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Vom Katzenschreck bis Jugend forscht – Die Arbeitsgemeinschaft Elektronik in den solaris Jugend- und Umweltwerkstätten

In der Arbeitsgemeinschaft Elektronik-Informatik wird seit knapp 50 Jahren Kindern und Jugendlichen der Umgang mit Lötkolben und Schaltungen beigebracht. Mittlerweile gehört die Wissensvermittlung zu 3D-Druck und Programmierung für Thoralf Härtel ebenso zum AG-Alltag. Wie er vom Kind zum Leiter der AG wurde und welche Projekte die Mitglieder wöchentlich umsetzen, erzählt er uns im Interview.

Thoralf Härtel, Leiter der AG Elektronik

Thoralf Härtel ist der Leiter der AG Elektronik und Informatik

1976 – So lang gibt es die Arbeitsgemeinschaft Elektronik-Informatik in Chemnitz bereits. Geleitet wird die AG von Thoralf Härtel. Er ist fast so lang dabei, wie die AG besteht und festes Mitglied seit er die 5. Klasse besucht hat.

Los ging es mit einer Handvoll Kindern. Und einer Handvoll Bauteile. Da diese knapp waren, musste mit ihnen sparsam gehaushaltet werden. “Das heißt, die Schaltungen, die aufgebaut worden sind, um zu gucken, wie es funktioniert und was am Ende damit funktioniert, sind am Ende immer wieder auseinandergebaut worden”, erinnert sich Thoralf Härtel.

Starke Unterstützung erfährt die AG seit langer Zeit durch die solaris Unternehmensgruppe in Form des solaris Förderzentrums für Jugend und Umwelt gGmbH Sachsen (solaris FZU). Räumlich als auch finanziell. “Ich bin bei Solaris für die IT zuständig. Aber unsere AG arbeitet relativ losgelöst und eigenständig. Wir haben hier unser Zuhause bei Solaris mit einem eigenen Raum, den nur wir nutzen dürfen. Gleichzeitig kooperieren wir mit Solaris, machen kleine Aufträge und im Gegenzug bekommen wir dafür Fördergeld! Eine ganz tolle Sache” berichtet Thoralf Härtel.

Inhaltlich reicht die Arbeit von der Einführung in Grundlagen der Elektronik, die Entwicklung eigener Schaltungen bis hin zur Programmierung von Microcontrollern und der Erstellung von 3D-Grafiken und Animationen. Jeden Mittwoch treffen sich die Kinder für 3 Stunden, um an ihren Projekten zu arbeiten. Daneben gibt es ein jährliches Spezialistenlager über mehrere Tage sowie Betriebsbesichtigungen und gemeinsame Messebesuche. Der Einstieg in die AG ist dabei immer gleich:

“Los geht es mit Lötübungen”, erzählt Thoralf Härtel. “Das heißt, wie ich einen Draht verzinne, wie man einen Lötknoten, also die Verbindung von 3 Bauteilen miteinander, macht und solche Dinge.” Dabei lernen die Kinder nicht nur den praktischen Umgang mit dem Lötkolben, sondern auch Geduld. “Da wird natürlich ein bisschen Ausdauer gebraucht, weil das dann erstmal geübt wird, bis es funktioniert. Und schön aussieht”, sagt er. Warum schön? “Weil dann die Chance größer ist, dass die Schaltung funktioniert”, erklärt er.

AG Teilnehmer lötet auf einer Lötmatte

Teilnehmende der AG erlernen im ersten Schritt die Grundlagen des Lötens

Außerdem werden immer wieder Schaltungen gebaut, um das Gelernte anwenden zu können. Das sind meist einfache Dinge wie eine Blinkschaltung oder ein Feuchtigkeitsmelder für Blumentöpfe. Der signalisiert über einen Sensor, dass die Pflanze gegossen werden muss. “Damit die Kinder sehen, das was ich hier lerne, kann ich auch anwenden und am Ende funktioniert es sogar.” Zum Abschluss gibt es einen kleinen Test. “Wenn sie es geschafft haben, dann werden sie in die AG aufgenommen, bekommen einen AG-Ausweis und ein kleines Geschenk”, erzählt Thoralf Härtel. “Und ab dem Zeitpunkt können die Kinder wirklich selber bauen, was sie wollen.”

