Weitere
Projekte

Organisation

Termine:
2 Stunden pro Woche
tägliche Treffen bei Wettbewerben

Klassenstufe:
9. bis 12. Klasse
3 Jahre Mindestteilnahme

Teamgröße: 15 - 20 Teilnehmer pro Projekt

Leitung: Herr Sturm

Kontakt: sturmwin(at)web(dot)de 

WebSite: www.hardware-ag.de (ext. LINK)

Hardware AG

Die Hardware-AG ist eine Arbeitsgemeinschaft für besonders befähigte und interessierte Schülerinnen und Schüler. Den Teilnehmerinnen und Teilnehmern an der Hardware-AG werden Kenntnisse in Physik, Elektronik und Elektrotechnik vermittelt, die über den Unterrichtsstoff hinausgehen. Den Schülerinnen und Schüler wird die Möglichkeit geboten, Ideen für neue Hardware zu Entwickeln. Mit Hilfe der vermittelten Theorie werden Ideen umgesetzt und die Hardware-Prototypen entwickelt. Die Entwicklungen der Hardware-AG werden durch eine enge Kooperation mit Unternehmen in ganz Deutschland gefördert. Die Ergebnisse wurden bereits mehrfach auf den verschiedensten Wettbewerben prämiert.

Ziele der Hardware AG sind

  • praxisorientiertes Lernen im Team
  • Förderung von naturwissenschaftlichen Fähigkeiten
  • Kennenlernen alternativer Lösungsstrategien und deren Anwendung
  • Entdecken der eigenen Kreativität und die Realisierung innovativer Ideen
  • Zusammenarbeit mit Industrie und Wirtschaft
  • Vernetzung von Schule und Universität
  • Präsentationen der innovativen und kreativen Projekte auf Fachmessen, Ausstellungen und Tagungen
  • Interesse wecken an den Fachbereichen Mathematik, Informatik und Physik

Mit Unterstützung des Freiburger Erdbeben-Instituts konnte die Konstruktion eines hoch empfindlichen Seismographen und der Bau einer vollautomatischen Erdbeben-Mess-Registrierstation für weltweite Erdbeben umgesetzt werden. Nach einer 5-jährigen Entwicklungszeit läuft die Erdbeben-Mess-Station seit dem Jahr 2000 und registriert seitdem Erdbeben weltweit.
Um eine vollautomatische 24-Stunden-Aufzeichnung zu ermöglichen wurde das in Eigenentwicklung spezielle HAG-Analog-Digitalisierungs-Modul MeX-8.12 integriert. Dabei werden die analogen Daten (4 Messdaten pro Sekunde) nicht mehr von der Endlos-Papieraufzeichnung mit einem y-t-Schreiber von jeweils 7 Tagen simultan geschrieben, sondern digitalisiert auf eine Festplatte gespeichert. Die Daten werden simultan auf einen PC-Monitor visualisiert.

Das Third-Eye ist eine Orientierungs-Hilfe für Blinde und stark sehbehinderte Menschen, die durch den Blindenstock nur bis Kniehöhe geschützt sind. Das Third-Eye erfasst Hindernisse bis Kopfhöhe nach dem Fledermaus-Prinzip einer Ultraschall-Ortung.  Ergänzend dazu wurde eine taktilen Armbanduhr mit entfernungscodierten Vibrationssignalen in den Entfernungsbereichen 3m und 6m realisiert, welche mit  einer akustische Signal-Generierung zur Erkennung der eingestellten Entfernungsbereiche und bei Batterieermüdung ausgerüstet wurde. Das System aktiviert sich autonom bei Dämmerung. Unter Berücksichtigung einer einfachen Handhabung und des geringen Gewichtes konnte somit eine optimal wahrnehmbare taktile Hindernis-Informationen realisiert werden.

