Fortsetzung Bau eines Mulchroboter

Aufbauend auf die Prototyp-Entwicklung in lüttIng. 2023-24 baut der WPU 10 ein Prototyp als Unkrautvernichtungs-Roboter. Das Projekt zielt darauf ab, einen Roboter zu entwickeln, der Unkraut auf kleineren (50 m langen) Gemüsebeeten durch ein Kamerasystem erkennen und dieses durch Mulchen (mechanische Unkrautbehandlung) bekämpfen soll. Der Roboter soll im Gemüseanbau eingesetzt werden können und eine nachhaltige Alternative zur manuellen und chemischen Unkrautbekämpfungsmethoden bieten. Das Projekt soll eine umweltfreundliche und kosten¬effiziente Lösung für die Unkrautbekämpfung bereitstellen.

Bau einer autonom messenden Boje, die die Daten auf dem Meer ohne Mobilverbindung über die üblichen Telefonnetze an einen Server senden kann

Das Projekt soll mehrere technische Ziele verfolgen:

1. Es soll eine Boje gebaut werden, die selbstständig Messdaten aufnimmt.
2. Die Messwerte sollen von der Boje über eine Funksystem (LoRa, Iridium) an einen Server gesendet werden.
3. Die Versorgung der Boje soll mit regenerativer Energie erfolgen.

Für die zeitliche Umsetzung des Projektes sind mehrere Teilprojekte bzw. Teilphasen vorgesehen.

• In einem Teilprojekt sollen mit dem Mikrocontroller Raspberry Pi Messwerte von Sensoren aufgenommen werden, die mit dem LoRa-Funknetz bzw. mit Iridium übertragen werden.
• In einem weiteren Teil werden Testmodelle von Bojen mit dem 3D-Drucker gebaut, die auf ihre Funktionalität untersucht werden.
• Eine Gruppe soll sich damit beschäftigen, wie die Elektronik mit regenerativer Energie versorgt werden kann. Hier bietet sich die Kooperation mit Hanseatic Power Solutions an.

In der finalen Phase werden die Projekte zusammen-geführt und in eine große Boje gebaut, die dann im offenen Wasser getestet werden soll. Beim Bau der großen Boje wird voraussichtlich eine Metallbaufirma hinzugezogen

Filament-Recycler PETer

Im Schülerforschungszentrum Hohenwestedt eröffnet sich den Schüler/innen die Möglichkeit, eigene MINT-Projekte zu realisieren. Eine besondere Bedeutung spielt dabei der 3D-Druck, da dieser die kostengünstige Herstellung selbst konstruierter Bauteile ermöglicht. Leider fällt hierbei viel Abfall an. Nicht nur Fehldrucke, auch die für den Druckprozess notwenigen Stützstrukturen stellen eine Verschwendung von Ressourcen dar. Um dieses Material zukünftig vor Ort zu recyceln, wird der Filament-Recycler PETer konstruiert und gebaut, der diesen Kunststoffabfall nicht nur sammelt und trocken lagert, sondern auch in mehreren Schritten neu aufbereitet.

Erweiterung des Forschungscampus Energiehaus um ein automatisiertes Gewächshaus

Die Schülerinnen und Schülern der Jahrgänge 9 bis Q2 soll sich in die Bedienung der Automatisierungstechnik einarbeiten und ausstehende Installationen vornehmen. Damit wird die Gruppe befähigt, zukünftig die Voraussetzungen für die Bepflanzung und automatische Steuerung des Gewächshauses zu schaffen.
Erforschung neuer Materialien für die Energiespeicherung zum Betrieb des automatisierten Gewächshauses: In Anknüpfung an das Vorhaben der bisherigen Schülergruppe, die Automatisierung des Gewächshauses klimaneutral zu betreiben, ergibt sich mit der Erforschung nachhaltiger Materialien hinsichtlich ihrer Eignung als Energiespeicher ein zweiter Schwerpunkt des Projektes. Dabei sollen neue Materialien für die Energiespeicherung, beispielsweise beim Bau von Akkus, experimentell erforscht werden.

Bau von Bluetooth/Airplay Lautsprechern

In dem WPU bauen die SuS eigene Lautsprecher. Dafür arbeiten sie mit den Profis von Abacus Electronics und den Handwerkern der Tischlerei Springhirsch zusammen. Die Schüler werden aktiv eingebunden, indem sie Mini-PC-Komponenten und Lautsprecher kaufen, diese programmieren und anpassen. Die Lautsprecher werden so konzipiert, dass sie über Bluetooth, Airplay und Kabel mit anderen Geräten verbunden werden können. Etwas Besonderes ist die Gestaltung der Lautsprechergehäuse: Mit der Unterstützung von Abacus Electronics entwerfen die SuS die Gehäuse und setzen die Fertigung in der Tischlerei Springhirsch um. Dabei nutzen sie Holz und modernste Technik, wie Laser und CNC-Fräsen.