Zur Aufgabe hat man es sich gemacht, Schüler:innen von der 5. Klasse an, in den Bereichen   Elektronik, Computertechnik und Informatik zu fördern. Geändert hat sich daran seit 1976 nichts. Nur die Projekte sind mit der Zeit gegangen.

“Wir hatten damals schon Kontakte zu Unternehmen wie dem Buchungsmaschinenwerk. Die haben uns in Sachen Material ein bisschen unter die Arme gegriffen. Denn zu DDR-Zeiten war es nicht so einfach an Schaltkreise oder LEDs zu kommen. Die waren da einfach Mangelware”, erinnert er sich.

Heute steht oft ein konkreter Anwendungsfall aus dem eigenen Umfeld am Anfang der Planung. Ein digitales Metronom fürs Klavierspielen, eine selbstgebaute Temperaturmessanlage für den Gartenteich oder ein PC-Lüfter, der die Farbe entsprechend der Drehzahl ändern soll. Oder unerwünschte Katzen. “Ein Kleinerer von uns wollte einen Katzenschreck bauen. Zuhause hat die Familie immer Probleme mit der Nachbarskatze, die auf der Terrasse ihr Geschäft macht. Er brauchte etwas, womit sie davon abgehalten wird. Das haben wir gebaut. Über eine Bewegung im elektrischen Feld wurde erkannt, dass die Katze da ist und dann wurde ein Bausatz angesteuert, der ein Hundegebell abgespielt hat. Hat am Ende funktioniert”, berichtet Thoralf Härtel.

Ein Projekt der AG Elektronik zur Teilnahme an Jugend forscht 2008

Manchmal gehen die Projekte sogar ihren Weg bis zu Wettbewerben wie Jugend forscht. Denn je mehr Wissen angehäuft wird, desto komplexer und pfiffiger werden die Entwicklungen. “Wir hatten wir mal Mitglied gehabt, die zu Hause Probleme mit Schimmel in einem Zimmer hatten und dort nach einer Lösung fürs Lüften gesucht hatten. Bedingung war, dass nur dann gelüftet werden sollte, wenn das richtige Verhältnis von Luftfeuchtigkeit und Temperatur drinnen als auch draußen vorliegt”, beschreibt Thoralf Härtel die Ausgangslage. Entstanden ist ein Microcontroller, der alle Werte gemessen und über eine komplexe Formel entschieden hat, Fenster auf oder zu. Am Ende wurde es mit einer Fensterkippsteuerung gekoppelt und war erfolgreich bei Jugend forscht. “Es war eine fertige Lösung, die kostengünstig war und so aussieht, als könnte man das im Laden kaufen”, erinnert er sich.

Egal was die Kinder vorhaben zu bauen, in der Arbeitsgemeinschaft Elektronik-Informatik können sie sich herantasten, um die Dinge zu verstehen. “Und wir haben die Materialien dazu.”

Mentor-Spot Chemnitz – ein Ort voller Technik, Kreativität und Vielfalt

Alex und Vadim von Mentor-Spot erklären, welche Projekte es bei ihnen alles gibt.

Die Projektmitarbeitenden betreten den Mentor-SpotLäuft man die Fußgängerzone des Brühls entlang, spürt man die Belebung des ehemals fast ausgestorbenen Straßenzugs nahe des Chemnitzer Zentrums. In vielen Schaufenstern ehemaliger Ladengeschäfte scheinen neue Ideen zu wachsen. Unmittelbar gegenüber der Rosa-Luxemburg-Grundschule wird man von kleinen 3D-gedruckten Robotern begrüßt. Wir gehen hinein und treffen auf 20 Kinder und Jugendliche. Sie arbeiten zusammen mit Vadim und Alex, ihren Mentoren, an verschiedenen Aufgabenstellungen. Es herrscht eine wunderbar offene Atomsphäre. Die Kinder sprechen unterschiedliche Sprachen – Ukrainisch, Russisch, Englisch oder Deutsch – das ist völlig egal.

