Robotik-Camp vom 30.-31.05.2015 an der TUHH

Zum zehnten Mal hat ein Robotik-Camp an der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) stattgefunden. Insgesamt über 90 Schülerinnen und Schüler kamen am 30. und 31. Mai 2015 nicht nur aus der Metropolregion Hamburg, sondern aus dem gesamten Bundesgebiet und sogar aus dem Ausland. Schülerinnen und Schüler der Grund-, Mittel und Oberstufe sowie Abiturienten konstruierten und programmierten gemeinsam ein Wochenende lang verschiedene Roboter.

Die Jugendlichen wurden entsprechend ihrer Vorkenntnisse in die unten beschriebenen verschiedenen Module eingeteilt. Es gab eine große Bandbreite an Möglichkeiten der Programmierung. Für blutige Anfänger bis hin zu erfahrenen Programmierern hatten wir das passende Modul. Die zwei neuen Module Arduino und die Gestaltung und Druck von 3D-Modellen aus dem letzten Camp haben viel Anklang gefunden und wurden daher wieder angeboten. Zusätzlich haben wir aufgrund der hohen Anmeldezahlen ein Modul doppelt bereitgestellt. 

Modul 1: Grundlagen der Programmierung mit LEGO RCX

Dieses Modul richtete sich an Teilnehmerinnen und Teilnehmer ohne Vorkenntnisse. Vermittelt wurden wichtige Strukturen der Informatik, mit denen der selbstgebaute LEGO RCX Roboter schon nach kurzer Einarbeitung den Weg durch einen Linien-Parcours finden konnte. Nicht nur die richtige Software sondern auch die Konstruktion des Roboters spielte eine große Rolle. Die Programmierung wurde in der auf einer graphischen Oberfläche basierenden Software ROBOLAB durchgeführt.

Modul 2: Imperative Programmierung mit LEGO NXT

Dieses Modul bot eine Erweiterung des Moduls 1 zur Grundlagen Programmierung. Den Teilnehmerinnen und Teilnehmer ohne Vorkenntnisse wurden die wichtigen Strukturen der Informatik anhand des LEGO NXT Roboters vermittelt. Am ersten Tag wurde ein schneller Einstieg mit der grafikbasierten Programmiersprache Robolab mit Hilfe einiger einfachen Aufgaben gemacht. Am Sonntag durften die Teilnehmer aus einem Pool von Aufgaben auswählen, welche sie gerne bearbeiten wollten. Sie konnten beispielsweise ihren Roboter einer schwarzen Linie folgen, zwischen zwei Kisten einparken, durch ein Hindernissparcours fahren und etwas zeichnen lassen. Das Highlight der Kinder war der Roboterkampf.

Modul 3: Imperative Programmierung mit LEGO NXT 2

Da sich so viele Kinder angemeldet hatten, haben wir einen weiteren NXT Kurs angeboten. In diesem Modul wurde auf den vorhandenen Kenntnisse der Programmiersprache ROBOLAB aufgebaut und unter Nutzung des LEGO NXT Robotersystems die Programmiersprache NXC gelernt. Die Programmiersprache NXC („Not Exactly C“) ist eine an C angelehnte Programmiersprache, bei der die wichtigen Strukturen für den NXT vorgegeben sind. Schließlich folgten auch diese Roboter der vorgegebenen Strecke oder parkten zwischen zwei Kisten ein.

Modul 4: Objektorientierte Programmierung mit LEGO EV3

In diesem Kurs konnten vorhandene Programmierkenntnisse vertieft werden. Anhand der Sprache „Java“ wurden Unterschiede zwischen imperativen und objektorientierten Programmiersprachen aufgezeigt. Nach ein paar im Schwirigkeitsgrad schrittweise ansteigender Aufgaben wurde mit dem Projektset "Weltraumexpedition" gearbeitet. Dabei mussten mit Hilfe eines Lichtsensors, eines Ultraschallsensors oder eines Tasters  verschiedenen Stationen angefahren und bestimmte Bewegungen ausgeführt werden.

Modul 5: Konstruktion und Programmierung eines ASURO-Roboters

Neben der Programmierung des Roboters stand der Zusammenbau des ASURO-Robotikbausatzes im Mittelpunkt. Die Teilnehmer mussten dafür auch viele der Komponenten des ASUROs zusammenlöten. Nach dem Zusammenbau des Bausatzes und nach einer erfolgreichen Fehlersuche konnte mit der Programmierung begonnen werden. Die Aufgabe bestand darin, einen Parcours möglichst schnell und zuverlässig zu durchqueren.

Modul 6: Schaltungsentwurf und Programmierung mit Arduino

In diesem Kurs stand der Entwurf von elektronischen Schaltungen und die Ansteuerung dieser Schaltungen über das Arduino Board im Vordergrung. Mit einfachen Steckverbindungen werden Schaltungen zum Betreiben von Motoren oder LEDs aufgebaut. Elementare Schaltkreise wurden eingeführt und weiterentwickelt. Über den programmierbaren Mikrocontroller des Arduino Boards werden schließlich die selbst entworfenen Schaltungen gesteuert. Die Programmierung wird in der Hochsprache "C" durchgeführt. Unteranderem wurde eine 3D-LED-Cube gebaut.

Modul 7: Konstruktion und Druck von 3D-Modellen

In diesem Kurs wurden die Grundlagen des 3D-Drucks und erste Kompetenzen im visuellen Konstruieren mittels CAD-Software vermittelt. Diese Software bietet Ingenieuren die Möglichkeit ihre Konstruktionen im Rechner zu visualisieren. Dank des 3D-Drucks können diese eigenständig erstellten 3D-Konstruktionen unkomploziert und schnell gefertigt werden. Zum Üben wurden einige kleine Aufgaben gedruckt. Im Anschluss musste als Gruppe eine Murmelbahn konstruiert und gefertigt werden.

Austausch mit Studierenden der TU Hamburg-Harburg

Während der gemeinsamen Mahlzeiten konnten sich die Schülerinnen und Schüler aus den unterschiedlichen Modulen austauschen und aufgrund der räumlichen Nähe einen kurzen Einblick in die Projekte ihrer Mitstreiter gewinnen. Darüber hinaus konnten sie sich mit Mitarbeitern der Koordinierungsstelle dual@TUHH über Studienmöglichkeiten und den Alltag als Student unterhalten. Weiterhin bot dieser Workshop den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, sich über das dual@TUHH-Programm, ein Studium mit Praktikumsphasen und Studienfinanzierung an der TUHH, bei den anwesenden Studierenden zu informieren.

Zum Abschluss fand im großen Höhrsaal eine Abschlussveranstaltung statt. In dieser konnten die Eltern durch Kursvorträge der einzelnen Gruppen und einer Fotoshow einen Einblick in die Kursarbeit bekommen.