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Seite: https://www.hochschule-ruhr-west.de//forschung/forschung-in-den-fachbereichen/institut-maschinenbau/iot-labor/
Datum: 16.11.2018, 01:16Uhr

IoT-Labor

Wenn die Waschmaschine mit dem Smartphone spricht...

Wussten im 15. Jahrhundert die Waschfrauen genau Bescheid, wann die Wäsche fertig ist, dann lag das daran, dass sie diese eigenhändig gewaschen haben. Heute ist das anders: über Apps die mit dem Smartphone bedient werden, bekommt man nicht nur eine Benachrichtigung wenn die Wäsche fertig ist, sondern kann von unterwegs der Waschmaschine im heimischen Keller „sagen“ wann die Wäsche fertig sein soll.

So werden immer mehr Objekte direkt oder über den „Umweg“ Smartphone miteinander verbunden.

Die HRW bietet mit dem Labor „Internet of Things“ (IoT Lab) einen Ort an dem Studierende und Unternehmen, sowie interessierte Schüler*innen in Begleitung von Fachleuten die ersten Schritte in eine smarte Zukunft wagen können.

Die vorgestellten Versuche und Experimente fördern das Bewusstsein und Verständnis für Smart Objects und das in allen Altersklassen. Die Vermittlung von Know-How für eine zielorientierte Anwendung schafft die optimale Basis für eine durchgängig digitale Gestaltung und Fertigung.

Die unter Anleitung durchgeführten Schulprojekte sollen den teilnehmenden Schülerinnen und Schülern die Tätigkeitsbereiche von Morgen aufzeigen und das Hinterfragen von Aufgabenstellungen und einzelnen Tätigkeiten fördern.

Gerne unterstützen unsere Mitarbeiter*innen Existenzgründer*innen und Unternehmen bei Fragestellungen und Ideenentwicklung rund um das Thema Gerätekommunikation und vernetzte Fertigung und stehen auch bei der Umsetzung mit Rat und Tat zur Seite.

Schulprojekte

Angeboten werden verschiedene Basisprojekte die über Zusatzmodule individualisiert werden können.

Die Basis-Projekte umfassen einen Zeitumfang von ungefähr 8 Stunden, wird ein Zusatzmodul dazu gewählt erweitert sich die benötigte Zeit um ca. 4 Stunden. Die maximale Teilnehmerzahl liegt bei 15 Personen, die mindestens 12 Jahre alt sein sollten.

Laborleiter

Prof. Dr.-Ing. Joachim Friedhoff
Dekan Fachbereich 3, Institutsleiter Maschinenbau, Lehrgebiet: Technisches Produktionsmanagement

Institut Maschinenbau
Duisburger Str. 100, 45479 Mülheim an der Ruhr
Gebäude 04 Raum 02.169

Telefon: +49 208 88254-758
Fax: +49 208 88254-784

joachim.friedhoff hs-ruhrwest "«@&.de

Sprechzeiten:
Sprechstunden können per Moodle reserviert werden

Projekt 1: Heimsteuerung mit Funksteckdose

Das Basis-Projekt beinhaltet die Fertigung und Programmierung der benötigten Komponenten. Über Steckverbindungen wird die Schaltung aufgebaut und unter Anleitung wird der Mikrocontroller programmiert. Die im IoT Lab vorhandenen Funksteckdosen können mit Hilfe eines Webinterfaces konfiguriert werden. Nach dem Einbau der Einzelteile in vorgefertigte Gehäuse können die Schüler*innen die Steckdosen mittels Computer steuern.

Zusatzmodul 1.1: Verbindungsstellen selber löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 1.2: Gehäuse selbst gestalten und drucken

Die Schüler*innen erhalten eine Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ und können anschließend das Gehäuse für ihre Heimsteuerung individuell gestalten. Der Einblick in die Technologien der additiven Fertigung wird abgerundet durch die Herstellung der Gehäuse mit den vorhandenen 3D-Druckern und die Weiterverwendung im Basisprojekt.

Zusatzmodul 1.3: Steuerung via Smartphone

Um die Funksteckdosen über das Smartphone ansteuern zu können, lernen die Schüler*innen wie man eine App entwickelt oder ein Webinterface individuell gestaltet.

Projekt 2: Ferngesteuertes Auto

Das Basis-Projekt beinhaltet die Fertigung einer Funktionseinheit. Dazu bauen die Schüler*innen mittels Steckverbindungen eigene Schaltungen und programmieren unter Anleitung den Mikrocontroller. Der Einbau der einzelnen Komponenten in bereitgestellte Kunststoffchassis ermöglicht die Steuerung des Fahrzeuges via Computer.

Zusatzmodul 2.1: Verbindungsstellen selbst löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 2.2: Chassis selbst gestalten und drucken

Die Schüler*innen erhalten eine Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ und können anschließend das Chassis für ihr Auto individuell gestalten. Der Einblick in die Technologien der additiven Fertigung wird abgerundet durch den Druck der Chassis mit den vorhandenen 3D-Druckern und die Weiterverwendung im Basisprojekt.

Zusatzmodul 2.3: Steuerung via Smartphone

Um das Auto mit dem Smartphone ansteuern zu können, lernen die Schüler*innen wie man eine App entwickelt oder ein Webinterface individuell gestaltet.

Projekt 3: LED-Lampe

Das Basis-Projekt beinhaltet das Aufbauen einer Schaltung über Steckverbindungen. Außerdem programmieren die Schüler*innen unter Anleitung die Mikrocontroller und verbauen einen Helligkeitssensor. Die einzelnen Komponenten werden anschließend in einen vorgefertigten Lampenschirm eingebaut, welcher über den Sensor selbstregelnd gesteuert wird.

