Projekte der Tüftler AG

2015: Hainbuch Jugendtechnikpreis

3D-Projektor - Hologramme werden Wirklichkeit! 

Alle 3-D-Projektionen, die es heute gibt sind in Wirklichkeit nur 2-dimensional. Nur eine Brille macht es über eine optische Täuschung, dass man meint, man würde etwas 3-dimensionales sehen. Unser 3-D-Projektor macht aber ein echt 3-dimensionales Objekt.

Der 3D Projektor ist ein Gerät dass es möglich macht 3-dimensionale Modelle über sich zu projizieren. Dies ist zum Beispiel beim Skypen praktisch, man könnte eine 3D-Projektion von seinem Gegenüber auf den PC spielen und das 3D Modell in Echtzeit auf die Projektionsfläche rendern. Für die Personen, welche an dem Skype-Anruf teilnehmen, ist es so, als ob der Gesprächspartner wirklich im Raum ist (und nicht in vielen tausenden von Kilometern Entfernung). Außerdem kann man CAD Entwürfe für Neuentwicklungen visuell im Raum darstellen. Es ist möglich um das Modell herum zu laufen und es von allen Seiten zu begutachten. So können auch mehrere Entwickler gleichzeitig an diesem Modell arbeiten. Der Projektor besteht aus einer Projektionsfläche, einem Beamer und einem Schrittmotor. Der Motor dreht die Projektionsfläche mit mindestens 1440 Umdrehungen pro Minute (24 Umdrehungen pro Sekunde). Weil das menschliche Auge sehr träge ist und höchstens 24 Bilder pro Sekunde unterscheiden kann, verschwimmt die Projektionsfläche vor den Augen des Beobachters. Dadurch sieht der Beobachter sie fast nicht mehr. Aber er sieht die mit Licht projizierte Figur als 3D-Objekt.  Der Beamer projiziert eine auf dem PC eingespeicherte Punktewolke auf die rotierende Projektionsfläche. Dabei ändert sich das Bild das projiziert wird die ganze Zeit, so dass die Punktewolke pro Umdrehung einmal von der virtuellen Kamera umrundet wird. Also wird jede Ansicht des Objektes auf die Fläche projektiert.  Dadurch entsteht eine 3D Projektion vor den Augen des Anwenders. 

Die Ansteuerung des Projektors erfolgt über den PC. Auf ihm läuft ein Programm das den Projektor ansteuert. Es rendert die aktuelle Ansicht und überträgt sie an den Projektor. (Idee: Can Lehmann)

2015: RoboCup Rescue Qualifikation Mannheim Rescue A Secondary

Vom 6. bis zum 8. Februar nahm ein Team der Tüftler AG an der Qualifikation für die deutsche Meisterschaft in Mannheim teil. RoboCup Junior ist ein Roboterwettbewerb für Schülerinnen und Schüler im Alter von 10 bis 19 Jahren. In der Klasse "Rescue A Secondary" belegte unser Team "Chaosbot Tüftler AG" unter 13 Teams den 5. Platz. Der Wettbewerb fand, wie auch im Vorjahr, an der Hochschule Mannheim statt. Ziel des Wettbewerbs ist es, den Parcours zu meistern und das Opfer, eine Dose zu retten und auf ein Podest zu stellen. Die Sieger der deutschen Meisterschaft werden in diesem Jahr zur Weltmeisterschaft nach China fliegen. 

Der dreitägige Wettkampfmarathon hat seine Spuren bei Mensch und Material hinterlassen. Endlose Reperaturen haben unser Team auf eine schwere Probe gestellt. Nach einem katastrophalen Beginn und vielen kleineren und größeren Pannen konnten wir uns rechtzeitig fangen und ein zufriedenstellendes Ergebniss erzielen. Nach einer erfolglosen ersten Runde aufgrund eines technischen Defektes konnten dann am Sonntag, mit einem generalüberholten Roboter, in den weiteren drei Runden 675 Punkte erzielen.Da in die Wertung nur die drei besten Läufe eingingen, schaffte die Tüftler AG es dann auf den Platz 5. An den 6 Qualifikationsturnieren nahmen bundesweit 429 Teams und 1300 Schüler teil. Die Tüftler-AG freut sich auf den Wettbewerb im nächsten Jahr. 

Das Team bestand aus Lukas Bonfert, Henning Metzger, Christopher Ng und Julius Schölkopf. Unterstützt wurde das Team von Martin Merkle.  