Wir gehen einen Raum weiter. Dort stehen Serverschränke, 3D-Drucker, Laptops – die Produktionshalle des Mentor-Spots. Hier entstehen Prototypen, die von den Kids entwickelt werden – wir kommen ins Gespräch mit Alex. Er beschreibt uns was der Mentor-Spot ist:

Die Projektmitglieder kommen mit Alex von Mentor-Spot ins Gespräch„Der Verein Integrations- und Kulturzentrum Kolorit e.V. betreibt die Initiative Mentor-Spot. Im Rahmen dieser findet eine Community-Arbeitsgemeinschaft regelmäßig wöchentlich an Samstagen statt, die Raum für kreative Ausdrucksmöglichkeiten im digitalen Zeitalter den Kindern und Jugendlichen ermöglicht. Ein großer Themenbestandteil der Community Mentor-Spot ist die Medienkunst, Kreative Gestaltung mit digitalen Medien, politische Medienbildung, Integration und Teilhabe, kollaboratives Lernen und Teamarbeit, Präsentation und Ausstellung.

Das Angebot richtet sich an Kinder und Jugendliche im Altersspektrum von etwa 6 bis 18 Jahren. Teilnehmende lernen die Grundlagen der digitalen Kunst und Medienwerkzeuge kennen, einschließlich der Arbeit mit Hardware wie Notebooks, Tablets, 3D-Druckern, Virtual Reality-Brillen und Robotertechnik-Bausätzen. Sie werden für wichtige Aspekte der Medienlandschaft wie Hate Speech, Fake News und Dark Social sensibilisiert und lernen, eigene künstlerische Projekte zu realisieren. Des Weiteren entwickeln sie soziale Kompetenzen und Teamarbeit durch Gruppenprojekte und stärken ihre Präsentations- und Kommunikationsfähigkeiten.

Inklusion und Integration sind wichtige Bestandteile der Community. Die Community besteht aus mehrsprachigen Mitgliedern. Um eine barrierefreie Kommunikation zu gewährleisten, sind stets mehrsprachige Mentoren vor Ort, und es wird besonders viel Wert auf die Teilhabe von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund und aus sozial benachteiligten Familien gelegt.“

Verschiedene Sprachen auf einem LaptopDie beiden Mentoren sind Studenten, investieren einen Großteil ihrer Freizeit und eine Menge eigenes Geld in ihr Herzensprojekt – der Mentor-Spot soll wachsen und sich irgendwann aus Mitgliedsbeiträgen und durch kleine Aufträge tragen. Der Weg dahin ist weit, aber die beiden sind entschlossen diesen Weg zu gehen.

Die MINTsportREGION findet die Initiative phantastisch und hat sich deswegen bereit erklärt, 2 Laptops aus Projektmitteln zu finanzieren. Wir sind davon überzeugt, dass hier MINT Förderung betrieben wird, die bei den Jugendlichen ankommt. Davon durften wir uns selbst bei der Übergabe der Förderung überzeugen. Ein Vorzeigeprojekt!

RoboDay am 01.06.2024 im Zentralen Hörsaalgebäude der TU Chemnitz

Zwei Kinder halten Roboteraufbauten aus Bausteinen in den Händen. Im Vordergrund ist ein Sortierkasten zu sehen.

Am 01.06.2024 finden im Zentralen Hörsaalgebäude der TU Chemnitz mit dem RoboDay gleich zwei Roboterwettbewerbe für Kinder und Jugendliche zwischen 8 und 22 Jahren statt. Neben der Möglichkeit, selbst an einem der Wettbewerbe teilzunehmen, wird es vielfältige Mitmachangebote und Workshops zu den Themen Robotik und automatisiertem Fahren geben. Zusätzlich kannst du dich über MINT-Bildungspfade und Studienangebote im Bereich Robotik an der TU Chemnitz informieren und sowohl mit Studierenden als auch Professor:innen direkt ins Gespräch kommen.

