E
StemExpert · niveau 3 van 3 · 16-18+ jaar
Expert
Voor wie Intermediate beheerst (derde graad STEM-richtingen, doorstroom naar ingenieurs- en wetenschapsopleidingen). Afgeleiden, integralen, differentiaalvergelijkingen en statistiek worden het gereedschap; systemen worden gemodelleerd, gesimuleerd en geregeld.
Wiskunde op dit niveau
afgeleiden, integralen, differentiaalvergelijkingen (numeriek), vectoren en matrices, statistiek
Habitat-laag
Het brein van het station: een geïntegreerd, zelfsturend systeem met PID-regeling, energiebeheer, een sensornetwerk, een digitale tweeling en AI-voorspellingen, ontworpen volgens het V-model.
de rode draad →
E1WKAfgeleiden: verandering metenVan de helling tussen twee meetpunten naar de snelheid van verandering op één ogenblik
E2WDOptimaliserenHet beste ontwerp vinden: waar de afgeleide nul is, op de rand, of numeriek
E3WEKIntegralen: ophopenUit een vermogen de energie, uit een stroom de lading, uit een snelheid de weg
E4WPEBDifferentiaalvergelijkingen en simulatieWie weet hoe snel iets verandert, kan uitrekenen hoe het verder gaat: exact of stap voor stap
E5WKLVectoren en matricesRichtingen in de ruimte en veel vergelijkingen tegelijk: het rekenwerk achter krachten, netwerken en constructies
E6WOAStatistiek en meetonzekerheidVan ruis op één meting tot een onderbouwd besluit: hoe zeker weet je wat je gemeten hebt?
E7WLKSinusoïden, complexe getallen en fasorenEen sinus is een draaiende wijzer; met complexe getallen reken je ermee zoals met gewone getallen
E8KWBeweging in twee dimensiesVan een druppel uit de sproeier tot een drone in de wind: beweging als vector
E9KWImpuls en botsingenWat een botsing doet, hangt af van hoe lang ze duurt: van karretjes tot raketten en pakketten aan een parachute
E11KWLTrillingen en resonantieVan veer en slinger tot windturbine: waarom dingen trillen, hoe hard, en hoe je ze stilhoudt
E12KMDSterkteleerWat er in een staaf, een balk en een mast gebeurt als je ze belast, en hoe dik ze moeten zijn
E13KWDVakwerken en constructieanalyseDriehoek na driehoek: de kracht in elke staaf, met de hand, als matrix en als eindige elementen
E14EMBGassen en de gaswettenWat de lucht in het station doet: van botsende moleculen tot een ventilatie die klopt
E15EWDe hoofdwetten van de thermodynamicaEnergie verdwijnt nooit, maar ze verliest wel aan waarde: wat dat betekent voor motoren, centrales en het station
E16EMDWarmtepompen en koelenWarmte bergop pompen: hoe een koelkast en een warmtepomp werken, en wat ze het station besparen
E17EWPWarmteoverdracht kwantitatiefVan wandlagen tot een digitale tweeling met twee tijdschalen
E18EKWStroming van vloeistoffen en gassenVan continuïteit tot een leidingnet met een werkelijk werkpunt
E19LKWElektrische en magnetische velden, inductieVan Coulomb tot Faraday: velden die kracht zetten, energie opslaan en stroom opwekken
E20LWEWisselstroomImpedantie, resonantie en vermogen: rekenen aan het net en aan de omvormer van het station
E21LWPFilters en signaalverwerkingRuis beperken terwijl betekenis en reactietijd behouden blijven
E22LOOperationele versterkersMillivolt betrouwbaar omzetten naar een weegwaarde
E23LPWDigitale logicaVan waarheidstabel tot stopdominant geheugen
E24LERVermogenselektronica en elektrische machinesBuck, boost, MPPT en motorbrug binnen hun grenzen
E25MEWThermochemie en reactiesnelheidReactiewarmte, activeringsbarrières en een compostvat in de winter
E26MBWChemisch evenwichtVan Q en K naar buffers die een eindige verstoring opvangen
E27MELElektrochemie: batterijen, brandstofcellen en elektrolyseVan halfreacties naar een begrensd waterstofscenario
E28MKDMateriaalkundeVan roosterfout en ketenbeweging naar een getoetste materiaalkeuze
E29BMDNA, genen en eiwittenVan gerichte DNA-keten naar eiwitfunctie en een toetsbare raskeuze
E30BWBiotechnologie en genetische techniekenDNA verbinden, versterken en meten met een controleerbare betekenis
E31BWMBioprocestechniekGroei, voeding, licht en gas op één controleerbare systeemgrens
E32BWPEcologische modellenGroei, interactie en materiaalbehoud vragen elk hun eigen stabiliteitsbewijs
E33BRLHet lichaam als regelsysteemHomeostase begrijpen en meetketens beoordelen zonder een lesmodel voor een mens aan te zien
E34PWAlgoritmen en complexiteitEen correct programma wordt pas bruikbaar als zijn werk binnen het budget past
E35PDObjectgericht programmeren en softwareontwerpSoftware groeit door duidelijke contracten, vervangbare onderdelen en aantoonbaar gedrag
E36PWNumerieke methoden en wetenschappelijk rekenenEen getal is pas een resultaat als je ook zijn fout en gevoeligheid kent
E37PLREmbedded systemen en IoTEen verbonden sensor moet ook op tijd, zuinig en veilig blijven werken
E38RWEDynamische systemen modellerenToestanden en tijdschalen verklaren waarom een station nog beweegt nadat de knop omgaat
E39RPWPID-regelingDrie getallen die van een verwarming, een drone of een insulinepomp een regelaar maken
E40RAWSensorfusie en schattenEen schatting vertelt zowel wat je weet als hoe onzeker dat weten is
E41AWOVan data naar model: regressieEen energievoorspelling vraagt een eerlijke toekomsttest en een verklaring voor haar fouten
E42AWPClassificatie en clusteringLabels voorspellen, groepen ontdekken en de kosten van verkeerde besluiten meten
E43AWPNeurale netwerkenEen netwerk leert door de kettingregel door iedere laag terug te rekenen
E44ADAI verantwoord inzettenEen overtuigende uitkomst vraagt bewijs, begrensde bevoegdheid en verantwoordelijkheid
E45DSystems engineering en het V-modelEisen, architectuur en bewijs vormen samen één beheerde systeemversie
E46DWBetrouwbaarheid en risicoEen veilige terugval begint bij faalwijzen, afhankelijkheden en aantoonbaar ingrijpen
E47DEMDuurzaamheid en levenscyclusanalyseVan een duidelijke dienst en inventaris naar een onderbouwde milieukeuze
E48DOTechnisch communiceren en projectmanagementEen besluit wordt sterker als de lezer de claim, het bewijs en het vervolg kan volgen
E49DREAPBIntegratieproject: het brein van het stationEen reproduceerbaar stationontwerp met twee energierails, lokale bevoegdheid en zichtbare bewijsgrenzen