MakerSpace
Schülerinnen und Schüler

Workshops im MakerSpace

In enger Zusammenarbeit mit dem zdi-Zentrum des KReMINTec e.V. führt der MakerSpace regelmäßig Workshops für Schülerinnen und Schüler durch.

Die Themen dieser Workshops sind sehr vielfältig:

Workshop Lärmampel

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Bau einer Ampel zur Anzeige des Geräuschpegels im Klassenzimmer

In diesem Projekt sollen Schüler/innen eine elektronische Lärmampel bauen. Dabei geht es um die Anwendung eines Mikrophons zur Lautstärkemessung, dessen Sensordaten zunächst digitalisiert und danach verwendet werden, um die gemessene Lautstärke mittels verschiedenfarbiger LEDs darzustellen. Hierzu wird ein Arduino-kompatibler Mikrocontroller benutzt. Der folgende Ablauf ist dazu vorgesehen: Zuerst findet ein Praxisteil an der Hochschule Niederrhein statt, an dem die Schüler/innen die notwendigen elektronischen Bauteile verlöten, Programmierübungen absolvieren und die aufgebaute Schaltung testen und justieren. Das Gehäuse der Lärmampel wird mittels CAD gezeichnet und anschließend auf dem Lasercutter aus Holz geschnitten. Die dazu notwendigen Fähigkeiten werden den Teilnehmern vermittelt, so dass individualisierte Gehäuse gebaut werden können. Die fertige Lärmampel kann von den Schüler/innen mitgenommen werden, so dass eine Weiterführung/Optimierung des Projektes im Rahmen des normalen Unterrichtes ermöglicht wird. Das Projekt hat das Ziel, Schüler/innen schon frühzeitig für Technik zu begeistern und interessante Alltagsfragestellungen im Rahmen von Sensorik durch Experimentieren mit eigenen Bauteilen kennenzulernen.

Workshop Umweltampel

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Bau einer  Multisensoren- Plattform für Umweltmessdaten.

In diesem Projekt sollen Schüler/innen eine elektronische Umweltampel aufbauen. Dabei geht es um die Anwendung verschiedener Sensoren, deren Sensordaten zunächst digitalisiert oder, abhängig vom Sensortyp, direkt eingelesen werden, um eine Kombination verschiedener Umweltdaten mittels verschiedenfarbiger LEDs darzustellen. Hierzu werden ein Arduino-kompatibler Mikrocontroller und Sensoren der Seeed Grove Serie benutzt. Der folgende Ablauf ist dazu vorgesehen: Zuerst findet ein Praxisteil an der Hochschule Niederrhein statt, an dem die Schüler die notwendigen elektronischen Bauteile verlöten, Programmierübungen absolvieren und die aufgebaute Schaltung testen und justieren. Das Gehäuse der Umweltampel wird mittels CAD gezeichnet und anschließend auf dem Lasercutter aus Holz geschnitten. Die dazu notwendigen Fähigkeiten werden den Schüler/innen vermittelt, so dass individualisierte Gehäuse gebaut werden können. Die fertige Umweltampel kann von den Schülerinnen und Schülern mitgenommen werden, so dass eine Weiterführung/Optimierung des Projektes im Rahmen des normalen Unterrichtes ermöglicht wird. Das Projekt hat das Ziel, Schülerinnen und Schüler schon frühzeitig für Technik zu begeistern und interessante Alltagsfragestellungen im Rahmen von Sensorik durch Experimentieren mit eigenen Bauteilen kennenzulernen. Dabei profitieren die Schüler/innen von den technischen Möglichkeiten an der Hochschule Niederrhein. Zudem werden das selbstständige Arbeiten an Projekten sowie die kritische Reflexion in der Gruppe gefördert.