Rescue A Ergebnisse der Tüftler AG
Runde 1Runde 2Runde 3Runde 4Ergebnis
Chaosbot Tüftler AG0215140320675

2015: Tüftler AG partizipiert im neuen FSG Imagefilm

Fotos Joachim Lindenmann

2014: Von BW ins All

Die drei Preisträger vom FSG: Tim Lauer, Christopher Ng und Julius Schölkopf (v. links)

Wie kommunizieren wir wenn die Smart-Watch nicht mehr im Trend ist und das Smartphone schon längst ausgedient hat und was passiert mit dem Weltraumschrott der über uns seine Kreise zieht? Mit der Lösung dieser Probleme haben sich Julius Schölkopf, Christopher Ng und Tim Lauer aus der Tüftler AG beim diesjährigen Wettbewerb „Von BW ins All“ beschäftigt. Der Wettbewerb wurde von dem Forum Luft- und Raumfahrt Baden Württemberg, Airbus Defence and Space, dem deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und dem Land Baden-Württemberg ausgeschrieben. Gesucht wurden jungen Talente mit neuen Ideen. Beim Schülerwettbewerb wurden die Schülerinnen und Schüler gefragt: Wie könnte die Raumfahrt morgen aussehen oder wie können wir Kommunikation besser oder anders machen? Was kommt nach Smartphone und Tablet?

Der zweite Preis ging an Julius Schölkopf (KS 1) mit seiner Idee „Smart Brackets“. Diese intelligente Zahnspange gewann auch den Online-Voting Sonderpreis mit mehr als 130 Stimmen. Funktionen die derzeit unser Smartphone übernimmt kann auch die digitale Zahnspange, noch viel besser In den verschiedenen Brackets einer Zahnspange werden Elektronikbauteile integriert. Durch verschiedene Sensoren in einer Zahnspange können wichtige Körperfunktionen kontrolliert werden, zum Beispiel die Herzfrequenz oder die Nahrungsaufnahme.

Präsentation Smart Bracket

Der Satelliten-Werkstattroboter der beiden Neuntklässler Christopher Ng und Tim Lauer sammelt im All defekte Satelliten ein und baut daraus neue funktionierende Satelliten. Sie gewannen mit ihrer Ideen den Airbus Space-Sonderpreis. Sie fanden heraus, dass in alten, inaktiven Satelliten wertvolle Rohstoffe stecken und aufgrund unseres Industriezeitalters immer mehr Satelliten benötigt werden. Ihr Projekt vergleichen Sie mit der „Organspende“. 

2014: Aktion 42 - Seifenblasen im Weltraum

Die Preisträger

Julius Schölkopf und Lukas Bonfert treffen Alexander Gerst im europäischen Astronautenzentrum in Köln

Am 28. Mai 2014 startete der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst um 22 Uhr an Board eines Sojus-Raumschiffs von Baikonur zur ISS. Bereits 6 Stunden später erreichte er die mit 274 Tonnen Treibstoff betankte Rakete die ISS und Alexander Gerst und der Flug der Mission „Blue-Dot“ ist geglückt. Im Rahmen seiner Mission wird Alexander Gerst ein umfangreiches Wissenschaftsprogramm absolvieren, dazu gehören Dutzende von Experimente aus den Bereichen der Physik, Biologie, Chemie und Strahlungsforschung. Bestimmt ein Highlight für ihn: Ein Seifenblasen-Experiment. Entwickelt von Schülern des FSG Marbach: Julius Schölkopf und Lukas Bonfert

Präsentation der Ergebnisse

Pressespiegel ausgewählter Publikationen

2014: Mikrobielle Brennstoffzellen

Präsentation der MFC in Indien

Mikrobielle Brennstoffzellen, kurz MFC, nutzen den Stoffwechsel von Mikroorganismen um direkt elektrische Energie zu erzeugen. Ein Kohlenhydrat, in diesem Fall Glucose, hat die Funktion eines Brennstoffes. 

Die Kammern wurden mit den CNC Fräsen des FSG Marbach erstellt. 

Präsentation

2014: FESTO Bustürenprojekt

Präsentation im Renewable Energy Center Mithradham (Kerala) Indien

Präsentation an der Rajagiri School of Engineering & Technology

FluidSim Schaltplan

Die Pneumatikschaltung besteht aus zwei verschiedenen Systemen. Der Busfahrer kann die Türen immer öffnen und schließen. Bei den Passagieren können die Türen nur betätigt werden, wenn der Busfahrer seine Sicherungsschalter aktiviert hat. Dies wird durch logische "und" und "oder" Bauteile gesteuert. Die Bauteile der Bustüre stammen aus dem "Pneumatik-Starter" Set der Firma FESTO, das für den pädagogischen Gebrauch am FSG Marbach entwickelt wurde. Mit dem Pneumatik-Starter werden diverse Lerninhalte von den physikalischen Grundlagen (Druck, Kraft) über logische Verknüpfungen bis hin zu den Grundlagen der Automatisierungstechnik vermittelt. Die ausschließliche Verwendung von Industriekomponenten stellt eine hohe Motivation der Schüler sicher. Sie entdecken die Funktion der Komponenten selbst und bauen damit interessante Schaltungen auf. Eine weitere Besonderheit ist das hautnahe Erlebnis mit den Komponenten: die Druckluftversorgung im Pneumatik-Starter erfolgt beispielsweise über eine kleine Handluftpumpe mit Druckspeicher.