Zusatzmodul 3.1: Verbindungsstellen selbst löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 3.2: Lampenschirm selbst gestalten und drucken

Die Schüler*innen erhalten eine Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ und können anschließend ihren Lampenschirm individuell gestalten. Der Einblick in die Technologien der additiven Fertigung wird abgerundet durch den Druck der Lampenschirme mit den vorhandenen 3D-Druckern und die Weiterverwendung im Basisprojekt.

Zusatzmodul 3.3: Steuerung via Smartphone

Um die LED-Lampe mit dem Smartphone ansteuern zu können, lernen die Schüler*innen wie man eine App entwickelt oder ein Webinterface individuell gestaltet.

Projekt 4: Bewegungsgesteuertes Armband

Das Basis-Projekt beinhaltet den Einbau und Anschluss von verschiedenen Komponenten in ein vorgefertigtes Kunststoff-Flex-Armband. Außerdem wird der Mini-Mikrocontroller unter Anleitung von den Schüler*innen selbst programmiert.

Zusatzmodul 4.1: Verbindungsstellen selbst löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 4.2: Armband selbst gestalten und drucken

Die Schüler*innen erhalten eine Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ und können anschließend ihre Armbänder individuell gestalten. Der Einblick in die Technologien der additiven Fertigung wird abgerundet durch den Druck der Armbänder mit den vorhandenen 3D-Druckern und die Weiterverwendung im Basisprojekt.

Projekt 5: Skateboard mit Unterbodenbeleuchtung

Das Basis-Projekt beinhaltet die Vorbereitung der LED-Bänder für die Montage und die angeleitete Programmierung der Mikrocontroller. Abschließend werden die einzelnen Komponenten von den Schüler*innen an den mitgebrachten Skateboards befestigt.

Zusatzmodul 5.1: Verbindungsstellen selbst löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 5.2: Ausstattung mit Bewegungssensoren

Damit die Unterbodenbeleuchtung der Skateboards aus Bewegung reagiert und nicht bei jeder Nutzung manuell ein- und ausgeschaltet werden muss, statten die Schüler*innen ihre Boards zusätzlich mit Bewegungssensoren aus.

Projekt 6: Zeichnender Roboterarm

Das Basis-Projekt beinhaltet neben dem Aufbau einer Schaltung über Steckverbindungen durch die Schüler*innen, auch die Montage der vorgefertigten Bauteile zu einem gelenkigen Roboterarm. Unter Anleitung werden die Mikrocontroller programmiert und Bilddateien in zeichenbare Grafiken umgewandelt.

Zusatzmodul 6.1: Verbindungsstellen selbst löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 6.2: Bauteile selbst gestalten und drucken

Die Schüler*innen erhalten eine Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ und können anschließend die Bauteile für ihre Roboterarme individuell gestalten. Der Einblick in die Technologien der additiven Fertigung wird abgerundet durch den Druck der Bauteile mit den vorhandenen 3D-Druckern und die Weiterverwendung im Basisprojekt.

Zusatzmodul 6.3: Einlesen und Darstellung getrackter Daten

Projekt 7: Fahrradcomputer

Das Basis-Projekt beinhaltet den Aufbau einer Schaltung mittels Steckverbindungen durch die Schüler*innen und deren Einbau in die vorgefertigten Gehäuse. Außerdem werden unter Anleitung die Mikrocontroller programmiert, so dass Geschwindigkeit und zurückgelegte Strecke erfasst und angezeigt sowie gespeichert werden.

Zusatzmodul 7.1: Verbindungsstellen selbst löten

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen und können dann elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit einer Leiterplatte verlöten. Anschließend werden die Lötstellen getestet bevor die Arbeit am Basisprojekt weitergeht.

Zusatzmodul 7.2: Gehäuse selbst gestalten und drucken

Die Schüler*innen erhalten eine Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ und können anschließend das Gehäuse für ihre Heimsteuerung individuell gestalten. Der Einblick in die Technologien der additiven Fertigung wird abgerundet durch die Herstellung der Gehäuse mit den vorhandenen 3D-Druckern und die Weiterverwendung im Basisprojekt.

Zusatzmodul 7.3: Ausplotten von getrackten Daten

Workshops für Schulklassen

Außer den Basis-Projekten in denen verschiedene Themen kurz vorgestellt und im Anschluss daran umgesetzt sowie miteinander verbunden werden, bietet das IoT Lab auch Workshops an.

Ziel der einzelnen Workshops ist die Einführung und Anwendung in die einzelnen Thematiken der additiven Fertigung.

Die maximale Teilnehmerzahl für die einzelnen Workshops liegt bei 15 Personen, diese sollten mindestens 12 Jahre alt sein.

Workshop 1: Programmieren

Dauer: 5 Tage (2-8 Stunden pro Tag)

Nach einer Einführung in die Grundlagen der Programmierung, entwickeln die Schüler*innen erste Algorithmen und erlernen das Ansteuern einzelner LED-Lichter.

Workshop 2: Löten

Dauer: 1 Tag (8 Stunden)

Die Schüler*innen erhalten eine Sicherheitsunterweisung und Arbeitsanleitung an den Lötstationen. Sie erlernen den Aufbau einfacher Schaltungen, verlöten elektrische Bauteile und Verbindungskabel mit Leiterplatten und testen abschließend ihre Lötverbindungen. 

Workshop 3: 3D-Druck

Dauer: 1 Tag (8 Stunden)

Nach einer Einführung in das 3D-Modellierungsprogramm „Meshmixer“ bei denen die Schüler*innen neben den Verfahrensgrundlagen auch die fertigungsspezifischen Randbedingungen erlernen, gestalten sie ein individuelles 3D-Modell, welches im Anschluss mit den vorhandenen 3D-Druckern hergestellt wird.

Gefördert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung: