Kategorie: Elektrotechnik

[vc_row][vc_column][vc_gallery interval=”3″ images=”14849,14850,14851″ img_size=”900 x 600″][vc_column_text]Im Rahmen des Projekts zur Steigerung der Energieeffizienz an der Friedrich-Dessauer-Schule in Limburg hat Michael Koch, Lehrer im Vorbereitungsdienst mit der Fachoberschule 11B FOS Elektro, acht intelligente IoT-Klimasensoren entwickelt. Diese Sensoren dienen dazu, das Gebäudeklima in Echtzeit zu überwachen und die Daten grafisch im Netz darzustellen. Das Hauptziel dieses Projekts war die Optimierung der Heizkreisläufe in der Schule, um den Energieverbrauch zu reduzieren und gleichzeitig ein optimalesRaumklima für Schüler und Lehrer sicherzustellen.

Die IoT-Klimasensoren wurden von Michael Koch eigenständig entwickelt und mit den Schülern zusammengebaut und programmiert. Sie bestehen aus den folgenden Hauptkomponenten:
1. Sensoren: Jeder IoT-Klimasensor ist mit hochpräzisen Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet, die in der Lage sind, Temperatur- und Feuchtemessungen mit hoher Genauigkeit durchzuführen.

2. Mikrocontroller: Ein Mikrocontroller wurde verwendet, um die Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten von den Sensoren zu erfassen und zu verarbeiten. Für diese Zwecke wurden Arduino-Plattformen verwendet.3. IoT-Konnektivität: Die intelligenten Klimasensoren sind mit Wi-Fi-Modulen ausgestattet, die es ermöglichen, die erfassten Daten drahtlos an ein Cloud-basiertes Datenüberwachungssystem zu senden.

4. Netzstrom oder Batteriebetrieb: Die Klimasensoren können entweder über Netzstrom oder Batterien betrieben werden, um eine kontinuierliche Datenüberwachung sicherzustellen.

Die IoT-Klimasensoren sind in verschiedenen Heizkreisläufen in der Friedrich-Dessauer-Schule installiert. Sie messen kontinuierlich die Temperatur und die Feuchtigkeit an verschiedenen Stellen im Gebäude. Die gesammelten Daten werden über das WLAN-Netz der Schule an ein Cloud-basiertes Überwachungssystem im Internet gesendet.

Michael Koch hat eine benutzerfreundliches Dashboardentwickelt. Diese grafische Benutzeroberfläche ermöglicht es, die erfassten Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten grafisch darzustellen. Diese Grafiken sind über das Schulnetzwerk zugänglich und ermöglichen es dem Schulpersonal und den Hausmeistern, die Temperatur- und Feuchtigkeitsverläufe in Echtzeit zu verfolgen. Das zentrale Überwachungssystem ermöglicht eine Cloud-basierte Analyse der erfassten Klimadaten zur Optimierung der Energieeffizienz an der Friedrich-Dessauer-Schule. Aus der Analyse werden direkte Anweisungen zur effizienterenSteuerung der Heizungsanlagen der Schule abgeleitet.

Michael Koch und seine Klasse haben mit ihrem Projekt zur Entwicklung von IoT-Klimasensoren einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz und des Komforts in der Friedrich-Dessauer-Schule in Limburg geleistet. Die Sensoren ermöglichen eine präzise Überwachung desGebäudeklimas und die grafische Darstellung der Daten, was eine effektive Heizungssteuerung ermöglicht. Dieses Projekt zeigt das Potenzial von IoT-Technologien für den effizienten Betrieb von Gebäudetechnik wie Heizung, Lüftung und Klimaanlagen und zur Reduzierung des Energieverbrauchs.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]

[vc_row][vc_column][vc_video link=”https://youtu.be/N5qVLE2iC6o” title=”Projekt FabLab”][vc_column_text]

Acht Schülerinnen und Schüler des Beruflichen Gymnasium mit dem Schwerpunkt Elektrotechnik hatten ein aufregendes und herausforderndes Projekt an der FDS vor sich: Den Bau eines Smart Robot Car von ELEGOO

Aus einer Vielzahl von elektronischen Bauteilen sollte ein voll funktionsfähiges ferngesteuertes Fahrzeug entstehen.

Der Bau des Roboters war eine große Herausforderung, aber die Schülerinnen und Schüler waren sehr motiviert und arbeiteten hart daran, das Projekt zum Erfolg zu führen. Sie verbrachten den ganzen Vormittag damit, die richtigen Einzelteile zu sortieren, zu kombinieren und anschließen zu programmieren.

