In diesem Jahr besuchten uns die Schüler:innen H. und O. aus der 9. Klasse des Gymnasiums „Am Flughafen“. Da sie sich vor allem für Programmierung und Elektrotechnik interessierten, ging es in ihrem zweiwöchigen Schülerpraktikum um die Arbeit mit einem kleinen Roboter, dem „Pixybot“. Das ist ein Microcontroller auf Rädern bzw. auf Ketten, der mit einem Linien- und Farbsensor ausgestattet ist. Für diesen Roboter sollten die beiden Praktikant:innen einen Streckenverlauf konstruieren und eine Ampelschaltung entwickeln. 

Ziel des Praktikums war es, dass zwei Pixybots auf einer Strecke in Form einer Acht fahren. An der mittig gelegenen Kreuzung sollten die Roboter anhalten und erst dann losfahren, wenn die dort installierte Ampel grünes Licht zeigt.

Das Praktikum war in zwei Aufgabenbereiche unterteilt:

Die erste Aufgabe umfasste die Programmierung der Microcontroller und den Umgang mit verschiedenen Zusätzen wie einer Kamera und einem fahrbaren Untersatz. Für die zweite Aufgabe musste ein Schaltkreis für die Ampelschaltung entworfen und zusammengelötet werden.

Praktikums-Betreuer Jan Bersheim sagt:
Betreut wurde das Praktikum von Sebastian Vorberg und mir, Jan Bersheim. Ich absolviere gerade mein Freiwilliges Soziales Jahr in Wissenschaft, Technik und Nachhaltigkeit (FJN) am Barkhausen Institut. Für mich war es eine neue Erfahrung, plötzlich auf der anderen Seite zu stehen und der Betreuer zu sein. Es ist eine andere Art von Skillset, das man benötigt, um jemandem etwas beizubringen, anstatt es einfach nur selbst zu verstehen. In diesem Sinne hat mir das Praktikum auch persönlich sehr viel gebracht, da ich mich in einen neuen Bereich begeben habe.

Am Anfang wurde geplant, wie das ganze Projekt am Ende aussehen sollte. Die Standorte der Ampeln wurden bestimmt und die Komplexität des Projekts an die Kenntnisse der Praktikanten angepasst. Anschließend wurden die Aufgabenbereiche verteilt: O. kümmerte sich um die Programmierung der Pixybots und H. widmete sich der Ampelschaltung. Während O. den Robotern beibrachte, Linien zu erkennen und diesen zu folgen, entwarf H. einen Plan für die Ampelschaltung, die über Infrarot-Bewegungsmelder funktionieren sollte. Dafür bekam sie noch einen Crashkurs in Elektrotechnik.

In der zweiten Woche sorgte O. dafür, dass die Pixybots die Ampelfarben erkennen konnten. Außerdem programmierte er einen Algorithmus, der ihnen beibrachte anzuhalten und weiterzufahren. Währenddessen fing H. an, die fertige Schaltung zu löten und zu testen.
Am letzten Tag wurden beide Projekte zusammengeführt. Die Roboter fuhren selbstständig über die Strecke und orientierten sich an der Ampelschaltung, wenn auch nicht ganz zuverlässig.

Bei der Umsetzung gab es folgende Herausforderungen: Die LEDs der Ampel waren zu hell, sodass die Pixybots die Farben nicht immer identifizieren konnten. Die Bewegungsmelder in der Strecke konnten die Roboter aufgrund ihrer schwarzen Unterfläche nur mäßig erkennen. Dies führte dazu, dass die Pixybots manchmal bei Rot über die Ampel fuhren oder die Ampel gar nicht umschaltete. Trotzdem war es am Ende ein Erfolg und die beiden Praktikant:innen konnten viel lernen. Dazu gehört auch, dass der erste Versuch selten perfekt funktioniert.

Betreuer Jan Bersheim sagt:
Trotz kleinerer Schwierigkeiten konnten die beiden Schüler:innen viele neue Erfahrungen aus dem Praktikum mitnehmen. Aus Problemen und Fehlern lernt man sehr viel mehr, als wenn alles auf Anhieb funktioniert. Insgesamt konnten die Praktikant:innen einen tiefen Eindruck in das Arbeitsfeld des BI und generell die Arbeit mit solchen Systemen gewinnen.