Lernen, einen Mikrocontroller selbst zu programmieren – diese Chance bekamen die Schülerinnen und Schüler der Klasse 8c (NTG-Zweig) im Rahmen eines Workshops an unserer Schule am 8. und 9. Juli. Einen ganzen Vormittag lang zeigten Dr. Gerald Pirkl, Professor für künstliche Intelligenz an der Technischen Hochschule Amberg, und sein Assistent Andreas Dörner, wie Mikrocontroller funktionieren und wo sie – von der Spülmaschine bis zum Tesla-Elektroauto – in der Industrie eingesetzt werden. Doch dabei blieb es nicht: Herr Dr. Pirkl und Herr Dörner hatten für jeden einen Arduino-Mikroprozessor mitgebracht, an den schon einige Sensoren, LEDs und Motoren angeschlossen waren, so dass man damit ein intelligentes Fahrzeug steuern konnte.
Die erste Aufgabe für die Teilnehmerinnen und Teilnehmer hörte sich einfach an: „Bringe eine der LEDs zum Blinken!“ Es brauchte bei den meisten aber einige Fehlversuche, bis wirklich das gewünschte Ergebnis zu sehen war. Schnell wurden Varianten ausprobiert. So reichten kleine Eingriffe in den Programmcode, um zu testen, welche Blinkfrequenz noch mit dem menschlichen Auge erkennbar war, oder um aus dem Dauerblinken den Morsecode für „SOS“ zu machen.
Der zweite Teil des Workshops begann mit einer Einführung in die Steuerung von Elektromotoren, bei dem der Physikstoff des ersten Halbjahres sehr hilfreich war. Keine halbe Stunde später fuhren schon die ersten Roboterfahrzeuge kreuz und quer durch den Computerraum – gefolgt von Schülerinnen und Schülern, die sie wieder einzufangen versuchten.
Danach war klar, dass die Autos dringend mehr Intelligenz benötigten. Der letzte Abschnitt befasste sich deshalb mit Sensorik. Jedes moderne Auto verfügt über eine ganze Reihe von Sensoren; angefangen von Fühlern, die ständig den Zustand des Motors und des Abgassystems abfragen, bis zum Ultraschallsensor, der beim rückwärts Einparken hilft. Genau so ein Ultraschallsensor war schon an den Übungs-Mikroprozessor angeschlossen. Ihn allerdings dazu zu bringen, einen kurzen Ultraschallimpuls auszusenden und dann die Zeit zu messen, bis sein Echo wieder zurückkam, war ziemlich anspruchsvoll! Irgendwann gelang es aber allen, auf Millisekunden genau die Laufzeit des Schalls zu messen und korrekt in die Entfernung umzurechnen. (Die schöne Anwendung des Physikunterrichtes freute da besonders den anwesenden Physiklehrer…) Ein echtes Highlight war dann natürlich die Anwendung am Roboterfahrzeug, denn jetzt fuhren die kleinen Autos nicht mehr dumm gegen Wände, sondern erkannten drohende Hindernisse und wichen ihnen rechtzeitig aus. So wimmelte kurz vor Ende des Workshops der Computerraum und der anschließende Flur von blinkenden und wild manövrierenden Autos.
Prof. Pirkl zeigte sich beeindruckt von der schnellen Auffassungsgabe und hohen Motivation der Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Was in einem Erstsemesterkurs normalerweise in drei Wochen schrittweise behandelt wird, wurde – etwas vereinfacht – mit den Achtklässlern an einem Vormittag durchgezogen. Er lud die Schülerinnen und Schüler ein, im Rahmen eines Besuchs die Labors und Computersysteme an der Hochschule in Amberg zu besichtigen.
Der Workshop war das erste gemeinsame Projekt im Rahmen der Kooperation der OTH Amberg-Weiden mit dem Johann-Andreas-Schmeller-Gymnasium.
Schulleiter OStD Christian Schwab und betreuender Physiklehrer, StD Wolfgang Schrüfer, bedankten sich herzlich für die tolle Veranstaltung und das außergewöhnliche Engagement von Herrn Dr. Pirkl und Herrn Dörner. Hoffentlich kann ein solcher Workshop auch im nächsten Schuljahr wieder bei uns durchgeführt werden!
Wolfgang Schrüfer
