T2 Im Schallfeld gefangen - Hochgenaue Objektpositionierung durch ein phasengesteuertes Ultraschallfeld - Landessieger

Christoph Sch√ľtze, Stefan Kribbe und Leon Krasniqi

Hölty-Gymnasium Celle

Schon seit drei Jahren tr√§umen wir von einer genauen Positionierung eines Objektes in einem Ultraschallfeld. Da jedoch die Wellenfeldtheorie damals zu kompliziert f√ľr uns war, haben wir das Projekt erst einmal ruhen lassen. Als wir dann auf die Schlierenoptik stie√üen, mit der es uns gelungen ist Ultraschallfelder optisch sichtbar zu machen, war es m√∂glich, ohne komplizierte Berechnungen, das Verschieben von kleinen Objekten in einem Ultraschallfeld zu beobachten und damit auch zu verwirklichen. Durch eine hochgenaue Phasenverschiebung der Ansteuersignale zweier Lautsprecherarrays, ist es uns gelungen das Levitieren und Positionieren von Objekten in 25 őľm Schritten zu realisieren. Da ein Mikrocontroller zur Erzeugung der Ansteuersignale viel zu langsam ist, haben wir daf√ľr eine Hardwarel√∂sung entwickelt. Um f√ľr zuk√ľnftige Projekte eine mehrkanalige L√∂sung (z.B. 64 Kan√§le) bereitzustellen, haben wir unser Hardwaredesign mit Hilfe der Hardware-Programmiersprache VHDL neu beschrieben und in einem FPGA synthetisiert. Dazu entwickelten wir eine Hardware Plattform, die es erm√∂glicht, mehrkanalige Ultraschall-Lautsprecher-Arrays zu realisieren, um damit Objekte auch im dreidimensionalen Raum hochgenau zu positionieren.

T6 Smorration - das smarte, mobile oberirdische Bewässerungssystem - Landessieger

Bennett Stalp

Leibnizschule Hannover

Das Projekt Smorration, ist ein teil-autonomes Bew√§sserungssystem f√ľr etwas gr√∂√üere Gartenfl√§chen. Dabei kann man das elektrisch betriebene Auto sowohl manuell am Steuer als auch √ľber das Smartphone an Beeten o.√§. vorbei fahren lassen. Angeschlossen an einen √ľblichen Gartenschlauch l√§sst sich die zu bew√§ssernde Seite via Magnetschlossventile ausw√§hlen. In dem Wagen selbst wurden Komponenten unterschiedlichster Art von mechanischer und elektronischer Herkunft verwendet, allen voran der bekannte Platinencomputer Raspberry Pi.

T1 Das Modul der Zukunft ‚Äď Wasserstoffmotoren individuell einsetzbar

Geert Petrin, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Erik Maximilian und Niels Petrin, Graf-Anton-G√ľnther-Schule, Oldenburg

Kaum ein Thema wird in letzter Zeit so h√§ufig und kontrovers diskutiert wie Alternativen zum bisherigen Verbrennungsmotor. Es geht um entscheidende zukunftsweisende Probleml√∂sungen zur Abkehr von Umweltverschmutzung und Gesundheitsbelastung durcherh√∂hte CO2-Werte. Unsere Alternative ist ein Modul, mit dem sich herk√∂mmliche Benzinmotoren auf Wasserstoff umr√ľsten lassen. Zus√§tzlich soll die M√∂glichkeit bestehen, bei Bedarf schnell und unkompliziert wieder auf Benzinbetrieb umzuschalten. So w√§ren die Motoren flexibel undindividuell einsetzbar. Die Verwendung dieses Moduls erm√∂glicht eine ressourcenschonende Umr√ľstung ohne die Notwendigkeit, komplett neue Fahrzeuge zu konzipieren und zu produzieren. Die Nachhaltigkeit ist gew√§hrleistet.

T3 Lasertag f√ľr Zuhause

Franziska-Sophie Göttsch, Halepaghen-Schule, Buxtehude

Adrian Seifarth, Goethegymnasium Weimar

Lasertag ist ein Spiel, in dem es darum geht, die Mitspieler mit Lasern zu markieren, ohne dabei selbst getroffen zu werden. Unser Ziel war es, solch ein Lasertag-System m√∂glichst g√ľnstig und zuverl√§ssig selber zu bauen sowie zu programmieren. Zu Beginn testeten wir verschiedene Ans√§tze f√ľr die diversen Komponenten (z.B. Treffererkennung, Daten√ľbertragungder Spielstatistik, etc.), um anschlie√üend die besten √ľbernehmen zu k√∂nnen. Das Herzst√ľck bildet dabei jeweils ein Arduino Nano im Phaser (Lichtsignalgeber) und in der Weste eines Spielers. Deshalb war die serielle Kommunikation zwischen beiden Arduino seines einzelnen Spielers, die √úbermittlung entsprechender Daten zwischen allen Spielern sowie die Zusammenf√ľhrung aller Systeme eine Herausforderung. Unser Ergebnis sind nun drei komplette S√§tze des Lasertag-Systems. Mit ihnen ist einSpiel m√∂glich, bei dem drei Spieler Punkte sammeln k√∂nnen und bei besonderen Ereignissenoptische (LCD-Display) sowie akustische (Lautsprecher) Signale vermittelt bekommen. Zum Schluss findet eine Spielauswertung statt, nach dieser bekommt jeder Spieler die Gewinner auf seinem Display am Phaser angezeigt.