Die Kalibrierung des Roboters war besonders anspruchsvoll, da verschiedene Sensoren und Module eingerichtet werden mussten, um das Auto fernzusteuern und es autonom fahren zu lassen. Die Schülerinnen und Schüler lernten dabei wichtige Fähigkeiten aus den Bereichen Elektronik, Programmierung und Teamarbeit. bei denens

Am Ende des Tages waren alle sehr zufrieden mit dem Ergebnis und stolz darauf, gemeinsam ein so komplexes Projekt gemeistert zu haben.

Am Nachmittag gab es eine Diskussion mit Tobias Hild,Scrum Master der Firma Bertrandt, mit dem Thema: Aktueller Stand des autonomen Fahrens.

Zu Beginn der Diskussion stellten wir fest, dass es in der Tat eine Menge Fortschritte in der Entwicklung des autonomen Fahrens gibt. In den letzten Jahren haben viele große Unternehmen wie Google, Tesla und Bertrandt in diese Technologie investiert und die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen ist schon sehr weit fortgeschritten.

Allerdings kamen wir überein, dass es noch viele Herausforderungen gibt, die gelöst werden müssen, bevor autonome Fahrzeuge sicher und zuverlässig auf den Straßen eingesetzt werden können. Insbesondere müssen die Fahrzeuge so ausgestattet sein, dass sie in komplexenVerkehrssituationen wie z. B. das Ausweichen vonFußgängern oder Überholen von Fahrradfahrer und unvorhergesehene Ereignisse zuverlässig bewältigen.

Tobias Hild erklärte, dass die Entwicklungsschritte zum autonomen Fahren sehr gut im Rahmen eines Scrum-Projekts angegangen werden können. Scrum als Projektmanagementmethode ist ein Rahmenwerk für die agile Softwareentwicklung, das darauf abzielt, den Entwicklungsprozess flexibler und reaktionsfähiger zu gestalten. In einem Scrum-Projekt arbeiten Entwickler und andere Teammitglieder eng zusammenarbeiten, um iterativ Lösungen zu entwickeln und regelmäßig Feedback von Kunden und anderen Interessengruppen einzuholen.

Wir diskutierten auch die möglichen Auswirkungen des autonomen Fahrens auf die Gesellschaft. Einige Schüler betonten, dass autonome Fahrzeuge das Potenzial haben, den Straßenverkehr sicherer zu machen und die Zahl der Verkehrsunfälle zu reduzieren. Andere äußerten jedoch Bedenken darüber, dass autonome Fahrzeuge Arbeitsplätze im Transport- und Logistiksektor ersetzen könnten.

Insgesamt war die Diskussion sehr aufschlussreich und hat gezeigt, dass das autonome Fahren eine Technologie ist, die in Zukunft eine wichtige Rolle spielen wird. Es ist jedoch auch klar, dass es noch viele Herausforderungen gibt, die gelöst werden müssen, bevor autonome Fahrzeuge sicher und zuverlässig auf den Straßen eingesetzt werden können.

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Die Lernenden der Mittelstufenschule haben kürzlich eine spannende Projektarbeit abgeschlossen. Sie haben ein Auto mit Tinkercad selbst konstruiert und anschließend in unserem FabLab ausgedruckt. Die Autos wurden von den Lernenden mit entsprechender Elektronik ausgestattet beispielsweise mit zwei Motoren, einem Schalter und einer Batterie. Anschließend wurden sie für das anstehende Autorennen und den Kampf um einen Pokal, welcher auch im FabLab entstanden ist, gestaltet.

Eine unabhängige Jury bestehend aus der Fachoberschule 12A/B FO und der 12B ME waren für den reibungslosen Ablauf des Rennens verantwortlich. Weiterhin gestalteten sie einen kleinen Parkour, sodass auch hier die Schwierigkeitsstufe erhöht wurde. Nach einem spannenden und wendungsreichen Rennen stand der Sieger fest und der Pokal wurde an die glücklichen Gewinnerinnen und Gewinner übergeben.

Im Anschluss wurde noch eine weitere Medaille für das bestgestaltete Auto durch die Jury übergeben. Nach langer Beratung konnte jedoch kein eindeutiger Sieger/Siegerin festgestellt werden und somit wurden alle zum Gewinner erklärt.

Die selbstkonstruierten Autos sind ein großartiges Beispiel dafür, wie die vielseitigen Möglichkeiten unseres FabLabs in den Unterricht integriert werden können. Die Lernenden haben dabei nicht nur praktische Fähigkeiten erworben, sondern auch ihre Begeisterung für Technologie und Innovationen entdeckt. Wir sind stolz auf die Leistungen unserer Schülerinnen und Schüler und freuen uns auf weitere spannende Rennen.

