NAO, EV3 und Arduino

09.06.2016 22:26

Von: Ingo Höpping

Technische Projekte des Informatik LK

Zum Abschluss der Q4 beschäftigten sich die Schüler des Informatik Leistungskurses mit verschiedenen technischen Projekten. Dafür könnten sie sich aus vorhandenen Vorschlägen oder eigenen Ideen ein Thema heraussuchen und dieses über mehrere Wochen hinweg bearbeiten. Für die Projekte standen den Schülern EV3-Bausteine von Lego, Arduino-Mikroprozessoren und 2 NAOs zur Verfügung. Die NAOs wurden vom MINTmachClub der Hochschule Fulda zur Verfügung gestellt und konnten über die ganze Zeit hinweg genutzt werden - dafür an dieser Stelle noch einmal vielen Dank.

Die jeweiligen Projekte wurden von den Schülern auf einem Wiki dokumentiert und am Ende der Projektzeit in einer Präsentation vorgestellt. Im Rahmen dieser Projektarbeit entstanden so sehr vielfältige, anspruchsvolle und beeindruckende Ergebnisse.

 

 

Kann ein NAO durch ein Labyrinth laufen?

Der NAO ist ein Roboter, der - so sollte man denken - durchaus gerade aus laufen kann. In der Praxis ist dies jedoch nicht der Fall, da der NAO seinen zurückgelegten Weg nicht überprüfen kann. Unter Verwendung der Sonarsensoren wurde in diesem Projekt zuerst versucht den NAO einen Gang geradeaus laufen zu lassen. Im Anschluss daran konnte er auch nach rechts bzw. links abbiegen und sich somit in einem Labyrinth bewegen.

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Ein NAO klettert auf eine Leiter

Der NAO-Robot ist durch seine technischen Parameter in seinen Bewegungen eingeschränkt. Trotzdem kann man mit viel Kreativität dem NAO Bewegungen und Tätigkeiten beibringen, die einem Menschen alltäglich erscheinen. Inspiriert durch ein Video im Internet wurde sich in diesem Projekt das Ziel gestellt den NAO eine Leiter hochsteigen zu lassen.

Bevor er jedoch die Leiter erklimmt, wärmt er sich mit ein paar Fitnessübungen auf. Das Ergebnis des Projektes wurde in einem Video dokumentiert.

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Sudoku - gelöst von einem EV3

Für ein Sudoku benötigt man durchaus einige Zeit um es zu lösen. In diesem Projekt wurde einem Lego-Roboter EV3 das Lösen von Sudokus beigebracht. Dafür mussten viele kleine Probleme im Detail gelöst werden: Wie liest der EV3 die bekannten Zahlen ein? Wie berechnet er die Lösung? Wie schreibt er diese auf? Wie muss eine Maschine stabil gebaut sein um dieses Problem zu lösen?

Das reine Lösen des Sudoku-Rätsels stellte am Ende das kleinste Problem dar - dafür benötigte der EV3 maximal 3 Sekunden ...

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Demonstration von Sortierverfahren mit einem EV3

Im Unterricht der Q1 lernen die Schüler verschiedene Verfahren zum Sortieren von Elementen kennen: Bubblesort, Insertionsort, Quicksort, ... Dieses Projekt hatte zum Ziel die Sortierverfahren Bubblesort und Selektionsort mit einem Lego-Roboter EV3 vorzuführen. Auch hier waren zahlreichen Detailfragen zu klären: Wie bzw. was soll eigentlich sortiert werden? Wie greift man die Elemente? Wie gelingt eine gute Demonstration der einzelnen Verfahren?

Im Rahmen des Projektes wurde somit nicht nur ein EV3 verarbeitet, sondern auch eine komplette Arbeitsumgebung inklusive geeigneter sortierbarer Bausteine hergestellt.

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Safehouse - Wie bekommt man ein Haus sicher?

Sicherheitsanlagen sind immer häufiger ein Thema in der realen Lebenswelt - aber welche Möglichkeiten der Absicherung gibt es und wie funktionieren diese?

In diesem Projekt wurde ein Haus mit verschiedenen Sicherungen versehen: z. B. Bewegungsmelder, Lichtschranken oder einer Sirene. Die gesamte Anlage wurde mit einem Arduino-Mikroprozessor gesteuert und vom PC aus programmiert.

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Ampelkreuzung

Ampelkreuzungen sind Bestandteil unseres täglichen Lebens - aber wie funktionieren diese? Wie im Projekt Safehouse wurde auch hier ein Arduino-Mikroprozessor verwendet um die Schaltungen für eine Ampelkreuzung zu realisieren. Dabei wurde auch eine Einfahrt eingebaut bund Rücksicht auf eventuelle Fußgänger genommen.

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