Workshop Pulssensor

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Entwurf und Konstruktion eines Pulssensors mit Webanbindung
 
Industrie 4.0 und die damit verbundene Vernetzung von Geräten und Sensoren ist in aller Munde, ebenso wie das Kürzel IOT, oder ausgeschrieben „Internet of Things“. In einem Projekt mit Schulen sollen die Schüler genau das kennenlernen : Vernetzung von Sensoren und Übertragung der Daten in ein Netzwerk, so dass Dritte die auf die Daten zugreifen können. Das Projekt wird in dem Themenumfeld Medizintechnik/Medizininformatik durchgeführt. Konkret geht es dabei um die Anwendung von Sensorik-Bauteilen zur Pulsmessung und das Auslesen des eigenen Pulses mit einem Einplatinencomputer, dem Raspberry Pi. Dazu ist folgender Ablauf vorgesehen: Zunächst findet ein Praxisteil an der Hochschule Niederrhein statt, indem die Schüler den Raspberry Pi kennenlernen, erste Programmierübungen absolvieren und die notwendigen Bauteile testen. Dann werden die Komponenten des Pulssensors miteinander verbunden und eine lauffähige Anwendung erstellt. Danach wird mittels eines Webservers und einer selbst erstellen Webseite der eigene Puls für Dritte sichtbar gemacht.

Workshop „mechanical robot“

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Im diesem Projekt bauen Schülerinnen und Schüler einen mechanischen Roboter. Bewegt  wird er über ein Räderwerk, welches über einen kleinen Elektromotor  angetrieben wird. In diesem Workshop geht es darum den Schüler/innen zu zeigen, dass ein einfacher Roboter auch ohne einen Mikrocontroller realisierbar ist. Hier steht der Bastelspaß im Vordergrund.  Nach wenigen Stunden sind die ausgelaserten Roboter- Teile zusammen gesetzt und verleimt. Anschließend werden  Akku, Laderegler, Schalter und der Antriebsmotor eingesetzt und verlötet.  Sofort danach macht der Roboter seine ersten Schritte.

Workshop Renndrohne Teil 1

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Konstruktion, Aufbau und Programmierung einer Renn-Drohne
 
Das Projekt Renndrohne ermöglicht Schülerinnen und Schülern eine ferngesteuerte Renn-Drohne mittels 3D CAD zu  konstruieren, Fernsteuerung und Fluglageregler zu programmieren und alles zusammenbauen. Dabei lernen sie die Funktionsweise der Drehflüglerphysik und die Regelparameter eines Fluglagereglers kennen. Nachdem die Drohne mechatronisch und elektronisch eingestellt ist, werden die Einstellungen im Flug optimiert und eine Flugschulung stellt sicher, dass die Schülerinnen und Schüler den Workshop mit einer auf sie zugeschnittenen Drohne und einem sicheren Beherrschen der Drohne verlassen. Dazu ist folgender Ablauf vorgesehen: Der Workshop findet an vier Tagen statt, wobei an drei Tagen der Makerspace der Hochschule genutzt wird und am letzten Tag die Flugschulung auf einem freien Außengelände stattfindet. An der ersten beiden Tagen werden die Funktionsweise und die Bedienung eines professionellen 3-D CAD Programms vermittelt. Alle einzelnen Bauteile der Drohne werden zuerst gezeichnet, dann zu einem 3-D Modell zusammengesetzt und anschließend auf dem Lasercutter aus Flugzeugsperrholz ausgeschnitten. Am dritten Tag werden die ausgelaserten Bauteile mit den Motoren, Reglern und dem Fluglageregler bestückt, Akkuschacht und LED-Leiste mit Pieper montiert sowie die Antennen verlegt und alles miteinander verkabelt. Danach werden Fluglageregler und Fernsteuersender aufeinander abgestimmt, die notwendigen Telemetrieansagen konfiguriert. Der Flulageregler wird mittels Betaflight Software geflasht und ein Standardsetup für den Erstflug eingestellt. Die umfangreichen Konfigurationsmöglichkeiten werden Stück für Stück den Teilnehmern vermittelt. Die Themen neue Drohnenverordnung, eine Gefährdungsbeurteilung sowie eine Flugethik werden intensiv diskutiert und vertieft. Am vierten Tag findet ein Flugtraining z.B. an den Rheinwiesen in Duisburg statt. Die Teilnehmer werden bei den Erstflügen mittels Lehrer-Schüler-Kabel an den Fernsteuerungen schrittweise an die Steuerung einer Drohne herangeführt, in der zweiten Hälfte der Flugschulung steuern die Teilnehmer ihre Drohnen dann alleine und stellen die Flugparameter auf ihre Bedürfnisse ein.