Der RoboDay auf einen Blick

  • Erlebe live die Roboterwettbewerbe World Robot Olympiad (WRO) und RoboSAX
  • Baue und programmiere vor Ort dein eigenes autonom fahrendes Fahrzeug, u.a. mit Funduino-Kits und LEGO®MINDSTORMS®
  • Teste deine Fähigkeiten in den Bereichen Programmieren, Löten und 3D-Druck
  • Erfahre, wo in deiner Nähe Roboter-AGs stattfinden und komme direkt mit den Coaches ins Gespräch
  • Erhalte Einblicke in die Softwareentwicklung für automatisiertes Fahren und Berufsperspektiven der Branche
  • Lerne aus erster Hand technische Studiengänge der TU Chemnitz kennen

Zeitplan

WRO-Regionalwettbewerb 9:45-17:00 Uhr
Regionalausscheid des internationalen Roboterwettbewerbs des TECHNIK BEGEISTERT e.V.
ZUM WRO-WETTBEWERB

RoboSAX 9:00-15:30 Uhr
Sachsenweiter Roboterwettbewerb des Kepler-Gymnasiums in Chemnitz.
ZUM ROBOSAX-WETTBEWERB

Mitmachangebote ab 09:30 Uhr

Mitmachangebote für Kinder und Jugendliche für den leichten und spielerischen Einstieg in die Bereiche Robotik & Programmierung, Elektronik & Löten, 3D-Druck & Design sowie Mal- und Bastelangebote für die Kleinsten.

Programmieren mit Calliope mini

Hast Du schon mal mit einem Computer gesprochen? Nein? Dann probiere es mit dem Calliope mini aus! Komm an unseren Stand und programmiere ganz leicht ein eigenes kleines Spiel! Keine Sorge bei Verständigungsschwierigkeiten: Unsere Coaches sind da und unterstützen Dich bei Deinen ersten Codingerlebnissen.

Spielerisch Elektrotechnik lernen mit dem VDE

Das VDE E-LAB Live bietet Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit erste praktische Erfahrungen mit dem Thema Elektrotechnik zu sammeln. Beim Löten erlenen sie spielerisch grundlegende elektrische Fähigkeiten und erhalten einen Einblick in das Fach. Unter fachkundiger Anleitung werden zum Beispiel Platinen mit Leuchtdioden zum Thema Künstliche Intelligenz oder kleine Roboter gelötet. 

Autonomes Fahren mit dem T.U.C Racing Team

Der T.U.C. Racing e.V. ist die größte studentische Initiative der TU Chemnitz und beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Bau eines eigenen Elektro-Rennwagens im Rahmen der „Formula Student“. Dabei beschäftigt sich der Verein nicht nur mit dem manuellen Fahren, sondern auch mit dem autonomen Fahren. Ziel ist es, dass das eigenentwickelte Formel-Fahrzeug eine vorher unbekannte Strecke so schnell wie möglich und komplett auf sich gestellt bewältigt. Das T.U.C. Racing Team nimmt damit am größten Ingenieurs- und Konstruktionswettbewerb der Welt teil. Beim RoboDay stellen sie ihren Rennwagen und einen Teil ihres autonomen Systems vor.

Autonome Roboterfahrzeuge des CADA-Netzwerks

CADA ist ein Zusammenschluss Chemnitzer Technologieunternehmen, die sich mit der Entwicklung des automatisierten Fahrens befassen. CADA möchte bei Schüler:innen Begeisterung für Robotik- und Softwareentwicklungs-Themen wecken. Beim RoboDay bieten wir einen Einblick in die Basistechnologie und Funktionen für autonomes Fahren. Roboterfahrzeuge und Mini-Roboter werden programmiert, um eine definierte Strecke abzufahren. Dabei wird der Einfluss von künstlicher Intelligenz demonstriert.

