Für Schüler:innen

In diesem Workshop baust du deinen eigenen Roboter zusammen. Du lernst, wie der Roboter mit kleinen Motoren ausgestattet werden muss, damit er später auch laufen kann. Um Hindernisse zu erkennen und ihnen auszuweichen, gibst du ihm zwei Augen aus Ultraschallsensoren.

Sobald du den Roboter fertig zusammengebaut hast, musst du ihm nur noch beibringen, wie er reagieren soll, wenn er beispielsweise vor einem Hindernis steht: Soll er nach links oder rechts ausweichen? Oder soll er einfach rückwärts laufen? Vielleicht lässt du ihn auch einen kleinen Seufzer machen – denn der Roboter kann schließlich auch ein paar Laute ausgeben! Wir nennen das „Programmieren des “ und dabei sind deiner Fantasie keine Grenzen gesetzt.

Schaffst du es sogar dem Roboter das Tanzen beizubringen? Aber Moment: Was ist nochmal Ultraschall? Vielleicht hast du diesen Begriff schon einmal im Zusammenhang mit Fledermäusen gehört? Was die kleinen nachtaktiven Tiere mit den Augen deines Roboters zu tun haben und was Ultraschall genau ist, lernst du in einer Vorlesung während des Workshops.

Ob Displaybeleuchtung, Straßenlaternen oder Autoscheinwerfer — Licht spielt in unserem Leben eine wichtige Rolle. Aber was ist der physikalische Unterschied zwischen rotem und blauem Licht? Wann sagt man, dass Licht ‚warm’ oder ‚kalt’ ist? Und was bedeutet LED nochmal?

In einer Vorlesung zu Beginn des Workshops werden dir zunächst die physikalischen Grundlagen zum Thema Licht vermittelt. Danach baust du unter Anleitung dein eigenes Spektroskop, mit dem du Licht in all seine Farben zerlegen kannst.

Aber wäre es nicht noch viel interessanter, wenn du wüsstest, wie du Licht nach deinen eigenen Vorstellungen gestalten kannst? Wir zeigen dir, wie du einen Mikrocontroller programmieren musst, damit du eine LED zum Leuchten bringst, sie schnell blinken lässt oder ihre Farbe wechseln kannst. Außerdem lernst du, wie du Texte an ein LED-Display senden und darauf anzeigen lassen kannst. Na, schon eine Idee für eine Botschaft?

Aus unserer heutigen Welt ist Strom nicht mehr wegzudenken – zum Laden von Handy oder Elektroauto über Beleuchtung bis hin zu Küchengeräten. Doch was ist eigentlich Strom und wie entstehen Blitze?

In unserem Workshop zum Bau einer kleinen Teslaspule erleben wir die Faszination der Elektrizität hautnah. Eine Teslaspule ist ein elektrotechnischer Aufbau, der 1901 von dem Erfinder Nikola Tesla entwickelt wurde, um elektrische Energie drahtlos zu übertragen. Heutzutage wird sie zum Erzeugen hoher Spannungen von einigen 100000 Volt verwendet, um zum Beispiel Blitze und kleine Entladungen zu erzeugen.

Eine solche Teslaspule wird jede Teilnehmerin im Rahmen des Workshops selbst aufbauen. Dabei verlöten wir verschiedene elektrische Bauelemente wie Spulen, Kondensatoren und Widerstände. Anschließend können wir viele wichtige Phänomene der Elektrotechnik beobachten: Wir erzeugen kleine Blitze, erklären, warum LEDs in der Nähe der Teslaspule anfangen zu leuchten und spielen mit unseren Teslaspulen sogar Musik ab. Zum Abschluss schauen wir uns alle Phänomene in der Hochspannungshalle der TU Darmstadt im großen Maßstab an.

In der Medizin sind die Pulsmessung und die Messung des Sauerstoffgehaltes im Blut von großer Bedeutung. Je besser die Sauerstoffsättigung im Blut, desto besser werden unsere Organe und Körpergewebe versorgt. Wie man die Sättigung und den Puls mithilfe eines einfachen Fingerclips und ohne Blutabnehmen messen kann, wirst du in diesem Versuch erfahren.

Angefangen beim menschlichen Blutkreislauf über die Interaktion von Blut und Lichtstrahlen hin zu den elektrischen Effekten im Sensor wirst du alle Aspekte dieses Messprinzips kennenlernen. Zusammen testen wir dann im Experiment ob das auch so funktioniert.

Und dann geht es ab in die Praxis, denn du baust im Workshop auch dein eigenes Gerät zur Messung von Puls und Sauerstoffsättigung. Jetzt wird gelötet und programmiert und wenn’s fertig ist kannst du deinen Herzschlag auf dem Display sehen!

Kabellose Ladegeräte und Induktionskochfelder zeigen eins ganz deutlich: Durch elektromagnetische Felder werden offensichtlich gigantische Kräfte durch die Luft übertragen. Aber was genau geht da eigentlich vor sich? Warum ist das Induktionskochfeld kalt, wenn ich die Hand darauf lege, aber offenbar nicht wenn ich einen Topf darauf stelle? Wie ist man überhaupt darauf gekommen, dass man gigantische Mengen Energie einfach über die Luft übertragen kann?

Diese und noch weitere Fragen wollen wir im Laufe dieses Workshops klären. Dabei wirst du Techniken kennenlernen, mit denen Ingenieur:innen in der Wirtschaft moderne Geräte entwerfen, sie dazu benutzen deine eigenen theoretischen Vorhersagen zu machen und diese mit praktischen Beispielen zu überprüfen.