Hack your MIND(storms): Eigenentwicklungen für MINT-Projekte mit Lego EV3

Hack your MIND(storms): Eigenentwicklungen für MINT-Projekte mit Lego EV3
5
Okt

Was haben ein automatisches Bewässerungssystem, ein bionischer Roboter mit Fühlern und die Messung des Beugungsmusters von Laserlicht am Spalt gemeinsam? Richtig, diese Projekte lassen sich mit Lego Mindstorms EV3 realisieren.Schülerinnen und Schüler testen gerne Grenzen aus – das wissen Eltern und Pädagogen aus fachlicher wie persönlicher Erfahrung. “Hacking” bezeichnet im technischen Bereich die Erweiterung, Veränderung und neue Kombination von Produkten und Eigenschaften eines Systems – auch hier werden Grenzen (des Herstellersystems) überschritten.

Vor diesem Hintergrund zeigt der Vortrag Möglichkeiten auf, das verbreitete Robotiksystem Lego Mindstorms EV3 für eigene Sensoren, Aktoren und Elektronikprojekte zu erweitern und Grenzüberschreitungen positiv für MINT-Themen zu nutzen. “Eigene” Projekte kann sich dabei auf konkrete Vorschläge seitens der Lehrkräfte beziehen oder auf Ideen der Schülerinnen und Schüler im Kontext des entdeckenden Lernens sowie auf Wettbewerbsbeiträge.

Über den Talk

Im Workshop werden anhand von konkreten Projekten Möglichkeiten gezeigt, Lego EV3-Systeme mechanisch und im Hinblick auf Sensoren, Aktoren und Elektronik zu erweitern. Dabei wird zunächst auf die mechanische Erweiterungsmöglichkeiten eingegangen, anschließend folgt als zweiter Block der Anschluss von analogen Sensoren (Bodenfeuchte) und Aktoren (LEDs, Motoren) sowie die Möglichkeit, mit Mikrocontrollern zu kommunizieren.

Mechanische Erweiterungen

Wenn Schülerinnen und Schüler einen Roboter oder eine Automatisierung mit größeren Abmessungen entwickeln, stoßen sie schnell an Grenzen der (Lego-)Systembaukästen – nicht genügend oder gerade nicht die richtigen Bauteile, keine zufriedenstellende Stabilität. Anstatt diese Herausforderungen allein mit Lego-Bausteinen realisieren zu müssen, stellt der Workshop preiswerte und schnell zu realisierende Alternativen aus dem technischen Modellbau vor.

Sensoren, Aktoren, Mikrocontroller: Elektronik einfach anschließen

Der programmierbare EV3-Baustein verfügt zunächst je 4 Ein- und Ausgänge, die mit kompatiblen Sensoren (Taster, Licht/Farbe, Gyroskop, Entfernung) und Aktoren (Servomotoren) verbunden werden können. Manch spannende Ideen benötigen aber andere Ein- oder Ausgänge: So setzt eine Bewässerungsanlage Informationen über die Bodenfeuchte voraus und muss eine Pumpe steuern können. Einfache analoge Sensoren lassen sich direkt an die Sensorports anschließen, ebenso können weitere Motoren (Pumpen) oder Relais genutzt werden. Für alle anderen Fälle, bei denen vorab noch eine Signalauswertung erfolgen soll, können Mikrocontroller eingesetzt werden, um mit dem Lego EV3-System zu kommunizieren. Der zweite Teil des Vortrags stellt entsprechende Kurzprojekte vor und zeigt, wie sich auch hier preiswerte Ergänzungen mit handelsüblichen Elektronikkomponenten realisieren lassen.

Über den Dozenten

Dr. Sergej Stoetzer war als Erziehungswissenschaftler und Soziologe jahrelang an verschiedenen Universitäten und außerhalb des Hochschulbereichs an der Schnittstelle von Technik und Gesellschaft tätig. In den letzten fünf Jahren hat er sich beruflich und privat insbesondere der MINT-Förderung von Kindern und Jugendlichen gewidmet, Robotik-AGs und Projekte für Wettbewerbe ehrenamtlich betreut sowie Lehrkräfte in den Gebieten Messtechnik, 3D-Konstruktion und Druck sowie Robotik weitergebildet. Seit Sommer 2017 ist Herr Stoetzer im Education-Team bei Conrad Electronic und entwickelt Workshops und Lehrerfortbildungen.