Begabtenförderungskurs im MGF-Lab

Seit 5 Jahren findet an unserer Schule der Kurs “Robotik” im Rahmen der Regionalen Begabtenförderung Oberfranken statt. Hierzu treffen sich etwa 15 technikinteressierte Jugendliche aus ganz Oberfranken, die mit herausragenden schulischen Leistungen auf sich aufmerksam gemacht haben, für etwa fünf Ganztagesveranstaltung am MGF. Da die Vorkenntnisse in Bezug auf Mikrocontroller, Elektronik und 3D-Druck inzwischen soweit aufgebaut worden sind um komplexere eigene Projekte umzusetzen, fand die Veranstaltung am vergangenen Donnerstag zum ersten Mal komplett im MGF-Lab statt. Dank der Ausstattung mit 16 Einzelplatzrechnern konnte auch jeder Teilnehmer an seinem individuellen Projekt weiterarbeiten. 

Während die Anfänger sich noch etwas geleitet die Grundlagen der digitalen und analogen Messwerterfassung erarbeiteten, konnten die Fortgeschrittenen selbsttätig mit Hilfe unseres Maschinenparks ihre anspruchsvollen Projekte weitestgehend selbstständig weiter verfolgen.

So bauen z.B. zwei Schüler ein Longboard, das durch Elektromotoren angetrieben und Begabtenkurs4per Funk gesteuert wird. Die hierfür benötigten Teile wurden im Vorfeld teilweise käuflich erworben, teils wurden spezielle Halterungen aber auch 3D gedruckt.

In einem anderen Projekt beschäftigt sich ein Schüler mit dem Aufbau eines Mikrowellenradars, mit dessen Hilfe Geschwindigkeiten von z.B. einem Ventilatorblatt gemessen werden sollen. Der Prototypenaufbau ist inzwischen abgeschlossen, als nächstes stehen erste Messungen zur Kalibrierung an. Begabtenkurs5

In einem dritten Projekt versucht ein Schüler ein Signal seiner Modellbauanlage über einen Mikrocontroller und ein Schieberegister dazu zu bringen, die richtigen Lichtsignale auszusenden. Ein weiteres Projekt dieses Schülers ist der Aufbau eines Photometers, mit dem sich beispielsweise Konzentrationen von Farbstoffen in Lösungen ermitteln lassen. Hierzu wird ein ESP8266 verwendet, der den Lichtsender und -empfänger anspricht und auch die Datenauswertung vornimmt. Die Daten werden anschließend per WLAN an den Benutzer übertragen. Auch hier werden die benötigten lichtdichten Gehäuseteile an unseren Maschinen selbst 3D gedruckt. Begabtenkurs2

Ein weiteres Projekt soll am Ende ein funktionierendes Oszilloskop vorzeigen. Der Aufbau des Bausatzes ist soweit abgeschlossen, aktuell ist der Schüler mit der Kontrolle der Lötverbindungen beschäftigt.

Der selbe Schüler baut gleichzeitig auch eine zeitgesteuerte Bewässerungsanlage für seine Pflanzen zu Hause. Durch einen Feuchtesensor wird mehrmals am Tag ein eventueller Wasserbedarf festgestellt, der dann Begabtenkurs1über einen Arduino Nano zeitgesteuert durch Starten einer Peristaltikpumpe behoben wird. Hierzu wurde im letzten Schritt ein Real-Time-Clock (RTC) Modul verbaut mit dessen Hilfe die Feuchtigkeitsabfrage mehrmals am Tag vonstattengehen kann.

Zwei Teilnehmer haben sich zum Ziel gesetzt, einen beschädigten Kieferknochen eines Neandertalermodells aus der Biologiesammlung wieder zu vervollständigen. Hierzu arbeiteten sie sich in das Verfahren des 3D-Scans mit unserem Kinect Tiefensensor und die Nachbearbeitung der Rohdaten ein. Als Übungsobjekt sollen zwei sogenannte Bobbleheads der Schülerin und des Schülers entstehen, Figuren, auf deren menschlichen Körpers die überdimensional großen Köpf der beiden Teilnehmer, herumwackeln. Die Scans der Schülerköpfe verliefen bereits sehr vielversprechend, die Nachbearbeitung der Daten in der Software Meshmixer erarbeiten sich die beiden Teilnehmer gerade. Ob der Kieferknochen letztendlich mit dem Tiefensensor oder mit unserem Laserlienienscanner oder gar photografisch erfolgt, wird sich zeigen.

Der arbeitsreiche Tag wurde von allen Beteiligten intensiv genutzt, so dass die angegangenen Projekte einen großen Schritt nach vorne gebracht werden konnten.

Über Wolfgang Lormes

Ich bin Diplomphysiker und Lehrer für Physik und Mathematik am Markgraf-Georg-Friedrich Gymnasium in Kulmbach. Dort bin ich auch der MINT-Beauftragte, betreue die Robotik AG und das MGF-Lab, bin Fachbetreuer für Physik und Sammlungsleiter sowie der Stahlenschutzbeauftragte und führe eine Junior-Ingenieur-Akademie der Deutsche Telekom Stiftung.

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