Ferienprojekt im Schüler:innenlabor

Mit CAD, 3D-Druck und Lötkolben zum eigenen Aufräumroboter

Wie aus einer Idee ein funktionierender Roboter wird, konnten zehn Kinder und Jugendliche ab der 7. Klasse bei einem fünftägigen MINT-Ferienprojekt im zdi-Schüler:innenlabor MINT-WERKSTATT erleben. Unter fachkundiger Anleitung entwickelten, konstruierten, bauten und programmierten die Teilnehmenden ihren eigenen fahrenden Aufräumroboter – und erhielten dabei einen praxisnahen Einblick in die Welt von Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik.

Begleitet wurden die Jugendlichen von Informatiker Mario Pesch vom openSenseLab gGmbH aus Münster, dem selbstständigen Elektrotechnikermeister Andreas Schöler aus Lüdinghausen und seinem Auszubildenden im Bereich Elektrotechnik, Jonas Lüttmann. Gemeinsam unterstützten sie die Teilnehmenden bei den einzelnen Konstruktions- und Arbeitsschritten und vermittelten praxisnahes Wissen aus Informatik, Elektronik und Technik sowie Informationen zu den Berufsbildern.

Im Mittelpunkt des Projekts stand das eigenständige Arbeiten an den verschiedenen Stationen des Roboterbaus. Den Anfang machte die CAD-Konstruktion: Die Teilnehmenden entwickelten und individualisierten ihre eigenen Roboterarme am Computer. Anschließend wurden die konstruierten Bauteile mit dem 3D-Drucker gefertigt.

Auch für den Korpus der Roboter waren die Jugendlichen selbst gefragt. Sie erstellten individuelle Dateien für den Einsatz des Lasercutters, mit dem die benötigten Bauteile für den Roboterkorpus aus Acrylglas angefertigt wurden. So wurde aus den digitalen Entwürfen Schritt für Schritt ein realer Roboter.

Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Elektrotechnik. Die Teilnehmenden führten Elektroinstallationen durch und lernten, verschiedene Bauteile an die Steuerplatine zu löten. Unter anderem wurden Servomotoren angeschlossen, die später für die Bewegungen des Roboters zuständig sind. Die fertigen Elektrobauteile wurden anschließend auf speziell angefertigten, 3D-gedruckten Platten montiert. In die dafür vorgesehenen Gewinde wurden die Komponenten eingesetzt und sicher verschraubt.

Für ein besonderes individuelles Element sorgte das Roboterauge: Aus dem 3D-Drucker entstand ein rundes Gehäuse, das mit LEDs ausgestattet wurde und jedem Roboter seinen eigenen Charakter verlieh.

Parallel zu Konstruktion und Bau ging es an die Programmierung. Dafür nutzten die Kinder und Jugendlichen eine eigens für das Projekt entwickelte Programmierumgebung, in der sie ihre Roboter selbst programmierten. So konnten sie unmittelbar nachvollziehen, wie ihre selbst geschriebenen Programme die Bewegungen und Funktionen des Roboters steuern.

Ein besonderer Vorteil: Die verwendete Programmierumgebung ist Open Source. Damit endet das Projekt nicht mit dem letzten Projekttag. Die Teilnehmenden können die Programmierumgebung auch nach Abschluss des Ferienprojekts weiter nutzen und ihre Roboter zu Hause weiterprogrammieren, neue Funktionen ausprobieren und ihre eigenen Ideen umsetzen.

Das fünftägige Ferienprojekt verband damit kreative Gestaltung mit technischem Verständnis und praktischer Problemlösung. Die Teilnehmenden konnten moderne Fertigungsverfahren wie CAD, 3D-Druck und Lasercutting kennenlernen und gleichzeitig praktische Erfahrungen in Elektronik, Löten, Programmierung und Robotik sammeln.

Das Projekt zeigte eindrucksvoll: MINT wird besonders spannend, wenn man nicht nur darüber spricht, sondern selbst etwas entwickelt, baut und zum Leben erweckt – und wenn der eigene Roboter auch nach dem Ferienprojekt weiterlernen kann.

Das Projekt wurde im Rahmen der vertieften Beruflichen Orientierung durch Mittel des Ministeriums für Kultur und Wissenschaft NRW und die Bundesagentur für Arbeit gefördert.

Weitere Informationen zu diesem und weiteren MINT-Projekten im Kreis Coesfeld erhalten Sie beim zdi-Netzwerk Kreis Coesfeld, das Teil des Regionalen Bildungsbüros ist und auf der Homepage: https://www.kreis-coesfeld.de/themen-projekte/bildung-schulen/regionales-bildungsnetzwerk.