Nachhaltiger Innenausbau Bücherbus

Ein früherer Reisebus wurde im zurückliegenden Schuljahr gekauft und entkernt. Im lüttIng.-Projekt erfolgt die Planung und Anfertigung der Inneneinrichtung mit Bücherregalen, Sitzecken und Entlüftung.

Gewächshaus mit Solarenergie, Hochbeeten und Geräten für den Schulgarten

Erschaffung des Schulgartens mit folgenden handwerklichen / technischen Produkten: Herstellung der Hochbeete: die SuS entwickeln eigene Konstruktionspläne, Prototypen und Hochbeete, Aufbau und Ausstattung Gewächshaus, hierzu zählt auch das Fundamentes, Bau eines Pflanztisches für das Gewächshaus, Bau von Rankhilfen für das Gewächshaus, Bau von Halterungen für Werkzeuge, Geräte, Konstruktion einer Gewächshaus-Beschattung.

Entwicklung und Erprobung automatischer Lüftungseinheiten für Kellerräume

Viele Altbauten sind noch unzureichend wärmegedämmt. Die Keller werden im Sommer feucht, dies führt zu Schimmelbildung. In diesem Projekt wurde eine intelligente, aktive Lüftung entwickelt, die die Feuchtigkeit im betroffenen Keller vermindert. Während der Projektlaufzeit beschloss das lüttIng.-Team, die Lüftungseinheiten für Räume im Keller der Schule zu bauen. Durch die Verminderung des Geruches kann die gesamte Schule auf diesem Weg am Erfolg des Projektes teilhaben.

Messetechnische Umsetzung einer automatischen Registrierung von Sonnenscheindauer und Salzgehalt in „Rockpools“ im Wattenmeer

Viele Altbauten sind noch unzureichend wärmegedämmt. Die Keller werden im Sommer feucht, dies führt zu Schimmelbildung.
In diesem Projekt wurde eine intelligente, aktive Lüftung entwickelt, die die Feuchtigkeit im betroffenen Keller vermindert.
Während der Projektlaufzeit beschloss das lüttIng.-Team, die Lüftungseinheiten für Räume im Keller der Schule zu bauen.
Durch die Verminderung des Geruches kann die gesamte Schule auf diesem Weg am Erfolg des Projektes teilhaben.
„Rockpools“ sind Mulden im Wattenmeer, die bei Ebbe als Tümpel zurückbleiben und der Verdunstung ausgesetzt sind,
so dass sich der Salzgehalt entsprechend der Sonnenscheindauer erhöht.
Die Schülerinnen und Schüler entwickelten ein autarkes Inselsystem zur Versorgung der Messtechnik.
Die Messtechnik untersucht u.a. Salzgehalt, Sonnenscheindauer, Temperatur, pH-Wert, Pegelstand und Verdunstungsrate.
Weiterhin werden die vorkommenden Seepocken-Arten bestimmt, um zu ermitteln, welche Arten die größere Salztoleranz aufweisen.
Die Erprobung erfolgte in Büsum im Watt. Die eigentlichen Untersuchungsflächen liegen im Gezeitenbereich vor Hallig Langeneß.
Dies unterstützt die dortige Schutzstation Wattenmeer.

Lernspiel Labyrinth mit elektronischen Steuerungseinheiten

Das lüttIng.-Team baute ein Labyrinth mit elektronisch gesteuerten Barrieren, Lichtschranken und programmierten Lernfragen,
das zukünftig als Lernmittel für die Schule dient.
Das Labyrinth hat eine Größe von 2×3m und ist für 6 Spielerinnen ausgelegt. Um unterschiedliche Altersgruppe ansprechen zu können,
wird der Tisch höhenverstellbar konstruiert.
Mittels elektronischer Spannungsversorgung, Lichtschrankentechnik und elektronisch zu öffnenden Löchern (Zufallsgenerator) wird der Verlauf der Kugel gelenkt.
In das Labyrinth sind 10 Barrieren eingebaut, die sich nur öffnen, wenn eine aus einem Computerprogramm generierte Frage richtig beantwortet wurde.
Diese Fragen lieferten die Schülerinnen und Schüler der gesamten Schule in einem Wettbewerb.