T4 PGRobot - Der Fugenreinigungsroboter 2.0

Sophie Br√ľwer

Franziskusgymnasium Lingen

Der PGRobot (PavingstoneGap-Roboter = Pflastersteinfugenroboter) ist ein automatisierter Reinigungsroboter f√ľr Pflastersteinfugen. Ich bin auf die Idee gekommen den Roboter zu entwickeln, da ich bei mir zu Hause mit anstrengender Handarbeit den Dreck aus den Fugen selber herauskratzen musste. Nach einigen Recherchen habe ich herausgefunden, dass eine bequemere Alternative nur der Gebrauch von umweltsch√§dlichen Chemikalien war. Da der Gebrauch nicht nur f√ľr die Umwelt sch√§dlich ist, sondern auch f√ľr uns Menschen wollte ich eine umweltfreundliche Alternative finden. Aus diesem Grund habe ich den PGRobot entwickelt, der umweltfreundlich und bequem ist. Er kratzt mithilfe von zwei rotierenden B√ľrsten den Dreck und das Unkraut aus den Fugen heraus. Durch einen Tastsensor kann er an der Fuge entlangfahren. Mit weiteren Hilfsmitteln wie einem Ultraschallsensor und Endschaltern kann er Objekte erkennen und diesen dann ausweichen.

T5 Schimmelwarnsystem - Durch IoT intelligenter und sicherer wohnen

Niklas Heinzel

Ratsgymnasium Wolfsburg

Laut einer EU-SILC Erhebung lag in der Europ√§ischen Union die Totalbev√∂lkerung, die in einer Wohnung mit Schimmelbefall, aufgrund von erh√∂hter Feuchtigkeitswerte lebt, im Jahr 2016 bei rund 15,4%. Daher widmete ich mich der Aufgabe, ein System zu entwickeln, welches mithilfe eines Arduino Mikrocontrollers, Daten zur Feststellung einer solchen Gefahr aufnimmt, analysiert und anschlie√üend dem Besitzer √ľber eine Cloud, oder einem LCD Touch Display, sowie einer Handyapplikation, die Auswertungen, sowie die einzelnen Messdaten mitteilt und dementsprechende Ma√ünahmen vorschl√§gt, sowie spezifische Warnungen gibt, bei der √úberschreitung von Grenzwerten. So kann verhindert werden, dass sich z.B. Schimmel in einer Wohnung √ľberhaupt bildet, durch die benutzerfreundliche Oberfl√§che, der vielf√§ltigen Sensorik und der Vorschl√§ge zur Ver√§nderung des Verhaltens, kurzfristig, sowie langfristig. Somit k√∂nnen vor allem gesundheitliche und finanzielle Sch√§den vermieden werden. Das patentierte System nimmt dem Benutzer jegliches Aneignen von Fachkenntnissen zur Beurteilung der eigenen Wohnung ab und kann auch bei Rechtsstreitigkeiten eine klare Grundlage schaffen, durch die Langzeitanalyse und durch die Verteilung aufmehrere Einheiten verteilt auf den gesamten Wohnraum.

T7 Technischer Wohnwagendiebstahlschutz

Finn Eilts

Waldschule Hagen

Im letzten Sommer wurde unser neuer Wohnwagen direkt vor unserer Haust√ľr gestohlen. Da die mechanischen Schutzeinrichtungen den Diebstahl nicht verhindern konnten, bin ich auf die Idee gekommen, einen technischen Diebstahlschutz zu entwickeln und zu bauen, da es in der Form nichts Handels√ľbliches auf dem Markt gibt. Es gibt durchaus Einbruchssicherungen, die lediglich einen Alarm ausl√∂sen, wenn in das Wohnwageninnere eingebrochen wird oder GPS Tracker. Ich m√∂chte allerdings einen Alarm ausl√∂sen bzw. Informationen auf das Handy bekommen, wenn die T√§ter noch dabei sind, den Wohnwagen zu entwenden. Da unserer permanent am Strom angeschlossen ist, fand ich es naheliegend, die Alarmanlage damit zu kombinieren. Das bedeutet, dass ein Alarm dann ausgel√∂st wird, wenn der Wohnwagen, um ihn abzutransportieren, vom Strom abgezogen wird. In Diebeskreisen sind handels√ľbliche GPS Tracker durchaus bekannt und k√∂nnen geortet und somit leicht ausgebaut werden. Deshalb entschloss ich mich, die Alarmanlage mit 2 aufeinander abgestimmten GPS Modulen auszustatten.

 

2019