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[vc_row][vc_column][vc_gallery interval=”3″ images=”14658,14657,14655,14654,14653,14651,14650,14649″ img_size=”900 x 600″][vc_column_text]

Die Schülerinnen und Schüler der Klasse 12C FO Informationstechnik beendeten ihr Schuljahr an der Friedrich-Dessauer-Schule mit der Präsentation ihrer Abschlussprojekte im Fach Projektmanagement. Diese wurde von der Planung über die Umsetzung bis hin zur Dokumentation und Präsentation selbstständig und eigenverantwortlich von den Schülerinnen und Schülern erarbeitet.

Dabei wurden sehr kreative und technisch anspruchsvolle Projekte umgesetzt.

• Umgebautes und selbstprogrammiertes RC-Car.
  Hierbei wurde das Innenleben des RC-Car durch eine Steuerung mit mehreren ESP32 Bausteinen ersetzt, mit dessen Hilfe die Steuerung zum Fahren und Lenken, eine komplette Lichtanlage (Blinker, Standlicht und extra Beleuchtung) sowie eine Webcam gesteuert wurde.
• Smart Mirror x 2
  Ein halbdurchlässiger Spiegel, hinter dem ein Display verbaut wurde, um sich z.B. Wetterdaten, einen Kalender oder aktuelle News anzeigen zu lassen. Hierbei kam die Software Google Smart Mirror auf einem Raspberry Pi zum Einsatz. Die geplante Sprachsteuerung des Spiegels konnte aus zeitlichen Gründen leider nicht mehr realisiert werden.
• Süßigkeiten-Automat
  Durch drücken einer Tastenkombination liefert der Automat das gewünschte Produkt aus. Dabei werden alle Infos in einem Display angezeigt.
• Spieleentwicklung
  2D Spiel, indem ein Spieler durch eine zufällig generierte Map läuft, Items aufsammelt und gegen Gegner kämpft. Der Spieler kann zwischen den Items wechseln und sie im Spiel nutzen.
• Bausatz selbstfahrende Autos umprogrammiert x 2
  Hierbei haben die Schülerinnen und Schüler die Steuerung der Fahrzeuge teilweise neu und umgeschrieben. Mithilfe von Annäherungssensoren oder hell + dunkel Sensoren haben sich die Fahrzeuge selbstständig im Raum bewegen.

Bei vielen dieser Projekte wurden die 3D Drucker sowie unser Laser-Cutter aus unserem Fabrikations Labor (FabLab) genutzt.

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Projektbericht: Bau eines HiFi Boxen-Paar der Marke Canton

Im Folgenden wird der Aufbau einer Canton-Lautsprecherbox detailliert beschrieben, wobei besonderes Augenmerk auf die verbauten Passivfilter gelegt wird. Canton ist ein renommierter Hersteller von hochwertigen Audioprodukten und ist in unserer Region ansässig. Durch die Kooperation mit der Friedrich-Dessauer-Schule hat uns Canton auch dieses Jahr die Komponenten eines HiFi-Boxenpaares zur Verfügung gestellt.

Die Canton-Lautsprecherbox besteht aus hochwertigen Komponenten und bietet ein ansprechendes Design, das Funktionalität und Ästhetik vereint. Der Gehäuseaufbau spielt eine wichtige Rolle für die Klangqualität und die richtige Wiedergabe der Audiosignale.

Der erste Schritt beim Aufbau der Canton-Lautsprecherbox besteht in der Auswahl eines geeigneten Gehäuses. Die Gehäuseform kann je nach Modell variieren, aber die Verwendung hochwertiger Materialien wie MDF (Mitteldichte Holzfaserplatte) oder Massivholz ist üblich, um unerwünschte Vibrationen zu minimieren. Das Gehäuse, auch Korpus genannt, wurde uns ebenfalls von Canton zur Verfügung gestellt.

Im Inneren der Lautsprecherbox befinden sich die Treiber, die für die Klangwiedergabe verantwortlich sind. Canton verwendet in der Regel hochwertige Tief- und Mitteltöner sowie Hochtöner aus speziellem Material wie Keramik oder Aluminium, um eine präzise und klare Klangqualität zu gewährleisten.

Neben den Treibern spielen die Passivfilter eine entscheidende Rolle bei der Klangoptimierung. Die Passivfilter sind elektronische Schaltungen, die den Frequenzgang des Lautsprechers anpassen, um eine ausgewogene Klangwiedergabe zu erreichen. Sie bestehen aus Kondensatoren, Induktivitäten und Widerständen, die in einer bestimmten Konfiguration miteinander verbunden sind. Die jeweiligen Filterschaltung wurde theoretisch als auch durch eine Simulation besprochen.

