Aufbaukurs in der Stadtteilbibliothek Zuffenhausen in den Herbstferien
Unser zweiter Arduino Aufbaukurs im Rahmen der MINT-Workshops konnte erfolgreich durchgeführt werden. Das Ziel stand von Anfang an fest, wir möchten mit den Kindern und Jugendlichen ein Gerät bauen, dass sich in drei Tagen erstellen lässt und eine gewisse Alltagstauglichkeit hat. Die Wahl fällt auf den „Elektrischen Zollstock“. Erstmals findet der Workshop in der Stadtteilbibliothek in Zuffenhausen statt. Die Location ist perfekt ausgestattet, neben mehreren großen Räumen ist das technische Equipment genauso vorhanden, wie Zonen zur Pausengestaltung und eine Teeküche. Von den vergangen Workshops wissen wir, dass es zielführend ist, möglichst früh zu beginnen. Die Konzentration ist vormittags deutlich höher und so starten alle drei Tage um 09:00 Uhr. Das mittlerweile gut eingespielte Trainerteam besteht auch diesmal aus Michael Wisst und Klaus Rudelt.
Elektrischer Zollstock
Aufbau von Hardware mit den Komponenten Arduino, Stromversorgung auch mit Batterie zusätzlich zum USB Ports des Laptops, zwei Breadboards, einer LCD Anzeige zur Darstellung der Messergebnisse, drei Drucktastern und dem Herzstück, dem HRC Sensor zur Entfernungsmessung mittels Ultraschall. Das ganze wird auf eine einfache Holzplatte mittels Schrauben und Kabelbinder montiert.
Funktionen
- Messung der Entfernung vom Sensor zum Messpunkt und wieder zurück zum Sensor (Vorne)
- Messung der Entfernung von der Rückseite des Gehäuses zum Messpunkt
- Abruf der letzten zehn Messwerte (Hinten)
Dies wird durch drei Drucktaster erreicht:
ROT Messung
GELB Abruf der vorigen Messwerte
GRÜN Umschalten der Messung von Vorne bzw. Hinten
Vorbereitung
Bevor ein Workshop starten kann, ist eine ganze Menge Vorbereitung notwendig. Insbesondere unser Michael Wisst sorgt dafür, dass die notwendigen Elektrik und Elektronik in ausreichender Zahl vorhanden ist. Er richtet die Laptops ein, erstellt und erprobt die C++ Programme und elektronischen Schaltkreise. Wenn der Workshop startet, erhält jeder Teilnehmer eine Box, in der das für den Workshop benötigte Material entahlten ist. Michael stattet diese Boxen aus.
Wir möchten auch während des Workshops eine konstruktive Lernatmosphäre gestalten, so dass wir Kaltgetränke und Obst bereitstellen.
Letztlich muss all dies an die Location transportiert werden. Das ist in diesem Fall bereits am Sonntagabend erfolgt.
Erster Workshoptag 28.10.2024
Am Montag geht es dann für uns bereits um 08.00 Uhr los. Die Vorbereitung des Raums und finale Abstimmungen stehen an. Zuerst treffen Friedrich und Frederick gegen dreiviertel neun ein, die wir bereits aus dem Arduino Grundkurs in der Stadtteilbibliothek Untertürkheim kennen. Der Raum füllt sich bis 09.00 Uhr und wir erstellen Namensschilder.
Es folgt die Begrüßung der Teilnehmer durch Frau Finke, die Leiterin der Stadtteilbibliothek Zuffenhausen, durch Klaus Rudelt und Michael Wisst. Nach ein paar organisatorsischen Inhalten stellen sich alle Teilnehmer kurz vor, die Boxen mit Rechner und Material werden ausgegeben, mit Namensetiketten der Teilnehmer versehen und dann geht es los.
Wir starten mit einigen Wiederholungen aus dem Grundkurs, widmen uns dann dem ersten neuen Inhalt: Dem Anschluss und der Programmierung eines Drucktasters. Dieser wird im zweiten Projekt mit einer Ampelanlage zusammen geschaltet. Diese wird so aufgebaut, wie wir es bereits im Grundkurs gemacht haben. Das neue ist, dass wir grundsätzlich nur mit Funktionen arbeiten, also „in Funktionen denken“. Das ist das wirklich neue an der Programmierung. Viel zu schnell ist der erste Tag vorüber.