 

 

Im Rahmen der Seminarfahrt Indien 2014 wurde die FESTO Bustüre in Indien im Renewable Energy Center Mithradham (Kerala) und an der Rajagiri School of Engineering and Technology in Kochin (Kerala) präsentiert. Das Projekt basiert auf einer Idee von Kevin Waizenegger und Leonard Lobert.

2014: RoboCup Junior Rescue

Ein Team der Tüftler AG nahm dieses Jahr am 08. und 09. Februar an der Qualifikation zur RoboCup German Open in Mannheim Rescue teil. Leider hat es unser Team nicht geschafft, einen der drei Plätze für die Deutsche Meisterschaft zu erreichen. RoboCup Junior ist ein Roboterwettbewerb für Schülerinnen und Schüler im Alter von 10 bis 19 Jahren.

Mit einem selbstgebauten Roboter, der als Mikrocontroller den Arduino MEGA nutzte, trat unser Team in Mannheim an. Nach einem Fehler im ersten Lauf, haben wir uns leider nicht für die Deutsche Meisterschaft qualifiziert. Mit Hilfe moderner Ultraschall Sensoren, Optokopplern und Tastern orientierte sich der Roboter in der Arena.

Das Team mit Julius Schölkopf, Lukas Bonfert, Henning Metzger und Wendy Yi wurde unterstützt von Martin Merkle

2013: Drehtürdynamo

Drehtürdynamo

Auch 2013 nahm die Tüftler AG am Hainbuch Jugendtechnik Preis teil. Gesucht wurden kreative und pfiffige Ideen im Bereich Technik, die einen Gegenstand des täglichen Lebens erfinden oder verbessern. Abfallvermeidung, Schonung der Ressourcen und Energieeffizienz standen dabei im Vordergrund.

Gebaut wurde die Energiegewinnung durch eine Drehtüre. In einer Drehtüre ist ein Dynamo eingebaut, der die mechanische Energie auf elektrische Energie umlädt. 

2012: Blumenbewässerung

Präsentation der Blumenbewässerung bei Hainbuche

Der erste Hainbuch Jugendtechnik Preis nahm die Tüftler AG mit dem Projekt "Blumenbewässerung" teil. Unser Problem bestand darin, dass sehr viel Trinkwasser verschwendet wird, um Blumen zu gießen. Hier wird ein sinnvoller Umgang mit der Ressource Trinkwasser benötigt. Ein Alltagsproblem ist, dass der Grundwasserspiegel sinkt. Wenn wir nur soviel Wasser verbrauchen wie benötigt, können wir auf der einen Seite Geld sparen und auf der anderen sinnvoll mit dieser Ressource umgehen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass hiermit auch, wenn man nicht zu Hause ist, die Blumen gegossen werden. Also haben wir uns entschieden, eine intelligente Blumengießanlage zu bauen, die wir mit Hilfe eines Ekis (selbstgebautes Mikrocontrollerboard, 4 Euro) oder eines Arduino (käufliches Mikrocontrollerboard, 25 Euro) gesteuert wird. Dieser ist in der Lage, mit entsprechender Programmierung die Pflanze eigenständig zu bewässern. Auf den Arduino wird ein sogenanntes Arduino Shield angeschlossen, welches von uns selbst entwickelt und produziert wurde.  Unsere Gießanlage ist in diesem Sinne effektiv, da so nur so viel Wasser wie nötig benutzt wird. Außerdem kann die Anlage an verschiedene Pflanzen angeschlossen werden.

Der Bau und die Verwendung des Gerätes ist kostensparend und einfach herzustellen. Das Mikrocontrollerboard Eki, welches von der Tüftler AG entwickelt wurde, kostet 4 Euro und das dazupassende Shield (mit der intelligenten Blumenbewässerung) kostet circa 5 Euro. Das Shield wird mit einer CNC Fräse gefräst und danach zusammengelötet. 

Doch wie soll das funktioneren? Mit einem Motor wird eine Pumpe betrieben, die dann die benötigte Menge an Wasser in die Blumen oder den Gemüsegarten geben kann. Gleichzeitig kann das Gerät mitteilen, ob der Tank befüllt ist oder ob der Tank noch Wasser benötigt. Die Teilnehmer waren Julius Schölkopf und Lukas Bonfert. 

 

 

EKI Mikrocontrollerboard

Logo - Schule ohne RassismusLogo - Der Deutsche SchulpreisLogo - MINT-freundliche SchuleLogo - BoriSLogo UmweltschuleLogo - DFB-JUNIOR-COACHLogo - MINT-EC