LABS-Projekte 2023

Fahrerlose Transportsystem sind häufig in der Logistik im Einsatz. Das Projekt sieht die Entwicklung und Fertigung eines autonomen Flurförderfahrzeuges vor ("Spurfolger") und knüpft damit an die Anforderungen an den Technik-Unterricht in der Jahrgangsstufe 10 an.

Labs for CHIPS fördert das Projekt bei der Anschaffung der Materialien für 8 Fahrzeuge samt Fahrbahnmarkierungen.

3D-Druck bietet vielfältige Möglichkeiten, Schüler*innen mit digitaler Technik vertraut zu machen, um eigene CAD-Dateien und Modelle zu erstellen, die beispielsweise auch bei Roboterwettbewerben zur Optimierung des eigenen Fahrzeugs zur Anwendung kommen. Der Wissenschaftspark bietet hierzu Kurse an, um auch den kreativen Anteil bei den Robotikkursen zu erhöhen. Leider sind die 3D-Drucker oft sehr langsam, so dass es zu einem erheblichen Zeitverzug zwischen Programmierung und fertigem Produkt kommt.

LABS for CHIPS fördert die Anschaffung von drei schnellen 3D-Druckern, mit deren Hilfe die Teilnehmer*innen zeitnah ihre selbstentwickelte Konstruktion mit nach Hause nehmen können.

Energieverbrauch ist ein wichtiges Thema, das Projekt zeigt anschaulich, wie Strom erzeugt wird und welche direkten Auswirkungen zugeschaltete Abnehmer haben. Der Aha-Effekt für die Grundschulkinder kommt hier beim Kurbeln: ein Kurbelgenerator wandelt die Rotationsenergie in elektrischen Strom um. Und der Widerstand steigt, je mehr Verbraucher wie LEDs, Propeller, Heizung etc. angeschlossen werden.

LABS for CHIPS fördert die Kosten für die Anschaffung eines Kurbelgenerators.

Abschließend bauen die Grundschulkinder ihre eigene Kurbeltaschenlampe (siehe Projekt 2022 "Energie selbst gemacht").

Würfelspiele üben eine große Faszination aus, die Wahrscheinlichkeit der angezeigten "Augen" lässt sich auch elektronisch abbilden. Die Wissenswerkstatt Passau nutzt hierzu kein fertiges Produkt. In einem dreistündigen Kurs bauen die Teilnehmer einen eigenen elektronischen Würfel mit LEDs, die von einem selbstprogrammierten Arduino angesteuert werden.

LABs for CHIPS fördert die Materialanschaffung.

Das Projekt befähigt die Schüler*innen im eigenen Entwurf und der Konstruktion eines Messgeräts. In Anlehnung an bereits bestehende Projekte (Bau Thermometer Klasse 7, Kraftmesser in Klasse 10) soll nun ein Magnetfeldmessgerät von Schüler*innen der Q1 entwickelt werden. Es misst die magnetische Feldstärke mit Hilfe eines Hall-Sensors und Arduino, vor allem aber dessen Kalibrierung.

LABS for CHIPS fördert das Material für die Eigenmessgeräte und eines professionellen Messgeräts zur Überprüfung der Messergebnisse.

Im Modul Mobilitätswende des NwT-Unterrichts der 11. Klasse sollen Messungen durchgeführt werden, deren Sensoren ihre Daten in ein LoRaWan-Netzwerk einspeisen, um diese Daten als Verkehrszählungen von Fahrzeugen und Fußgängern auszuwerten.

LABS for CHIPS fördert die Materialkosten für das LoRa Mesh-Netzwerk sowie Telraam-Stationen.

Im Makerspace Heidelberg können Schüler*innen in einem Workshop je einen Luftqualitätssensor für zuhause oder ihr Klassenzimmer zum Stückpreis von 40 Euro herstellen, der preiswerter ist als allein der Sensor im üblichen CO2-Messgerät. Der Projektname "OSAMD" steht für: "open-source air-monitoring device".

LABS for CHIPS fördert die Materialkosten.

