Für die Schüler der 7. und 8. Klassen des vertieften mathematisch-naturwissenschaftlichen Profils am Martin-Andersen-Nexö-Gymnasiums (MANOS) findet jährlich im Februar eine wissenschaftliche Projektwoche statt. Nachfolgend werden die von der Fakultät Elektrotechnik angebotenen Projekte und einige Ergebnisse vorgestellt.

Beispiele der Projektwoche

Thema 1:

WIE LASSEN SICH BELEUCHTUNGEN MIT MIKROCONTROLLERN STEUERN? ANSTEUERUNG VON LEUCHTDIODEN (LED) MIT DER ARDUINO-ENTWICKLUNGSPLATTFORM:

Aufgabe:

Auf Grund ihres geringen Wirkungsgrades ist die klassische Glühlampe per Gesetz zum Auslaufmodell erklärt worden und auch Energiesparlampen haben nicht nur Vorteile. Zukünftig werden Beleuchtungen mit LED-Technik immer mehr Verbreitung finden. Mit dieser Technik lassen sich zusätzliche Effekte erzielen, wie z.B. Farbvariationen des abgestrahlten Lichtes. Dies erfordert neue Methoden der Ansteuerung. Die Arduino-Plattform besteht aus einem I/O-Board mit einem Mikrocontroller und einer einfach zu handhabenden Software. Damit können mit wenig Einarbeitungsaufwand Bedien- und Steuerungsaufgaben z.B. für die genannte LED-Beleuchtung realisiert werden. Im Rahmen der Projektwoche sollen u.a. folgende Probleme untersucht werden.

• Wie können Schaltzustände gespeichert werden?
• Wie verhindert man undefinierte Zustände beim "Prellen" des Tasters?
• Wie können Helligkeit und Farbe der Beleuchtung verändert werden?
• Wie kann die Beleuchtung durch Messgrößen gesteuert werden?

Das Einbringen eigener Vorschläge für die Ansteuerung der LED ist möglich und erwünscht.

Thema 2:

WIE FUNKTIONIEREN STOßDÄMPFER?

Aufgabe:

Um die Schwingungen in diesem mechanischen Aufbau zu verringern, muss eine Dämpfung (z.B. Stoßdämpfer) erfolgen. Bei dem Versuch kann die Schwingungsamplitude und Krafteinleitung in den Untergrund mit unterschiedlich hohen Strömen verändert und gleichzeitig anschaulich das Resonanzverhalten eines schwingenden Systems dargestellt werden.

Arbeitsschritte:

• Anregung des Systems mit Frequenzen im Bereich von 3 Hz – 10 Hz bei unterschiedlichen Strömen durch die zur Dämpfung genutzten Spule.
• Messen der Amplitude und der Krafteinleitung und Übernahme der Daten in eine vorgefertigte Exceltabelle mit anschließender Ausgabe eines Diagramms.
• Bestimmung der Resonanzfrequenz des Systems ohne Spulenstrom.

Für dieses Projekt sind Grundkenntnisse der Physik und am PC erforderlich.