Elektronische Schaltungen am Siemens Mitmachstand

Tauche ein in die faszinierende Welt der Elektronik. Am Siemens Mitmachstand hast Du die Möglichkeit eine elektronische Schaltung zusammenzubauen. Egal, ob Du schon Erfahrung im Löten hast oder ob Du es zum ersten Mal ausprobieren möchtest. Erfahrene Fachkräfte betreuen Dich hier bis ins Ziel. Am Ende kannst Du dein selbstgebautes elektronisches Gerät mit nach Hause nehmen und stolz deine neuen Fähigkeiten präsentieren.

3D-Druck und Modellierung mit Mentor-Spot

Entdecke die spannende Welt des 3D-Drucks mit einen Einblick in die Grundlagen des Verfahrens. Tauche in die fesselnde 3D-Modellierung, das Sculpting und die Game Experience ein, indem du mit VR/AR Brillen die virtuelle Welte erkunden und interaktive Spiele erlebst. Zusätzlich bieten wir Dir die Chance, die Grundlagen der Programmierung spielerisch zu erlernen, indem Du mit Baukastenspielen experimentieren, um Deine Logik- und Problemlösungsfähigkeiten entwickeln kannst. Insgesamt bieten wir ein vielseitiges Angebot an, das sowohl technische als auch kreative Fähigkeiten fördert und Dir ein interaktives und unterhaltsames Lernerlebnis bietet.

Mobiler Forschungsroboter der Professur Prozessautomatisierung der TU Chemnitz

Die Professur Prozessautomatisierung zeigt einen größeren mobilen Forschungsroboter, der mit Kameras, Laserscannern und Radar als Sensoren ausgestattet ist, um seine Umwelt wahrzunehmen. In einer Live-Demo wird gezeigt, wie diese verschiedenen Sensoren die Welt „sehen“ und was die Vor-und Nachteile der verschiedenen „Sinne“ sind. Weiterhin werden spezielle Modellautos mit Kameras gezeigt, mit denen Studierende in einem Praktikum Versuche zum autonomen Fahren machen können.

Robotik hautnah: Stand der Professur Robotik und Mensch-Technik-Interaktion

Roboter sieht man inzwischen überall. Wir von der Professur Robotik und Mensch-Technik-Interaktion zeigen dir, was wirklich dahinter steckt. Von intelligenter Bildverarbeitung bis hin zur Steuerung eines echten Roboters kannst du dich ausprobieren und aus erster Hand Einblicke in die Thematik erhalten.

Sehen und fühlen in der Nanowelt

Ertaste mit Deinen Händen natürliche Sehnen auf der Nanometerskala. Die mit einem Rasterkraftmikroskop gemessenen Kräfte werden eine Milliarde Mal verstärkt und mit einem Haptikgerät dargestellt. Lerne mit Deinem Tastsinn mechanische Eigenschaften zu unterscheiden.

Virtual Reality zur Erforschung menschlicher Sensorik und Kognition

An unserem Stand kannst du virtuelle Umgebungen ausprobieren, die wir für die Erforschung von Wahrnehmung, Kognition und Verhalten des Menschen verwenden. Mittels einer VR-Brille versetzen wir dich in eine simulierte 3D-Umgebung, in der du zum Beispiel mit Avataren, Maschinen und Robotern interagieren kannst. Zudem beraten wir dich zum Studiengang „Sensorik und kognitive Psychologie“, in dem du dich mit solchen und vielen anderen spannenden Themen beschäftigen kannst.

Programmieren mit BeeBot in der Grundschule (Grundschuldidaktik Sachunterricht, Zentrum für Lehrkräftebildung)

Interaktive Geschichten verknüpfen Coding bzw. digitale Grundbildung mit Natur- und Umweltbildung und Deutsch

Robotik und Informatik im Lehramtsstudium WTH und Werken (Fachdidaktik Wirtschaft – Technik – Haushalt und Soziales, Zentrum für Lehrkräftebildung)

TU Chemnitz, Zentrum für Lehrerbildung, Professur für WTH und Werken: Wir haben viele Exponate zum Ausprobieren mitgebracht. Du kannst bei uns aber auch selbst einen Roboter programmieren (Klasse 1-10). Alle Robotersysteme sind für den Technikunterricht geeignet.