Der atlas-pressure-Simulator (aps-Simulator) wurde für die Aus- und Weiterbildung von Ärzten der Manuellen Medizin entwickelt. Mit seiner Hilfe können Ärzte den sensiblen Druck-Impulses ohne die Teilnahme von Patienten erlernen.
Der Simulator soll eine Hilfe von am KISS-Syndrom der oberen Halswirbelsäule leidenden Patienten dienen. Dazu wurde die Wirbelsäulenstruktur realistisch mit der anatomischen Wirbelsäulenstruktur und entsprechender physiognomischer Vorgaben abgebildet. Mit der eigens dafür entwickelte Hard- und Software-Komponenten inklusive A/D-Wandlung konnte eine Realtime-Erfassung der Druck-Impuls-Signale mit Visualisierung auf einem PC/Laptop ermöglicht werden. Die Umsetzung einer leichten und intuitiven Bauweise dient dem mobilen Einsatz und reduziert damit Ausbildungskosten.

Der life-guard-X3 ist ein Fahrassistenz-System zur Erkennung des gefährlichen Sekundenschlafes am Steuer. Im Rahmen der Entwicklung entstand in Eigenarbeit ein biologischer Sensor zur Registrierung atypischer und ermüdungsrelevanter Reaktionen. Der Sensor beinhaltet ein neuartiges Druck sensitives Lenksystem zur Erfassung des Lenkrad-Haltdruckes und reaktionsempfindlicher Drehbewegungen. Zusätzlich werden durch eine Infrarot-Abtastung die Kopfbewegungen auf Ermüdungssymptome einer erschlaffenden Halsmuskulatur analysiert.

Unter Einbeziehung der ermüdungsabhängigen Herzfrequenz ist es möglich mittels einer kontinuierlichen Dimmung der akustischen Hintergrund-Kulisse das System zusätzlich als Einschlafhilfe für Tinnitus-Beeinträchtigte einzusetzen.

Auch eine Verwendung als Notrufsystem für gefährdete Herzpatienten mit  automatischer Anwahl über Telefonsystem ist denkbar.

Das innovative Atmungs-Überwachungssystem breath-guard-X2 ist für die Erkennung von Atem-Aussetzern durch innovative Dehnungssensoren in Textilien aus leitfähigen Industrie-Silikon-Rußfäden und aktiver Atmungs-Stimulierung konzipiert worden. Damit dient es zur Atemkontrolle bei Apnoe-Patienten und zur Kontrolle der Atmung von Kleinkindern zur Abwendung des Plötzlichen Kindstods.

Zur Apnoe-Überwachung werden die Textil-Sensor-Signale in der  Schlafbekleidung ausgewertet und bei kritischen Atemaussetzern wird ein elektrisch stimulierender Muskel-Aktivator ausgelöst, wodurch am unteren Handgelenk im Atmungs-Reflex-Bereich (Akupunktur-Zentrum LU-10) ein Weiteratmen initiiert werden kann.

Das soft-sleep-system-X3 wurde für Tinnitus-Therapie- und Diagnose-Unterstützung in Verbindung mit einem neuartigen Bio-Rhythmus-Weck-Modus konzipiert. Es gestattet die Erkennung von Ein- und Durchschlafstörungen sowie biorhythmisch optimierte Weck-Phasen.

Ermöglicht wird dies durch ein universelles IR-codiertes Regel- und Steuersystem in Kombination von Einschlaf-Sensorik (actio) und integrierter Weck-Stimulierung (reactio) mit Optimierung und Adaption der Peripherie-Elektronik und Sensorik an die medizinische Realität. Es gestattet nichtflüchtige Speicherung individueller Parameter sowie Daten-Visualisierung in Echtzeit unter Berücksichtigung eines  mobilen Laptop-Einsatzes zur Diagnoseunterstützung.

SaveLux E ist ein interaktives Energie-Spar-Lernsystem für den pädagogischen Einsatz in Schulen und Kindergärten. Es wurde das Stimulus-Reiz-Lernen nach Prinzip des Pawlowschen Hundes einbezogen. Das SaveLux-System ermöglicht verschiedene programmierbare Warnstufen, wobei zunächst visuell und anschließend akustisch gewarnt wird, wenn z.B. ein Lichtschalter zur Lichtabschaltung nicht betätigt wird. Der Alarm lässt sich für eine wählbare Zeit nicht deaktivieren.