Bau einer Hybridanlage zur Stromerzeugung im Technikgarten der Schule

Für die zukünftige Hybridanlage bauten die Schülerinnen und Schüler zunächst das Modell einer kleinen Windkraftanlage.
Das lüttIng.-Team baute eine Hybridanlage, in der Strom regenerativ aus Photovoltaik und Windkraft erzeugt wird.
Die als Inselanlage geplante Stromerzeugungs-Konstruktion wurde als Abschluss des lüttIng.-Projektes im Technikgarten der Schule aufgestellt.
Mit dem Strom wird eine Ladestation für akkubetriebene Elektrogeräte der Schule gespeist.

Installation von Lüftungsanlagen mit Wärme-Rückgewinnung

In diesem Projekt plante die LüttIng.-Gruppe die Installation einer geräuscharmen Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung in Souterrainklassenräumen.
Mit dieser Anlage soll einerseits die Luftqualität im Klassenraum nachhaltig verbessert werden.
Andererseits soll die Anlage als Demonstrationsobjekt für eine Lüftungsanlage dienen, bei der die komplette Energiebilanz des Lüftungsprozesses messbar und nachvollziehbar ist. Die Kellerlüftungsanlage wird im Anschluss weiter betreut und von drei Schülerinnen und Schülern über einen Forschungswettbewerb weiterentwickelt.

Energieversorgung und Energieeinsparung am Beispiel des Modellhauses

Bau eines Modell-Hauses auf dem Schulgrundstück neben der zu errichtenden Kleinwindkraftanlage (Blockhaus).
Eigenständige, nachträgliche Wärmedämmung des Modellhauses, eigenständige Installation von Messgeräten für Windenergie- und Fotovoltaik-Anlagen,
Energieversorgung durch vorhandene Windenergie- und Fotovoltaik-Anlage.
Das Haus soll ein Schülerlabor bzw. auch ein Forschungslabor werden.

Wahlpflichtkurs: CAD-CAM

Das lüttIng.-Projekt bietet theoretische und praktische Einblicke in moderne Fertigungstechnologien.
Durch das Projekt sollen die Schülerinnen und Schüler aktuelle Fertigungsverfahren verstehen und nutzen.
Mittels CAD-Programmen werden die gewünschten Fertigungsteile programmiert.
Beim Rapid Prototyping handelt es sich um sogenannte generative Fertigungsverfahren. Hier werden die Werkstücke schichtenweise aufgebaut.
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln mit diesen Verfahren Werkstücke für die Schule, wie z.B. Ersatzteile, von der digitalen Konstruktion über die Fertigung
bis zum Produkt.

Bau von Messgeräten und Anzeigetafeln für den Sportunterricht

Konzeption und Bau von Messgeräten und Anzeigen für den Sportunterricht:

• Zeitmesssysteme: Lichtschranke für Läufer
• Doppellichtschranke für Geschwindigkeit z.B. von Fußbällen
• Prallplatte oder Videoanalyse: Geschwindigkeit von Tennis- und Badmintonbällen
• Anzeigentafeln von Spielständen

Im lüttIng.-Projekt erfolgt der Bau von Prototypen, die danach jahrelang möglichst wartungsfrei an der Schule eingesetzt werden sollen.

Gewächshaus mit intelligentem Bewässerungssystem

Neben einem vorhandenen Hochbeet wurde im Rahmen von lüttIng. der Bau zweier Gewächshäuser mit intelligenten Bewässerungs­systemen verwirklicht.
Gemeinsam mit einem Metallbau-Unternehmen fertigten die Jugendlichen die Gewächshäuser selbst. Mittels Sensoren wird in den fertigen Gewächshäusern
z.B. Temperatur oder Trockenheit gemessen, um die Bewässerung automatisch durchführen zu können.

Entwicklung eines Telepräsenzroboter

Der Telepräsenzroboter soll es zukünftig Schülern, die längere Zeit im Krankenhaus den Unterricht verpassen ermöglichen, live am Unterricht teilzunehmen.
Im Gegensatz zu Skye o.ä. kann der Schüler damit nicht nur bildhaft kommunizieren, sondern auch vom Krankenbett aus den Laptop steuern.
Das Originalgerät wäre für Schulen zu kostenintensiv. Also wurde ein bestehender Roboter umgebaut und an die Bedürfnisse von Schule angepasst.
Am Ende soll ein „Segway mit Kamera und Laptop” durch die Schule fahren und auf diese Weise dem kranken Schüler die Teilnahme am Unterricht
vom Krankenbett aus ermöglichen.