Robotik für Grundschulkinder?! (Professur Schulpädagogik der Primarstufe, Zentrum für Lehrkräftebildung)

Roboter für Grundschulkinder? Ja das geht und macht viel Spaß! Wenn du mehr wissen möchtest, dann komm zum Stand der Schulpädagogik. Bei unserem Mitmachangebot kannst du verschiedene Robotiksysteme ausprobieren und programmieren lernen.

Fachstudienberatung der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

Die Fachstudienberatung berät zu Studienangeboten an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik.

Infostand Maschinenbau

Du hast dich schon immer gefragt, was sich hinter dem Begriff „Maschinenbau“ verbirgt? Wir erklären es dir! Neben einer Vorstellung der Studienmöglichkeiten an der TU Chemnitz kannst du an unserem Informationsstand anschauliche Demonstratoren entdecken.

Vorträge zum Themenbereich Robotik und Künstliche Intelligenz

Martin Richter, Professur Betriebssysteme: „Vom einzelnen Roboter zum Schwarm: Ganzheitliche Programmierung von Gruppen unterschiedlicher Roboter“

10:15 Uhr, Raum C10.013

In den Bereichen Internet of Things, Industrie 4.0, Smart City und Smart Farming spielen Roboterschwärme eine entscheidende Rolle, um Aufgaben effizient und kostengünstig zu bearbeiten. Die Programmierung einzelner Roboter ist bereits anspruchsvoll und die Herausforderungen steigen mit jedem weiteren zu steuernden Roboter. Im Vortrag wird auf aktuelle Ansätze zur Vereinfachung der Programmierung von Roboterschwärmen eingegangen und es werden neue Konzepte aus der Forschung vorgestellt.

Prof. Dr. Florian Röhrbein, Professur Neurorobotik: „Künstliche Dummheit und natürliche Intelligenz“

11:00 Uhr, Raum C10.013

Spektakuläre Erfolge in der Erforschung von Künstlicher Intelligenz lassen uns zunehmend dumm erscheinen, doch was unterscheidet intelligente Maschinen von unserer Art der Intelligenz? Braucht Intelligenz einen Körper und denken wir nur mit unserem Gehirn? KI wirft viele Fragen auf, die in diesem Vortrag aus dem Blickwinkel der Neurorobotik erläutert werden.

Jun.-Prof. Dr. Andreas Bischof, Juniorprofessur Soziologie mit Schwerpunkt Technik, Institut für Soziologie: „Roboter in sozialen Welten – Superhelden oder Spezialfall?“

11:45 Uhr, Raum C10.013

Während die industrielle Produktion längst automatisiert und robotisiert ist, bleibt der Einzug autonomer Roboter in andere Arbeits- und Privatwelten bislang aus. Der Vortrag widmet sich der Untersuchung dieser Frage, mit einem Fokus auf (erfolgversprechendere) Gestaltungs- und Interaktionsstrategien für Roboter in sozialen Welten. Ausgangspunkt bilden dabei die Vorstellungen von Robotern und ihrem möglichen Einsatz. Anschließend werden diese am technischen Potential sowie den sozialen Herausforderungen solcher Welten gespiegelt. Abschließend wird vorgeschlagen, die so genannte „verteilte Handlungsträgerschaft“ zwischen Mensch und Maschine zum Designideal zu erheben, und sich von der Vorstellung vermeintlich autonomer Maschinen als Menschenersatz in sozialen Welten zu verabschieden.

Beim RoboDay mitwirken

Du möchtest den RoboDay mitgestalten? Das Organisationsteam des RoboDays freut sich über jede ehrenamtliche Unterstützung bei der Durchführung des Events. Ob beim Auf- oder Abbau der Veranstaltung, der Cateringbetreuung oder als Schiedsrichter:in – jede Unterstützung ist willkommen! Näheren Informationen findest du auf der Homepage der WRO.

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