Projekt AVR-Roboter

1. Projekt AVR-Roboter NXP Semiconductors

2. Aufgabenverteilung

3. Vermittlung und Begleitung der Kooperationen • Die Kooperation zwischen NXP und der Studienstufe der Finkenwerder Schulen besteht seit dem ersten Jahrgang der Profiloberstufe. Vorbereitende Gespräche zwischen den Mitarbeitern von NXP und beteiligten Lehrern begannen schon im Jahr 2007, vermittelt durch Frau Fernau von der Initiative NaT.

4. Für Technik begeistern. Technischer Nachwuchs ist wichtig - Verantwortung und gesellschaftlicher Beitrag von NXP NXP Semiconductors Viele Produkte von NXP sind für die Automobilindustrie, daher lag die Idee, ein kleines Roboterauto zu bauen, auf der Hand.

5. Projektidee • Die Schüler erhalten den Auftrag, einen AVR-Roboter komplett selbst zu bauen und so zu programmieren, dass er einfache Aufgaben lösen kann. Dabei soll jeder Schüler einen eigenen Roboter möglichst fehlerfrei fertigen. • Bauteile • Die Platinen werden von NXP-Mitarbeitern entworfen und zusammen mit allen Bauteilen den Schulen zur Verfügung gestellt. NXP Semiconductors

6. Anleitungen • Die von NXP erstellten Anleitungen werden vom Werkstattleiter der Stadtteilschule Finkenwerder, Sigmar Schlick, für jede neue Schülergruppe detailliert noch einmal überarbeitet, um sicherzustellen, dass den Schülern beim Löten möglichst wenige Fehler unterlaufen. NXP Semiconductors

7. personelle Unterstützung • Bevor die Schüler zum ersten Mal mit dem Löten der Roboter konfrontiert wurden, hatten interessierte Lehrer der beteiligten Schulen die Möglichkeit, ein Testexemplar selbst zu löten. Dabei fand auch eine Schulung bzgl. der grundlegenden Funktionen und der Programmierung der Roboter durch NXP-Mitarbeiter statt. • 5 bis 6 Doppelstunden benötigen die Schüler, bis die ersten Roboter zum Testen und zur Inbetriebnahme fertig gestellt sind. Zu diesem Zeitpunkt werden die Schulen durch mehrere Mitarbeiter von NXP in den Räumen der Schulen unterstützt. NXP Semiconductors

8. Betriebsbesichtigung Das Kooperationsprojekt startet jedes Mal mit einer Besichtigung bei NXP, wobei den Schülern die Möglichkeit geboten wird, in kleinen Gruppen den Alltag und Ausbildungswege von NXP-Mitarbeitern kennen zu lernen. NXP Semiconductors

9. Beteiligte Fächer im Profil

10. Seminar Das Roboter-Projekt findet in diesem Jahr zum 3. Mal jeweils im 2. Semester der Studienstufe statt. Die Kurse bestehen bisher immer aus ca. 20 Schülerinnen, davon 3 bis 5 Mädchen. • Löten Damit die Roboter möglichst schnell fertiggestellt sind, werden in den ersten Wochen jeweils 2 Doppelstunden zum Löten und zum Zusammenbau geblockt. • Testen Nach vier Wochen werden die ersten Roboter getestet und Fehler beseitigt. Anschließend können sie programmiert werden.

11. Seminar • Programmieren • Als erste Standardaufgabe sollen die Roboter so programmiert werden, dass sie in der Lage sind, einer schwarzen Linie zu folgen. • Als Wettbewerb folgt dann eine Optimierung der Geschwindigkeit für das Durchfahren einer Runde. • Zusätzliche Aufgaben können variieren: • Ausweg aus einem Labyrinth, … • Erweiterungen • Zusätzliche Sensoren können nach eigenen Ideen noch ergänzt werden: • Lichtsensoren, Ausrichten einer Solarzelle nach der Lichtquelle • Radsensoren zur präzisen Bewegungskontrolle • Diverse andere Sensoren

12. Physik Wir hoffen, dass der Physikunterricht durch die Kombination von Praxis und Theorie profitiert. Folgende Bereiche sind Thema im 2. Semester der Profiloberstufe: • Grundlagen elektrischer Schaltungen • Widerstände und Ohmsches Gesetz, Spannungsteiler,… • Halbleiter • Leitungsvorgänge in Halbleitern • Dioden, Leuchtdioden, Gleichrichter • Transistoren, als Schalter, astabile und bistabile Kippschaltung • Kondensatoren, Laden und Entladen • Spulen und Schwingkreis

13. Informatik PROGRAM 2: I2C Scan 01 ONERR 15 02 ? "I2C Bus scanning ..." 03 I=1 04 IC I,0,0 05 'I2C IC gefunden 06 ? !$80 "$";I-1 07 I=I+2 08 IF I<=255 GO 4 09 ? "End" 10 END 11 12 13 14 15 'Fehlerbehandlung 16 GO 7 # Im Fach Informatik geht es im 2. Semester um folgende Inhalte: • Analoge und digitale Informationen, Datenspeicherung • Programmierung der Roboter (Basic) • Grundlagen der Kommunikation zwischen ICs

14. Nutzen der Kooperation NXP Über die Kooperation mit zwei Schulen können wir die Begeisterung für Technik bei Schülern schon deutlich vor dem Berufseinstieg wecken. Besonders schön ist es, wenn wir die Weiterentwicklung der Schüler verfolgen und auch weitere Unterstützung durch Praktika anbieten können.

15. Nutzen der Kooperation • Beteiligte Schulen • Die intensive Beratung und Schulung durch die Mitarbeiter von NXP bieten eine notwendige zusätzliche Qualifikation der beteiligten Lehrer, ohne die das Projekt nur schwer zu realisieren wäre. • Die praktische Arbeit mit den Robotern fördert das Interesse der Schüler, die zugrunde liegenden Funktionsweise der Schaltungen genauer zu verstehen. • Schüler aus folgenden Jahrgängen registrieren interessiert die Arbeit mit den Robotern, wodurch die Tendenz sich für das technisch orientierte Profil zu entscheiden für die folgenden Jahrgänge gesteigert wird. • Für die Unterstützung durch unentgeltliche Bereitstellung der Platinen und Bauteile sowie den erheblichen Arbeitseinsatz sind die Schulen NXP zu großem Dank verpflichtet.

16. Nutzen der Kooperation Vorteile für die Schüler im Profil Durch die Öffnung des Unterrichts gegenüber dem Chipproduzenten NXP erhalten die beteiligten Schüler eine Orientierung, ob eine Ausbildung im Bereich Elektrotechnik, Mechatronik oder verwandte Bereiche für sie nach dem Schulabschluss interessant sein könnte. Die Unterstützung von NXP-Mitarbeitern bei der Inbetriebnahme der von den Schülern zusammengebauten Roboter bietet eine Qualitätskontrolle der geleisteten Arbeit, die über die Bewertung durch die Lehrer der Schulen hinausgeht. Die bei der Kooperation entstehenden Erfahrungen können hilfreich sein bei Bewerbungen in technischen Ausbildungsbetrieben, nicht nur bei NXP selbst.

17. Ich bin ein NXP-Roboter Lasst mich hier raus!