Das Projekt wurde übrigens im Jahr 2022 mit dem deutschen Engagementspreis in der Kategorie „Leben Bewahren“ ausgezeichnet, der Klimaschutzaspekt des Projektes wurde darüber hinaus beim „BundesUmweltwettbewerb“ des IPN Kiels durch einen Hauptpreis hervorgehoben.

In diesem Projekt wollen die Lehrkräfte systematisch in Workshops mit Schüler*innen erkunden, welche Experimentierboards (Arduino, Calliope, micro:bit, Raspberry Pi, FPGA-Board) für die Ausgabe von Lichtsignalen, Zahlen und Texten geeignet sind. Ziel ist einen Leitfaden zu erstellen, um die Arbeit mit "Sensor-Aktor-Systemen" zu erleichtern und Hilfestellung für den Einsatz zu geben.

LABS for CHIPS fördert die Kosten für Calliope- und FPGA-Boards und Micro:bit sowie LEDs und Sensoren.

20 Schüler*innen der Realschule werden in einer fünfwöchigen Unterrichtseinheit mit dem Calliope vertraut gemacht und reichen dieses Wissen über Programmierkenntnisse und Hardware-Anbindung an Schüler*innen regionaler Grundschulen weiter, als „peer2Peer“-Konzept ohne Lehrkräfte. Die Umsetzung reicht vom ersten selbstprogrammierten Blinken über selbstfahrende Roboter bis hin zu drahtlos miteinander kommunizierenden Calliope-Schwärmen.

LABS for CHIPS fördert die Anschaffung der Calliope-Boards.

Die 2mal pro Woche stattfindende Robotik-AG des Carl-Laemmle-Gymnasiums in Laupheim möchte umsteigen: von bisher genutzten fertigen Lego-Robotern auf Arduino-basierte Fahrzeuge. Diese können die Schüler*innen aus mechanischen Komponenten selbst montieren und verlöten. Damit sind sie in der Lage, kniffelige Aufgaben durch komplexe Programmierung zu lösen und auch an Wettbewerben teilzunehmen.

LABS for CHIPS fördert das Projekt mit der Übernahme der Materialkosten für Arduino-Kits samt Fahrgestellen.

Das Schülerlabor möchte drei Experimente zur Smart City im Modellaufbau in Workshops anbieten. Mithilfe des Calliope-Boards und LED-Ampeln sowie Sensoren wird zum einen eine smarte Ampelanlage nachgebaut und programmiert. Ein ebenfalls im Modell nachgebildeter Parkraum soll zum einen eine effektive Parkplatzsuche mit Info über freie Plätze erleichtern und zum anderen die Beleuchtung der Parkfläche nur bei Nutzung regeln.

LABS for CHIPS fördert das Projekt mit den Calliope-Boards sowie Sensoren.

Das MINT-Schullabor baut einen Experimentierstrang zu Smart Mobility anhand von Modellsituationen auf. In drei Teilprojekten wird den Schüler*innen in Workshops die Bedeutung von Mobilität und smarte Steuerung vermittelt. Bei "SMART-Train" geht es um Modell-Züge inkl. Steuerung der Fahrten anhand von Sensoren. Im Teilprojekt "SMART-City-Car" steuert der Mikrocontroller autonome Fahrzeuge und beim "SMART-Racing-Car" wird die smarte Mobilität auf einer Carrera-Rennbahn umgesetzt.

LABS for CHIPS fördert die Materialien für Schienen und Bahnen sowie Arduinos und elektronische Teile, Material für den Fahrzeugbau ist teilweise bereits vorhanden und kann aus vorherigen Projekten genutzt werden.

Blue-Bots sind einfach programmierbare, Käfer-artige Roboter, die bereits von Grundschulkindern analog mithilfe von Programmierleisten oder digital in einer App programmiert werden können. Charme der Aktion ist der vergleichsweise frühe Lernerfolg und die verschiedenen Niveaustufen sowie die Tatsache, dass die Programmierung auch ohne Sprachkenntnisse auskommt, was gerade bei sehr heterogenen Gruppen oder bei geringen deutschen Sprachkenntnissen von Vorteil ist.

LABS for CHIPS fördert die Anschaffung eines Klassensatzes.