Projekte


Mikrophone

Im HASE-Jahr 2021/22 wurden Mikrophone auf Hertz und Nieren getestet. Die Idee reifte im noch frischen Eindruck der Lockdown-Phasen des vorangegangenen Schuljahres. Die Schüler*innen beschäftigte die Frage, ob auch Mikrophone im unteren Preissegment im Hinblick auf Videokonferenzen bzw. Distanzunterricht brauchbare Ergebnisse liefern. In der Folge wurden sowohl analoge als auch digitale Mikrophone einigen Tests unterzogen. Bei einer Exkursion zu den Messtechnik-Experten von Rohde und Schwarz konnten die HASEn ihr erworbenes Wissen um Frequenz, Hertz, Klirrfaktor und einiges mehr vertiefen. Zusätzlich gab es einige Tipps zu Messungen rund um die Schallwellen. Ziel ist es die Ergebnisse im Schuljahr 2022/23 beim Wettbewerb „Jugend testet“ einzureichen.

3D-Druck und CNC-Fräse

Grundlagen jedes Ingenieurberufes ist der sichere Umgang mit einem CAD-Programm. Die Schüler*innen haben bereits jetzt die Möglichkeit ihre eigenen Ideen, oder auch kleinere Aufträge/Anfragen in einer technischen Zeichnung am Computer konstruktiv umzusetzen und diese dann mit Hilfe unseres 3D-Druckers (der auf den Namen „Hairy Plotter“ getauft wurde) auf Funktionalität zu testen. Spätestens nach Fertigstellung des Erweiterungsbaus des Humboldt-Gymnasiums, wenn die HASEN in ihren neuen Stall umziehen werden, wird sogar die Möglichkeit zur Verfügung stehen, die Konstruktionen mit einer eigenen CNC-Fräse in ein Bauteil umzusetzen.

Auswahl von Projekten der letzten Schuljahre

Nebelkammer

NebelkammerRadioaktive Strahlung ist unsichtbar, aber in einer sogenannten Nebelkammer kann man sie sichtbar machen. Hierzu wird im oberen Bereich der Kammer Ethanol verdampft, so dass die Luft in der Kammer mit gasförmigem Alkohol gesättigt ist. Der Boden der Kammer wird gekühlt, dadurch tritt im unteren Bereich eine Übersättigung ein, und kleinste Störungen (wie z.B. ionisierende Strahlung) führen zur Kondensation kleiner Ethanoltröpfchen. Somit sieht man, welchen Weg die Strahlen in der Kammer genommen haben.
Einfache Nebelkammern werden z.B. mit Trockeneis gekühlt, was eigens besorgt werden muss, und sind somit weder spontan einsetzbar noch für den Dauerbetrieb geeignet. Unsere im Bau befindliche Nebelkammer nutzt hingegen strombetriebene Piezo-Kühlelemente, wodurch diese Nachteile entfallen.
Die Baupläne für die Nebelkammer hat ein Student online zur Verfügung gestellt, und die HASEn des letzten und dieses Jahrgangs müssen beim Nachbau vielfältige Probleme lösen, wenn z.B. die einzigen verfügbaren Heizwiderstände einen zu großen Durchmesser haben und daher anders montiert werden müssen als in der Anleitung, oder wenn es um die Frage geht, mit welcher Art von Kleber man eine Kupferrinne, die über 100 °C heiß wird, an PVC-Platten wasserdicht befestigen kann.

Raketendüsen

Welchen Einfluss hat die Düsenform auf die Schubkraft einer Rakete? Hierzu hatte ein Projektteam verschiedene Düsen aus Ton geformt und an Acrylglas-Hohlzylindern montiert, die mit Sauerstoff durchströmt wurden, dabei von innen nach außen verbrannten und so Schub erzeugten. Mittels computergesteuerter Kraftmesser konnten so die Auswirkungen verschiedener Düsenformen verglichen werden. Zumindest in der Theorie – die Zeit reichte nicht mehr für ausführliche Versuche. Aber hier kann ein neues Team einsteigen und weiterarbeiten.

Infrarotkamera

Die meisten in Digitalkameras verbauten Chips könnten eigentlich Infrarotstrahlung detektieren. Für den normalen Betrieb ist diese „Fähigkeit“ eher störend, da ein möglichst farbechtes Bild gewünscht wird, wie wir es auch mit unseren Augen wahrnehmen. Daher sind in handelsüblichen Webcams Filter eingebaut, die nur sichtbares Licht bis zum Chip durchlassen. Kein Problem, diesen auszubauen, und stattdessen einen Filter einzubauen, der den größten Teil des roten Lichts herausfiltert, wodurch der Rotsensor auf dem Kamerachip nun zum Infrarotsensor wird. Eine Schülergruppe hat es  geschafft das gewünschte Ergebnis zu erhalten und die Fähigkeiten der selbstgebauten Infrarotkamera zu testen.

Feinstaubsensor

Kommen Fahrverbote in den deutschen Großstädten? Wie hoch ist die Feinstaubbelastung rund um unsere Schule? Eine Bürgerinitiative aus Baden-Württemberg sammelt Daten von über ganz Deutschland verteilten Feinstaubmessstationen, die von Privatpersonen betrieben werden können. Hierzu stellt die Initiative Anleitungen zur Verfügung, wie man einen günstigen Sensor von einem Arduino-Microcontroller steuern und auslesen lassen kann. Dieser Sensor soll später auch einmal mit der Drohne mitfliegen und Messdaten nehmen.
Unterstützt wurde die Gruppe von ein paar „alten HASEn“ , die als Team „Apoapsis“ beim CanSat-Wettbewerb des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt teilnehmen.