Transcript Projekt AVR-Roboter (Entwurf)

Projekt AVR-Roboter
NXP Semiconductors
Aufgabenverteilung
•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.
NXP Semiconductors
Für Technik begeistern.
Technischer Nachwuchs ist wichtig Verantwortung und gesellschaftlicher Beitrag von NXP
Viele Produkte von NXP sind für die Automobilindustrie,
daher lag die Idee, ein kleines Roboterauto zu bauen, auf der Hand.
NXP Semiconductors
• 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
• 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
• 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
• 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.
Beteiligte Fächer im Profil
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.
• Programmieren
Seminar
– 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
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
Informatik
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
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
#
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.
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.
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.
Ich bin ein
NXP-Roboter
Lasst mich
hier
raus!