Schüler bauen Schreitroboter

04.05.2019

Digitales Schülerlabor und 3D-Drucker werden regelmäßig genutzt

Seit diesem Jahr verfügen die Schulen im Landkreis Cham über ein digitales Schülerlabor, das am Joseph-von-Fraunhofer-Gymnasium angesiedelt ist. Ende Januar offiziell durch den Landrat Franz Löffler eröffnet, steht es seitdem den Schülerinnen und Schülern im Unterricht und zum eigenen Experimentieren zur Verfügung. Zwei Schüler, die sofort Feuer und Flamme für das Labor waren, sind die beiden Hobbyprogrammierer Philip Spangler und Eric Stern aus der 9. Klasse des Gymnasiums. Beide beschäftigen sich auch privat mit technischen Besonderheiten und haben beispielsweise schon einen „Magic Mirror“ programmiert. Nun haben sich die beiden dem Schülerakademiekurs Elektronik angeschlossen, um noch mehr über das Thema lernen zu können. 

Studienrat Joachim Bauer steht seinen Schülern bei Fragen mit Rat und Tat zur Seite.
Studienrat Joachim Bauer steht seinen Schülern bei Fragen mit Rat und Tat zur Seite.

Die Schülerakademie Elektronik besteht derzeit aus zehn interessierten und begabten Schülerinnen und Schüler der 7. bis 10. Klassen, die sich 14-tägig im Schülerlabor treffen, um sich mit besonderen Aufgaben aus dem Bereich der Elektronik zu beschäftigen. Während ihre Kollegen im normalen Physikunterricht der 9. Klasse zunächst analoge Elektronik kennenlernen und dann im Bereich der digitalen Elektronik mit Microcontrollern wie „Calliope“ oder „Arduino“ arbeiten, diese programmieren und verschiedene Projekte im Schülerlabor durchführen, beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler der Schülerakademie mit weitaus komplexeren Fragestellungen, die unterschiedlichste Fachbereiche umfassen. 

Das Programmieren einer Sirene mit dem Microcontroller Arduino kann richtig Spaß machen und ist vor allem laut!
Das Programmieren einer Sirene mit dem Microcontroller Arduino kann richtig Spaß machen und ist vor allem laut!

Geleitet wird die Schülerakademie von Studienrat Joachim Bauer. Der gebürtige Bad Kötztinger ist seit 2017 als Physik- und Mathematiklehrer am Fraunhofer-Gymnasium tätig und beschäftigt sich schon seit vielen Jahren mit elektronischen Fragestellungen und Versuchen. Er war es auch, der die Schüler nun auf die Idee brachte, einen elektronisch gesteuerten Schreitroboter zu bauen. Ähnlich wie sein großer Verwandter beim Drachenstich in Furth im Wald, soll der kleine Schreitroboter in verschiedenste Richtungen gehen und sich auf unterschiedlichste Weise bewegen können. 

Im Gegensatz zu diesem Schreitroboter mit vier Beinen wird sich der Schreitroboter der Fraunhofer-Schüler mit sechs Beinen fortbewegen.
Im Gegensatz zu diesem Schreitroboter mit vier Beinen wird sich der Schreitroboter der Fraunhofer-Schüler mit sechs Beinen fortbewegen.
Was zunächst als Grafik am Notebook erscheint …
Was zunächst als Grafik am Notebook erscheint …
… wird vom 3D-Drucker sofort ausgedruckt.
… wird vom 3D-Drucker sofort ausgedruckt.
 

Basierend auf elektronischen Bauteilen des Bausatzes „Vorpal – the hexapod“ programmieren die Schüler die einzelnen Bestandteile selbst, löten zusammen und drucken sich mechanische Teile des Roboters im laboreigenen 3D-Drucker, der das Herzstück des Digitalen Labors bildet. Finanziert durch eine großes Crowdfunding-Aktion, steht auch der 3D-Drucker allen Schulen des Landkreises zur Verfügung und kann von außen angesteuert werden. Die Schülerinnen und Schüler der Schülerakademie profitieren nun direkt davon und können beim Bau des Schreitroboters immer wieder unkompliziert auf benötigte Teile zurückgreifen, indem sie sich diese einfach ausdrucken. 

Alle Bauteile müssen zusammengelötet und teilweise selbst programmiert werden.
Alle Bauteile müssen zusammengelötet und teilweise selbst programmiert werden.

Für Philip Spangler und Eric Stern hört die Arbeit bei der digitalen Elektronik aber nicht auf. Der Schreitroboter fordert nämlich auch umfangreiche Kenntnisse im Microcontrolling und in der Sensorik. Alles Themen, die ihnen im Studium oder ihrem späteren Berufsleben eventuell wieder begegnen werden. Jetzt wollen sie ihren Schreitroboter aber erst einmal zum Laufen bringen und basteln und programmieren weiter.

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