Eröffnung

Der Wettbewerb Jugend forscht stand 2017 unter dem Thema „Spring - Verwirkliche Deine Idee“. Den Regionalwettbewerb Halle am 14. Februar richteten die Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH und die Halloren Schokoladenfabrik AG in aus. Der Wettbewerbsort war wiederum die Schweißtechnische Lehr- und Verrsuchsanstalt Halle GmbH in der Köthener Straße 33a.


In der Sparte Technik waren es 5 Wettbewerbsteilnehmer, davon 2 in Schüler experimentieren, beide von den PAS Großkorbetha, betreut von der Lehrerin Ines Bittmann:

  • Jona Malte Schimpf „Die verbesserte Leuchtjacke“
  • Cedric Hentschel, Niclas Knesebeck und Robin Raifarth „ Das Gewächshaus der Zukunft“

Den ersten Preis bekam der Beitrag „Das Gewächshaus der Zukunft“, das die Schüler mit folgender Zusammenfassung eingereicht hatten und womit sie in der Präsentation die Juroren überzeugten:

b_250_188_0_00_images_stories_2018_1-2018_vdi-09-jugend-forscht_IMGP7199web.JPG"Wir haben im Winter unseren Kompost dampfen sehen und haben uns überlegt ob man die Wärme auch für das Wachstum von Pflanzen gebrauchen kann. Das Gewächshaus soll ganzjährig nutzbar sein. Wir wollen ein Modell des Gewächshauses bauen und mit einem Minikompost verbinden. Der Kompost soll mit einem Wasserschlauch durchzogen (Spirale) sein. Das so erwärmte Wasser wollen wir dann zur Beheizung unseres Gewächshauses nutzen. Um genauer Daten von einem Kompost zu bekommen, werden wir in verschiedenen Komposthaufen die Temperatur messen. Außerdem werden wir uns die Lebewesen eines Komposthaufen näher betrachten."

Bei Jugend forscht waren folgende 3 Beiträge zu bewerten:

  • Leon Trinkhaus und Leoni Hoffmann vom Gymnasium Südstadt Halle, betreuungslehre Herr Harald Adler: „Erneuerbare Energien – Wärmetauscher“
  • Philip Zincke und John Heilmann vom Paul-Gerhardt-Gymnasium Gträfenhainichen, Betreuungslehrer Herr Freddy Stiehler: „Der 3D-Schokoladendrucker“
  • Simon Kühn von der Landesschule Pforta, Betreuungslehrerin Frau Simone Barth dieses psychologische Thema passte eigentlich nicht wirklich in die Sparte Technik, wurde aber von keiner anderen Sparte angenommen: „Das Klavier in deinem Kopf“

b_250_188_0_00_images_stories_2018_1-2018_vdi-09-jugend-forscht_IMGP7203web.JPGDen Juroren fiel die Entscheidung nicht leicht, aber sie rangen sich dann durch, den Beitrag „Der 3D-Schokoladendrucker“ auf den 1. Platz zu setzen und damit in den Landeswettbewerb zu entsenden:

Durch die Entwicklung des Fused Deposition Modeling (FDM) für den 3D-Druck wurde dieser derart kostengünstig, dass er sich nicht nur in Wissenschaft und Industrie verbreitete, sondern auch im privaten Bereich von Hobby und Modellbau. Dieses Verfahren schränkt aber die Wahl der Materialien ein, so dass z.B. pastöse Stoffe aus den Bereichen Keramik und Nahrungsmittel damit nicht verarbeitet werden können.

Das vorliegende Projekt untersucht die Möglichkeiten zur Verarbeitung dieser Gruppe von Stoffen und entwickelt aus den vorhandenen Komponenten eines kostengünstigen FDM Druckers als konkretes Anwendungsbeispiel einen Foodprinters für Schokolade, also einen Schokoladendrucker.

Der Regionalwettbewerb Greppin fand am 28. Februar bei der Bayer Bitterfeld GmbH statt. Insgesamt waren 38 Projekte eingereicht worden, davon fünf in der Sparte Technik (alle in der Rubrik „Jugend forscht“).

