienten von 20 mv/k verstärkt. Wichtig hierbei ist, dass der Sensor von keinem zu hohen Messstrom durchflossen wird, damit sich der Sensor nicht selbst erwärmt. Aus diesem Grund wird der Sensor mit einem Konstantstrom von 1 ma versorgt. Die Operationsverstärker -K5.1 und -K5.2, mit der Beschaltung von -R11 bis -R15, -T1, -T2 und der Referenzspannungsquelle -R10, ergeben zusammen zwei Konstantstromquellen, die jeweils einen konstanten Strom von 1 ma liefern. Die Konstantstromquelle um -K5.1 mit dem Sensor an -X3 einerseits und die Konstantstromquelle um -K5.2 mit den Widerständen -R16 bis -R19 andererseits bilden eine Brückenschaltung. Hieraus werden zwei Spannungen zum Kalibrieren der nachfolgenden Schaltung gewonnen. Um am Messpunkt -MP2 einen Koeffizienten von 20 mv/k zu erhalten, wird die minimale Spannungsänderung am Sensor von 0,385 mv/k mit -K6 verstärkt. Der Verstärkungsfaktor berechnet sich aus 20 mv/0,385 mv = 51,948. Der Verstärker -K6 besteht aus zwei Impedanzwandlern (-K6.1 und -K6.4), einem Differenzverstärker (-K6.2) und einer nichtinvertierenden Ausgangsstufe (-K6.3). Mit -R32 wird die notwendige Verstärkung (Steilheit) eingestellt, sodass bei ϑ Sensor = 70 C eine Ausgangsspannung von 2000 mv (20 mv/k 70 K + 0,6 V) an -MP2 vorhanden ist. Der Brückenabgleich (Offset) erfolgt mithilfe von -R18. Das Abgleichen der Schaltung kann auch ohne angeschlossenen Sensor erfolgen. Durch Stecken des Jumpers -XJ5 wird eine Temperatur von 0 C (das entspricht einer Spannung von 0,6 V an -MP2) und durch Stecken des Jumpers -XJ4 wird eine Temperatur von 100 C (das entspricht einer Spannung von 2,6 V an -MP2) simuliert. Der Abgleich mit Referenzwiderständen ist auch bei Temperatur-Messumformern industrieller Hersteller üblich. Die temperaturabhängige Spannung 20 mv/k an -MP2 wird an den Mikrocontroller -K8 geführt. Mit dem Digital- Analog-Wandler -K9 werden Vergleichsspannungen erzeugt, die auf einen zweiten Eingang von -K8 geführt und dort miteinander verglichen werden. Damit kann die temperaturabhängige Spannung softwaretechnisch ermittelt werden. Für die Messung der Windgeschwindigkeit ist der Anschluss eines Windsensors an den Anschlüssen -X3-3 und -X3-4 vorgesehen. Die Software ist so angepasst, dass eine Auflösung von 0,5 m pro Sekunde zugrunde gelegt wird. Die Schaltung aus -R36, -R37, -C8 und -K10.3 dient zur Signalaufbereitung. Mit -T7 erfolgt eine galvanische Trennung. F /3260 B1 -ast-gelb

10 Die Regenmenge kann durch den Anschluss eines Sensors an -X3-5 und -X3-6 bestimmt werden. Hier ist die Software so angepasst, dass eine Auflösung von 0,2 mm Regen pro Messimpuls berücksichtigt wird. Die Schaltung aus -R24, -R43, -C10 und -K10.4 dient zur Signalaufbereitung. Mit -T8 erfolgt eine galvanische Trennung. Diese jeweiligen Messimpulse werden vom Mikrocontroller -K8 ausgewertet und in eine Windgeschwindigkeit bzw. in eine Regenmenge umgewandelt. Für die Messung der Windgeschwindigkeit bzw. der Regenmenge ist im Normalbetrieb (Jumper -XJ7 und -XJ8 auf 1-2) eine Zeitspanne von 10 Minuten voreingestellt. Durch Stecken des Jumpers -XJ14 wird die Zeitspanne für die Messung der Windgeschwindigkeit bzw. der Regenmenge auf ca. 1 Minute verkürzt. Mittels -R40 kann die Windgeschwindigkeit simuliert werden. Hierfür muss der Jumper -XJ7 auf 2-3 gesteckt werden, damit die dafür notwendige Takterzeugung aus -K10.1, -R40, -R41 und -C9 aktiviert wird. Die Regenmenge kann mittels -R46 simuliert werden. Hierfür muss der Jumper -XJ8 auf 2-3 gesteckt sein, damit die dafür notwendige Takterzeugung aus -K10.2, -R46, -R47 und -C11 aktiviert wird. Die erfassten Messdaten der Temperatur, Windgeschwindigkeit oder Regenmenge werden mittels der Signalleitungen COM0 bis COM3 an den Mikrocontroller -K2 übertragen. Der Mikrocontroller -K2 wertet die Messdaten aus. Diese werden dann an das LC-Display -P6 weitergeleitet und angezeigt. Weiterhin werden über -K4 die LEDs -P1 bis -P4 und die MOSFETs -T3 bis -T6 angesteuert. Hinweis: Wichtig für die Funktion der Baugruppe bei der Temperaturmessung ist, dass von den Jumpern -XJ2 bis -XJ5 immer nur einer gesteckt sein darf. 10 F /3260 B1 -ast-gelb

11 A A B B C C D D E E F F Vor- und Familienname: 3250/3260F161B IHK Einschub Stromlaufplan Wetterstation Prüflings nummer: F /3260 B1 -ast-gelb

12 LS A A B B C C D D E E F F Vor- und Familienname: 3250/3260F161B Einschub Teilbestückung LS Wetterstation IHK Prüflings nummer: 12 F /3260 B1 -ast-gelb

13 IHK Unterweisungsnachweis Vor- und Familienname: Prüflingsnummer: Datum: 1 Allgemein Zum Schutz gegen elektrischen Schlag bei der Inbetriebnahme, Fehlersuche und Messung an unter Spannung stehenden Anlagen und Betriebsmitteln ist jeder Prüfling vor Beginn der Prüfung vom Ausbildungsbetrieb in den Gefahren zu unterweisen. Zur Dokumentation der Sicherheitsunterweisung kann ein firmeninternes Formular oder dieses verwendet werden. Die Sicherheitsunterweisung darf nicht länger als sechs Monate zurückliegen. 2 Inhalt der Unterweisung in Stichworten Durch meine Unterschrift bestätige ich, dass ich den Prüfling in den Gefahren beim Arbeiten an elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln unterwiesen habe und dieser seine Befähigung in der Praxis nachgewiesen hat. Datum Unterschrift/Stempel des Unterweisenden Durch meine Unterschrift bestätige ich, dass ich von den geltenden Vorschriften Kenntnis genommen habe und dass ich in den Gefahren beim Arbeiten an elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln unterwiesen wurde. Die Vorschriften werde ich beachten und einhalten. Datum Unterschrift des Prüflings F /3260 B1 -ast-gelb