Fertigung von Makrokosmen aus Polymethylmethacrylat zur Erfassung abiotischer Faktoren im Themenbereich „Klimawandel“

Im ersten Schritt erfolgt in diesem Projekt die Herstellung von geschlossenen, luftdichten und durchsichtigen Kästen. In diese Kästen werden Sensoren eingefügt, so dass Messungen zu unterschiedlichen Faktoren möglich werden. Hiermit führt die Gruppe Experimente zum Verständnis des Klimawandels durch.

An der Schule gewonnen Ökostrom sinnvoll nutzen – Konstruktion und Fertigung eines Akku-Ladeschranks

Die Photovoltaikplatten der Schule liefern die Solarenergie in einen Speicher. Um die gespeicherte Energie für alle nutzbar zu machen, baut das Team einen Schrank mit Fächern und Anschlüssen zum Aufladen von Handys und Notebooks.

Einrichtung und Durchführung einer Notebook-Reparatur-Werkstatt

Defekte oder nicht energieeffiziente Rechner werden repariert und technisch aufgerüstet.

Intelligente Türschilder

Mit diesen digitalen Türschildern fällt es allen leichter, in der Schule den richtigen Raum zu finden. Die Energieversorgung, Programmierung und Informationsvermittlung sind wichtige Bausteine, um diese Türschilder auch tatsächlich in der Schule einsetzen zu können.

Forscherstationen für den neuen Schulhof

Erstellen mehrerer Stationen: z.B. Wetter, mathematische Knobelei, Weltall, Kräfte und Hebel

Weiterentwicklung des Brückenbau-Projektes mit Einsatz einer VR-Brille

Mittels einer VR-Brille kann die Statik von Brücken untersucht werden. Vorherige Programmierungen von Brücken erhalten mittels VR-Brille die Chance, im Detail dreidimensional überprüft zu werden.

DigitOrnithObs – das digitale Vogelhaus

In die selbstgefertigten Vogelhäuser montiert das lüttIng.-Team Messtechnik, um z.B. das Gewicht überprüfen zu können oder mit einer Kamera die Aufzucht der Jungvögel zu beobachten.

Regenerative Energieversorgung der Forscherhütte

Die bestehende Forscherhütte am Schulbiotop erhält Photovoltaikplatten. Damit kann die Solarenergie genutzt werden, um im Inneren Energie ohne externe Stromversorgung zum Mikroskopieren usw. zu können.

Der Bücherbus wird autark

Ein Bus wird zum Bücherbus umgebaut. Im ersten Schritt ist der Bus zu entkernen. Eine Entlüftung muss montiert werden, um witterungsbedingte Feuchtigkeit zu beseitigen. Die Energieversorgung wird durch Photovoltaikplatten auf dem Busdach hergestellt.

Mulchroboter für die Unkrautbekämpfung

In Kooperation mit einer Solidarischen Landwirtschaft entsteht der Prototyp eines Mulchroboters.

Smarte Lautsprecheranlage

Um in der Schule Durchsagen überall verständlich zu machen, werden bestehende CO₂-Messampeln umgebaut und zu digital vernetzten Lautsprechern erweitert.

Blitz-Warn-App

Aus der Messung von Blitzhäufigkeiten in der Region und deren Wirkung auf die messbare Spannung wird eine App programmiert. Sie soll die Menschen davor bewahren, in Phasen mit hohem Blitzrisiko in das benachbarte Wattenmeer zu gehen.

Konstruktion eines Systems zur Gewässeranalyse

HORST entsteht: Hydrostatik-resistenter, sensortragender Tauchroboter. Er liefert Messdaten aus der Tiefe von Gewässern.

Entwicklung einer mobilen Rettungsstation

Umbau eines Koffer­anhäng­ers zum Transport des schulischen Rettungs­bootes „Trier“ mit Zusatzfunktionen. So steht zukünftig eine mobile Rettungsstation für alle schulischen Veranstaltungen zur Verfügung.

Entwicklung und Bau von Experimentierkisten

Damit die Grundschulen unterschiedliche MINT-Experimente durchführen können, planen und konstruieren die älteren Schülerinnen und Schüler Experimentierkisten für sie. Durch Schaltungen und Leuchtdioden können spielerisch Fragen zu MINT-Themen beantwortet werden.

DigitAirObs – Luftqualität digital erfassen

Es entsteht eine mobile Messstation mit unterschiedlichen Sensoren, um im Umfeld der Schule die Luftqualität besonders an Verkehrsknotenpunkten untersuchen zu können.