Folgende Arbeiten waren zu begutachten:

  • Fabian Völz und Justin Gründling vom Paul-Gerhardt-Gymnasium Gräfenhainichen, Betreuungslehrer Freddy Stiehler: „Filament Extruder“
  • Cedric Frauendorf und Fabian Schmidtchen vom Elisabeth-Gymnasium Halle sowie Deborah Hintsche (zum Wettkampftag leider verhindert) von der Latina August Hermann Francke Halle: „Cola Büchse - Ein Weg zur Voraberkundung auf einem fremden Planeten?“
  • Marek Johannes Böttger und Tim Glatz vom Gymnasium Jessen, Betreuungslehrer Klaus Peter Goblirsch: „Saubere Meere! Aber wie?“
  • Enrico Richter vom Georg-Cantor-Gymnasium Halle: „Leistungsfähiger Quadrocopter - wenig Rechenleistung für komplexe Ansprüche“
  • Levin Andrae und Levin Rensch vom Christian-Wolff-Gymnasium Halle, Betreuungslehrerin Elke Riedl: „Fahrradsicherung 4.0“

Die Arbeiten waren von erfreulich hohem Niveau, was die Entscheidungsfindung der Jury nicht eben erleichterte. Ein erster Preis wurde an Enrico Richter vergeben, dessen selbst gebauter Quadrocopter nicht nur ein Blickfang war, sondern bei dessen Entwicklung durchaus anspruchsvolle und vielseitige technische Problemstellungen zu lösen waren - angefangen von der Materialauswahl über die Auslegung der Regelung bis hin zur Programmierung einer Fernsteuerung:

Siegerehrung in GreppinAls übergeordnetes und hauptsächliches Ziel gilt der Bau eines Quadrocopters. Dieser wird aus seinen einzelnen Komponenten konstruiert und anschließend programmiert. Hierzu werden unter anderem Lagesensoren, ein Mikrocontroller und geeignete Materialien für optimale Flugeigenschaften verwendet. Der größte und wichtigste Teil der Arbeit betrifft die Programmierung des Mikrocontrollers. Es soll nachvollzogen werden, was für eine Steuerung eines Quadrocopters benötigt wird. Besonderer Wert wird hierbei auch auf die Effizienz der Algorithmen bzw. der mathematischen Berechnungen gelegt, da insbesondere die äußerst begrenzte Rechenleistung eines Mikrocontrollers zu beachten ist und so sichergestellt wird, dass auf äußere Veränderungen präzise und schnell reagiert werden kann. Es war dabei unter anderem notwendig, ein Vorhersagemodell für einen Kalman-Filter zu implementieren und durch praktische Tests am Copter die Gewichte des PID-Reglers einzustellen.

Ebenfalls mit einem ersten Preis - als bestes interdisziplinäres Projekt, fachübergreifend über die Gebiete Technik und Geo-/Raumwissenschaften - wurde die „ Cola Büchse“ ausgezeichnet. Im Rahmen dieses Projekts wurde im vorgegebenen Bauraum von der Größe einer Cola-Dose ein Mini-Satellit zur Voraberkundung ferner Planeten gebaut:

Der Satellit soll den Luftdruck und die Temperatur messen. Aus dem gemessenen Luftdruck wird die Höhe und die Fallgeschwindigkeit ermittelt. Der Satellit ist als Erkundungssatellit konstruiert. So soll er zusätzlich auch noch Messungen durchführen, die die Möglichkeit der Einschätzung eines Planeten geben. Hierfür werden die Werte bezüglich Luftfeuchtigkeit und vorhandener Gase gesammelt und ausgewertet. Auch soll mit Hilfe von Bildern, die von einer Kamera aufgenommen werden, das Kartografieren des Planeten und Einordnen bestimmter Gegenden auf die Gesamtkarte erleichtert werden. Durch diese Werte gewinnt man einen guten Überblick über die Voraussetzungen, die auf diesem Planeten herrschen, und kann spätere Missionen dorthin besser vorbereiten.

Beide Projekte haben sich für die Teilnahme am Landeswettbewerb am 4. und 5. April in Magdeburg qualifiziert.


Dr. Bernd Schmidt und Volker Torgau (Halle)
Dr.-Ing. Peter Salewsky (Greppin)
Juroren im Fach TECHNIK