Videoclip des Projektes

Workshop Renndrohne Teil 2

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Konstruktion, Aufbau und Programmierung einer Renn-Drohne Teil 2 : FPV und PID Tuning

Das Fliegen aus der Pilotenperspektive (First Person View, FPV) ist in der gewerblichen Anwendung von Drohnen Standard, erfordert jedoch ein völliges Umdenken vom Fliegen auf Sicht (Line of sight). Weiter werden durch die Videobrille alle weiteren Umweltfaktoren ausgeblendet, was durch die Verwendung von eingeblendeten Flugdaten mittels OSD (On Screen Display) kompensiert wird. Die Teilnehmer/innen werden in der Konfiguration und Verwendung von OSD Daten geschult und sind nach dem Workshop in der Lage dieses Kommunikationsprotokoll  eigenständig nutzen. Die notwendige Video- Übertragungstechnik wird in seminaristischer und praktischer Form vermittelt und unmittelbar angewendet. Weiter werden die Grundlagen der Regelungstechnik vertieft, um eine Optimierung der Flugfähigkeiten zu verbessern. Für beide Bereiche werden Gastdozenten jeweils in der Tiefe vermitteln. Ausgiebige Flugtraining-Einheiten bilden den Abschluss des Workshops und entlassen geschulte und kundige Drohnenpiloten. Dazu ist folgender Ablauf vorgesehen: Der Workshop findet an vier Tagen statt, wobei an zwei bis drei Tagen der Makerspace der Hochschule genutzt wird und am letzten Tag(en) die Flugschulung auf einem freien Außengelände stattfindet. Am ersten Tag werden die Grundlagen der Antennentechnik sowohl für die Fernsteuersysteme als auch für die Videoübertragungssysteme in seminaristischer und praktischer Form vermittelt. Am zweiten Tag wird das OSD konfiguriert und auf den persönlichen Geschmack individualisiert parametrisiert. Hierzu findet auch bereits ein erstes Flugtraining statt, um das neue Kommunikationsprotokoll kennenzulernen.  Am dritten Tag werden die Grundlagen der Regelungstechnik (PID Regler) durch einen Gastdozenten aus dem Fachbereich Elektrotechnik/Automatisierungstechnik in seminaristischer und praktischer Form vermittelt. Das erworbene Fachwissen wird im Anschluss durch die Teilnehmer/innen für die individualisierte Konfiguration der Fluglageparameter incl. persönlicher Optimierung der Flugsteuerungshaptik angewendet. Am vierten Tag findet ein Flugtraining z.B. an den Rheinwiesen in Duisburg statt.

Videoclip des Projektes

Workshop Robocar / Linienfolger

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Im Projekt Robocar bauen Schülerinnen und Schüler ein Roboterfahrzeug mit Linienverfolgung aufbauen. Dabei geht es um die Anwendung eines optischen Sensors zur Linienverfolgung, dessen Sensordaten zunächst digitalisiert und danach verwendet werden, um die gemessene Lichtstärke in Fahrbefehle umzuwandeln. Hierzu wird ein Arduino-kompatibler Microcontroller benutzt. Der folgende Ablauf ist dazu vorgesehen: Die Schüler/innen verlöten die notwendigen elektronischen Bauteile, speziell auch den verwendeten Microcontroller selber und montieren das Roboterfahrzeug, absolvieren Programmierübungen und  testen und justieren die aufgebaute Schaltung. Die Schüler/innen optimieren ihren Linienverfolger und fahren zum Schluss einen Testparcours ab. Das fertige Robocar kann von den Schülerinnen und Schülern mitgenommen werden, so dass eine Weiterführung/Optimierung des Projektes im Rahmen des normalen Unterrichtes ermöglicht wird.