Die Passivfilter werden auf die spezifischen Eigenschaften der Treiber abgestimmt. Sie dienen dazu, unerwünschte Frequenzbereiche zu filtern, Resonanzen zu minimieren und eine lineare Übertragung der Schallwellen zu gewährleisten. Dies führt zu einer natürlichen und präzisen Klangwiedergabe über den gesamten Frequenzbereich. Hierbei war es enorm wichtig, auf eine korrekte Polung (Anschluss) der Treiber zu achten.

Um eine bestmögliche Klangqualität zu erzielen, wurden ausschließlich hochwertige Bauteile für die Passivfiltern verwendet. Die Auswahl der richtigen Kondensatoren, Induktivitäten und Widerstände ist entscheidend, um eine geringe Verzerrung und eine akkurate Klangwiedergabe zu gewährleisten.

Die Auswahl des Gehäuses, die Verwendung hochwertiger Treiber, die präzise Abstimmung der Passivfilter und der genaue Einbau ist entscheidend für eine außergewöhnliche Klangqualität. Hierbei war das Verlöten der Anschlüsse eine besondere Herausforderung.

Wir als Gruppe hatten viel Spaß beim Zusammenbauen der Boxen. Wir fanden es vor allem interessant, wie die einzelnen Filter von Canton vom Werk aufgebaut waren. Dadurch, dass wir so viele verschiedene Teile verbaut haben, konnten wir uns viele Fertigkeiten aneignen. Wir sind sehr überzeugt von den hochwertigen Produkten und bedanken uns bei Canton, welches seit vielen Jahren für exzellentes Audio-Engineering und Audiophile mit herausragenden Lautsprechersystemen steht.

Team 1 (Leon Schnurbusch, Tobias Biensack, Jacob Maurice, Lennard Kaczmarek)
FOS12 B Themenfeld 12.2 – Projektmanagement

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Die Lernenden der Mittelstufenschule haben kürzlich eine spannende Projektarbeit abgeschlossen. Sie haben eine Lithophane-Box selbst mit Tinkercad konstruiert und anschließend ausgedruckt in unserem FabLab. Die Boxen wurden von den Lernenden mit der Elektronik ausgestattet wie beispielsweise einem USB-C Anschluss und einem Akku für den kabellosen Betrieb. Der Lithophan selbst wurdemit einem Gruppenbild sowie einer individuellen Gestaltung versehen.

Die Lernenden waren begeistert von der Möglichkeit, ihre eigenen Lithophane-Boxen zu gestalten und zu installieren. Sie lernten dabei nicht nur den Umgang mit TinkerCAD, sondern auch die Grundlagen des 3D-Drucks und der Elektronik. Die Projektarbeit förderte zudem die Kreativität und das Teamwork der Lernenden.

Die Lithophane-Boxen sind ein tolles Beispiel dafür, wie moderne Technologien in den Unterricht integriert werden können. Die Schülerinnen und Schüler haben dabei nicht nur praktische Fähigkeiten erworben, sondern auch ihre Begeisterung für Technologie und Innovationen entdeckt. Wir sind stolz auf die Leistungen unserer Schülerinnen und Schüler und freuen uns auf weitere spannende Projekte in der Zukunft.

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Im Informatikunterricht LK 12 IT hatten wir die Möglichkeit, uns mit einer der revolutionären Erfindungen des letzten Jahres zu beschäftigen: ChatGPT – eine künstliche Intelligenz, mit der man schriftbasiert kommunizieren kann wie mit einem Menschen. Sie vereint viele Funktionen des Internets auf einer Seite, egal ob generelle Fragen zur Nachforschung, zur Lösung von Programmierproblemen, zur Erklärung oder Zusammenfassung von Informationen oder zum Lernen: Die künstliche Intelligenz liefert Antworten. Auch wenn diese bei erster Nachfrage nicht immer perfekt scheinen, lernt die KI. Dies tut sie zum Beispiel anhand der gestellten Fragen oder der Rückmeldungen des Nutzers und gibt so immer akkuratere und verbesserte Antworten. Somit bildet sie ein Werkzeug, was auch effizient im Unterricht eingesetzt werden kann. So hat unser Informatiklehrer, Herr Groß, uns die Chance gegeben, einmal selbst mit dieser Erfindung auseinanderzusetzen. Wir durften uns durch die KI herausfordernde Informatikaufgaben zu unserem aktuellen Thema SQL ausgeben lassen und unsere selbst geschriebenen Antworten durch diese auch korrigieren zu lassen. So erlernen wir sinnvoll, mit diesem zukunftsfähigen Werkzeug umzugehen, um unsere eigenen Fähigkeiten zu verbessern.