Bau deinen eigenen Roboter

Einführung

Interessierte Lehrkräfte sollten den Roboter vorab unbedingt selber einmal anhand der Anleitungen und Tutorials unter https://technikwerkstatt40.de/ gebaut haben.

Einen Überblick über das Projekt erhalten Sie auf dem Projektposter vom Science on Stage Festival auf Deutsch (pdf) oder Englisch (pdf).

Das Zeitraffervideo zeigt, was Sie in diesem Projekt erwartet.
 

Benötigte Materialien

• Feinschraubendreher
• Seitenschneider
• Spitzzange
• Abisolierzange
• Feuerzeug
• Lötkolben (optional)

Projektverlauf und Lernsituationen

Das Projekt Technikwerkstatt 4.0 gliedert sich in sechs Lernsituationen, die modular aufgebaut sind und auch einzeln und unabhängig voneinander funktionieren, sodass der Unterricht flexibel gestaltet werden kann.

Dauer: ca. 7 bis 15 Doppelstunden pro Lernsituation.

Hier geht es zur Übersicht aller Lernsituationen.

Die CAD-Tutorials beziehen sich auf eine breite Palette an Software (TinkerCAD, Inventor, Fusion, OnShape). Alle Softwareprodukte sind für Lehrkräfte kostenfrei im Browser nutzbar.

Lernsituation 01: Grundlagen CAD und 3D-Druck

In dieser Lernsituation lernen Schüler*innen, wie man einfache 3D-Objekte am PC modelliert und anschließend ausdruckt. Sie erwerben damit das digitale und handwerkliche Fundament für eigenständige Konstruktionsaufgaben.

Lernsituation 02: Unendliches Getriebe

In diesem Modul beschäftigen sich die Lernenden mit einer komplexeren Baugruppe und konstruieren sowie drucken ein eigenes kleines Getriebe. Dabei lernen sie das präzise Zusammenspiel mechanischer Bauteile im CAD kennen.

Lernsituation 03: Grundlagen der Programmierung

Diese Lernsituation bietet einen spielerischen Einstieg in die Welt der Software durch blockbasierte Programmierung mit dem Calliope mini. Die Schüler*innen lernen grundlegende algorithmische Logiken kennen und verknüpfen visuelle Bausteine zu ersten funktionierenden Programmen.

Lernsituation 04: Textbasiertes Programmieren

Aufbauend auf den visuellen Grundlagen erhalten die Lernenden hier einen Einblick in das textbasierte Programmieren in einer Hochsprache. Sie erlernen die Syntax sowie grundlegende Code-Strukturen, um Programme in echter Schreibweise zu verfassen.

Lernsituation 05: Robotergehäuse konstruieren

Diese Fortgeschrittenen-Aufgabe stellt eine besondere Herausforderung dar, bei der Schüler*innen das Gehäuse sowie den Slider für den Roboter konstruieren. Im Mittelpunkt stehen dabei Passgenauigkeit, funktionales Design und technisches Problemlösen.

Lernsituation 06: Roboter montieren

Im abschließenden Modul verkabeln, verschrauben und programmieren die Lernenden den Roboter eigenständig. Am Ende steht ein vollständig funktionstüchtiges, selbst montiertes System, das bei Interesse für ca. 30 € pro Stück mit nach Hause genommen werden kann.

Die Idee hinter dem Flowbot DIY

Flow entsteht beim völligen Aufgehen in einer Tätigkeit. Dafür muss eine Aufgabe zu deinen Fähigkeiten passen und gleichzeitig immer schwieriger werden. Nebenwirkung: Verlust des Zeitgefühls.

Ausblick

Zukünftig soll optional die Möglichkeit bestehen, das Projekt um das Thema Lasercutting zu erweitern. Konkret soll der Roboter dafür mit individuell gefertigten Ohren aus Holz ergänzt werden. Durch diese Erweiterung lassen sich neue Software zum Designen der Ohren und neue Maschinen wie der Lasercutter in den Unterricht integrieren.