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ArduSmartPilot: Praktischer Schulunterricht

Mit dem ArduSmartPilot rüsten Schüler einen Spielzeug-Wurfgleiter zu einem ferngesteuerten Motorflugzeug um und lernen dabei eine Menge über Mechatronik und Programmierung.

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ArduSmartPilot: Praktischer Schulunterricht

Der Studienbereich für Mechatronik der Hochschule Reutlingen hat ein Schülerpraktikum entwickelt, welches Kindern spielerisch die Grundlagen der Mechatronik und Informatik vermittelt und dabei jede Menge Spaß bereitet. Der ArduSmartPilot ist ein kleines Modellflugzeug, welches sich mit einer selbstentwickelten Android-Software über ein Smartphone oder Tablet fernsteuern lässt. Damit das Projekt auch mit dem Taschengeld bezahlbar bleibt, haben sich die Entwickler Materialkosten von unter 60 Euro als Limit gesetzt.

Liebevoll gestaltete Anleitungen laden Schülerinnen und Schüler zum Nachbau ein.

Als Basis für das Modellflugzeug dient der Spielzeug-Wurfgleiter Felix80 des Herstellers Miniprop. Ein Arduino steuert die Höhen- und Seitenruder, sowie den Elektromotor für den Propeller. Der Felix80-Wurfgleiter besteht aus EPP-Material (extrudiertes Polypropylen), dadurch ist er robust und mit Hilfe von Epoxykleber einfach zu reparieren.

Die selbstgeschriebene Android-App auf dem Smartphone oder Tablet kommuniziert mit der Board-Elektronik über Bluetooth, die internen Bewegungssensoren dienen als Steuerung. Das Flugzeug selbst sendet ebenfalls Daten zurück, beispielsweise über die Qualität der Funkverbindung oder den Akkuladestand.

Mit dem ArduSmartPilot gelingt ein sinnvoller Einsatz von Smartphones an Schulen.

Das Projekt unter der Leitung von Prof. Dr. rer. nat. Stefan Mack besteht aus nur wenigen Komponenten wie einem Arduino Pro Mini und dem HC-05-Bluetooth-Modul (alternativ eignet sich auch ein BTM222-Modul). Zudem sind noch ein Drucksensor und ein 3-Achsen-Be­schleunigungs-/Drehratensensor am Mikrocontroller angeschlossen. Die zusätzlichen Komponenten für das Modellflugzeug wie zwei Servos, ein Akku, ein Motorregler und der Motor sind allesamt Standardbauteile aus dem Flugzeugmodellbau.

Auch die Programmierung des Arduinos und Smartphones ist als Lehrauftrag gestaltet und in einzelne Kurseinheiten unterteilt. Für die Android-App wird als Entwicklungsumgebung Processing verwendet, die Verarbeitung der Sensor-Daten und die Bluetooth-Verbindung geschieht mit Hilfe der Ketai-Bibliothek. Die Anleitungen zum Nachbau der Hard- und Software stehen auf der Projektseite der Fakultät Technik zum Download bereit. (ogo)