Zweiter Workshoptag 29.10.2024
Es geht weiter mit der Programmierung der Ampelschaltungen. Es wird noch ein neuer Variablentyp eingeführt, die sogenannte Bool’sche Variable, die nur die beiden Zustände wahr und falsch annehmen kann. Gegen Mittag sind fast alle Ampeln programmiert, so dass wir uns mit einem neuen Thema beschäftigen, das zwingend für den Elektrischen Zollstock benötigt wird: Die Programmierung und Ansteuerung eines LCD Displays. Erstmals arbeiten wir hier mit Libraries. Neben der Stromversorgung werden zwei Datenleitungen benötigt, um Inhalte wie Buchstaben und Zahlen, also Texte, auf dem Display auszugeben. Pünktlich können wir diesen zweiten Tag beenden. Michael und Klaus sind zufrieden mit dem Fortschritt, unser Ziel wird wohl erreicht werden können!
Dritter Workshoptag 30.10.2024
Nach dem Check-in beginnt die Aufbauphase. Anhand des logischen Schaltbilds, das mit dem Fritzing-Tool generiert wurde, bauen unsere Kinder und Jugendlichen die Hardware auf die beiden Breadbords auf und verkabeln alle Komponenten. Dies nimmt einige Zeit in Anspruch, wir gehen immer wieder zusammen mit den jungen Konstrukteuren auf Fehlersuche. Parallel erfolgt die Vermittlung von physikalischem Wissen. Was ist Schall? Wie hoch ist die Schallgeschwindigkeit? Wie lange benötigt der Schall für eine Entferungsmessung von 90 Zentimetern? Nach rund zwei Stunden können wir das Programm auf den Arduino aufspielen. Nun folgt der finale Test: Funktioniert der Zollstock oder nicht. Natürlich finden wir auch hier wieder einige Bugs, jedoch laufen kurz vor der Mittagspause alle elektrischen Zollstöcke fehlerfrei.
Nach der Pause beginnt eine Fragerunde, in der Michael viele technische und elektronische Inhalte abfragt. Wir sind begeistert, das Wissen ist hoch, wir konnten die Themen erfolgreich vermitteln. Den Abschluss macht, wie bei jeden unserer Workshops, unsere Erste Vorsitzende, Frau Prof. Dr. Regina Moczadlo mit einem Feedback Gespräch. Ziel ist dabei, die Arbeit der MINTWelten zu beurteilen, Verbesserungspotenzial zu ermitteln und letzlich unseren Förderern ein Feedback zu geben. Selbstverständlich ist die Teilnahme für die Kinder und Jugendlichen freiwillig, sie werden befragt, ob sie an diesem Gruppeninterview teilnehmen möchten. Mit einem herzlichen Abschied durch Frau Finke und die drei Mitglieder der MINTWelten wird dieser Aufbaukurs erfolgreich beendet.
Wir sehen es sehr gerne, dass sich alle Eltern entschieden haben, die verwendeten Komponenten zu kaufen. Somit bleibt den Workshop Teilnehmern etwas Bleibendes, das zusätzlich noch eine gute Funktion erfüllt.
Herzlichen Dank
An dieser Stelle möchten wir allen, die sich dafür eingesetzt haben, dass diese Workshops überhaupt stattfinden können, herzlichen danken. Zuallererst nennen wir unsere drei Förderer, die uns mit den notwendigen finanziellen Mitteln ausstatten:
LBBW Stiftung der Landesbank Baden-Württemberg
Vector Stiftung
PSD L(i)ebenswert Stiftung
Die Stadtbibliothek Stuttgart stellt uns kostenlos Räumlichkeiten, technisches Equipment zur Verfügung und sorgt mit den MINTWelten e.V. für die notwendige Öffentlichkeitsarbeit.
Nicht zuletzt danken wir den Eltern für ihre teilweise großzügigen Spenden.
