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Schülerparktikum vom 4. bis 15. April 2011

schuelerpraktikum3schuelerpraktikum6An meinem ersten Tag ...

.... an der Uni hatte ich noch keine Ahnung von Robotern und allem was damit zusammen hängt. Eigentlich wollte ich mir alles erst einmal anschauen, und hätte nicht gedacht, dass ich am ersten Tag schon einen Roboter bauen darf. Doch nachdem mir Herr Schauten etwas über Roboter und Ingenieure im Allgemeinen erzählt hatte, durfte ich mit der Hilfe einer Studentin zusammen schon einen Roboter bauen. Der Roboter war zwar nicht sonderlich groß, aber neu und irgendwie putzig mit dem Namen NXT.

In den nächsten Tagen hab ich angefangen den Roboter zu programmieren um ihm verschiedene Dinge beizubringen. Für den Anfang sollte ich alle Sensoren erst einmal durchtesten. Es gibt Tastsensoren, ein Mikrofon, Lichtsensoren und Ultraschall Sensoren. Vielleicht gab es noch mehr Sensoren, aber das waren die, die ich testen sollte. Den Roboter hatte ich dann so programmiert, dass er immer ein, zwei Wörter sagt, wenn man einen der Sensoren betätigt. Es gab eine verschiedene Auswahl an Wörtern und Sätzen, die der Roboter sagen kann. Ich hatte mich für „good morning“ entschieden. Zum Glück funktionierten alle Sensoren. Danach sollte ich versuchen, zwei Lichtsensoren an meinem kleinen Roboter anzubringen und ihn dann so zu programmieren, dass er einer schuelerpraktikum1schwarzen Linie folgt. Da ließ ich mir zuerst anzeigen, was die Lichtsensoren für schwarz und was für weiß halten. Der Roboter „sieht“ nur heller oder dunkler und gibt das dann in Zahlen wieder. Je höher die Zahlen, desto heller die Farbe und umgekehrt. Dann habe ich die zwei Motoren, die der Roboter besitzt und die unabhängig voneinander die Räder antreiben, so programmiert, dass wenn der Roboter auf einer Seite weiß „sieht“ sofort gegenlenkt. Zuerst fuhr er noch etwas holprig, aber das hat später, nach etwas rumprobieren, auch funktioniert. Dann blieb nur noch das Problem, wenn etwas im Weg war. Zum Beispiel eine Kiste. Dazu war der Ultraschallsensor nötig. Man kann das auch mit dem Tastsensor machen, aber das finde ich persönlich schwieriger, da der Roboter dabei erst vor die Kiste fahren muss, damit der Tastsensor aktiviert wird, und bei dem Ultraschallsensor muss man nur eine Entfernung eingeben und wenn der Roboter diese unterschreitet, dreht er wieder um.

Wenn man zwei Ultraschallsensoren, einer rechts vorne, einer links vorne, an den Roboter anbringt, kann man auch durch einen Flur fahren, ohne dass er vor eine Tür oder einen Pfeiler fährt. Das war meine nächste Aufgabe. Zunächst musste ich es irgendwie schaffen, die Ultraschallsensoren vorne schräg anzubringen. Das war gar nicht so einfach, da die Sensoren nicht wackeln durften. Doch auch das war zu schaffen. Dann musste man „nur noch“ den Roboter darauf programmieren und schon konnte er eigenständig durch den Flur fahren. Wenn man dann noch eine kabellose Kamera vorne am Roboter anbringt, dann kann man den Roboter alleine auf dem Flur umherfahren lassen und alles am Computer verfolgen.

 

 

 

Drei Tage Solartechnik

An drei Tagen meines Praktikums habe ich etwas über Solartechnik gelernt. Ich hab‘ gelernt, dass es drei verschiedene Arten von Solaranlagen gibt, polykristalline Solarzellen, monokristalline Solarzellen und Dünnschicht-Solarzellen. An der TU-Dortmund gibt es ein Messgerät, das die Einstrahlungsstärke in horizontaler Ebene misst. Anhand dieser Daten kann man sehen, wann die Einstrahlungsstärke am höchsten ist (meist um ca. 12:00Uhr) und wenn Wolken vorbeigezogen sind, dann gibt es kleine Einschnitte. Zudem hab ich gelernt, wie hoch die optimale Einstrahlung ist, wenn man die Solarzelle im richtigen Neigungswinkel anbringt. Der optimale Neigungswinkel für Dortmund liegt bei ca. 34°.

 

 

Solartechnik und Solarmodule

Bei einem Solarmodul wird das Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt. Wenn man mehrere Solarmodule zusammenschließt, nennt man das eine Solar- oder eine Photovoltaikanlage. Ein Solarmodul muss eine transparente, strahlungs- und witterungsbeständige Abdeckung und robuste Elektrische Anschlüsse besitzen. Die Normbedingungen der Nenn- oder Spitzenleistung werden nur selten erreicht. Es kommt dabei auf die Witterungsbeständigkeit, auf den Sonnenstand, auf die Jahreszeit und auf das Wetter an. Der Modulpreis hängt von der Art der Solarzellen ab. Monokristalline Solarzellen sind am teuersten, da die Herstellung sehr Energieaufwendig ist. Sie haben eine gleichmäßige, ebene Oberfläche und man erkennt sie an den dunklen Farben: anthrazit, dunkelblau und schwarz. Polykristalline Solarzellen hingegen sind günstiger, weil ihre Herstellung einfacher und wenige Energieaufwendig ist. Sie haben ein blau glitzerndes Aussehen. Es gibt sie allerdings auch in sogenannten „exotischen“ Farben: Grau, Grün oder Gold. Dünnschichtzellen sind die Günstigsten von den Solarzellen. Sie sind ungefähr um den Faktor hundert dünner als die anderen und wegen der

wenigen Materialverbrauchs so günstig. Der Wirkungsgrad setzt sich aus der Nennleistung geteilt durch das tausendfache der Modulfläche zusammen. Der Neigungswinkel ist überall auf der Erde verschieden. Für Dortmund beträgt der optimale Neigungswinkel 34°. Die Einstrahlung in horizontaler Ebene, die an der TU-Dortmund am 11.04.2011 gemessen wurde, wird in Watt/m² angegeben. Man sieht, dass die Einstrahlung um ca. 12:00 Uhr am höchsten war. Der Tagesgewinn wird in kWh gemessen und ergibt sich aus der geneigten Einstrahlung mal dem Wirkungsgrad, mal der Modulfläche, mal der         Anzahl der Module. Wenn man eine Photovoltaikanlage betreibt, bekommt man pro kWh 31,94 ct. So ergibt sich eine Vergütung, die aus dem Tagesgewinn mal den 31,94 ct errechnet werden kann.

 Lea Michalski, 15 Jahre

Quellen:

            http://www.solaranlagen-portal.de/solarenergie-komponenten/solarzellen.html

            http://de.wikipedia.org/wiki/Solarmodul

schuelerpraktikum_solarmodul

 Versuchsdaten und Messwerte

 

 



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Kontakt

Dr.-Ing. Daniel Schauten
Studienfachberater