3D-Drucker

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Der 3D Drucker ist ein fester Bestandteil des MakerSpace und wird täglich von Studenten und Mitarbeitern der Hochschule Niederrhein genutzt.Deshalb hatte unser Team die Idee einen zu entwickeln und den Bau eines solchen Druckers in Form eines Workshop für Schülerinnen und Schüler anzubieten. Uns war es wichtig einen erschwinglichen und jedoch qualitativ hochwertigen 3D Drucker anbieten zu können, welcher von der Druckqualität mit den teureren Modellen mithalten kann.
 
Im diesen Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler, sowie die Lehrer den mechanischen und elektronischen Aufbau des Druckers von Grund auf kennen. Im weiteren Verlauf werden sie in die gängigen CAD Programme, wie Fusion 360 oder Inventor von Autodesk eingeführt und haben die Möglichkeit ihre eigenen 3D Modelle zu entwerfen und diesem an dem selbstgebauten 3D Drucker zu drucken.

…weitere

demnächst im Programm :

-  „HOOVERCRAFT“

-  „LABYRINTH“

-  „NIGHTFLOWER“

- „Funktionsweise und Einsatz von Interferometern“

Auf spielerische Art und Weise lernen die Teilnehmenden einerseits technische Inhalte und andererseits  die Hochschule Niederrhein kennen. Ein weiteres Ziel erfüllen die Workshops noch dazu: bei Schülerinnen das Interesse für die MINT-Studiengänge zu wecken.

Anders als es in der Schule oftmals der Fall ist, lernen die Schülerinnen und Schüler unter Anleitung, Theorie und Praxis zu verbinden.

Diese Workshops umfassen je nach Thema einen Zeitrahmen zwischen 8 und 40 Stunden und können grundsätzlich wöchentlich oder "en bloc“ durchgeführt werden.

Der MakerSpace ermöglicht Schülerinnen und Schülern Erkundungspraktika.
Hier erhält jeder die Möglichkeit am wissenschaftlichen Arbeiten kurz zu schnuppern.

Hinweise zur Anmeldung:
Der Bewerbung um ein Schülerpraktikum bitte beilegen:

-Bewerbungsschreiben
-Tabellarischer Lebenslauf,
-Letztes Schulzeugnis
--Bestätigung der Schule, dass die Person während dieses Praktikums über die Schule unfallversichert ist.

Einzureichen sind diese Bewerbungsunterlagen per Email im PDF-Format an:

Bruno.bak@hs-niederrhein.de

Weitere Fragen zum Praktikum beantworten wir Ihnen auch telefonisch unter: 02151 - 8224705

Ansprechpartner

Leiter des Makerspace SPS - Programmierung

Gesamtschule Uerdingen
Uerdinger Str. 783,  47829 Krefeld

Gesamtschule  Kaiserplatz
Kaiserplatz 50, 47800 Krefeld

Gymnasium Fabritianum
Fabritiusstr. 15a,  47829 Krefeld

Freiherr-vom-Stein-Schule  Realschule
Von-Ketteler-Str. 31,  47807 Krefeld

Michael-Ende-Gymnasium
Corneliusstraße 25, 47918 Tönisvorst

Gymnasium am Moltkeplatz
Moltkeplatz 12, 47799 Krefeld

Gymnasium  Horkesgath
Horkesgath 33, 47803 Krefeld