Smartphone an Arduino: Linkskurve fliegen!
Seite 2: Fernsteuerung
Die Software liest die Lagesensoren des Smartphones aus und erzeugt daraus Steuerbefehle an das Flugzeug. Ein Rechts/Links-Kippen des Smartphones führt zu einer entsprechenden Verstellung des Seitenruders am Heck des Flugzeugs. Ein Aufwärts/Abwärts-Kippen des Smartphones wird in eine entsprechende Verstellung des Höhenruders am Heck des Flugzeugs umgesetzt. Die Motordrehzahl kann über Tasten auf dem Display eingestellt werden.
Die Software für den Arduino-Bordrechner wird mit der gleichnamigen Entwicklungssoftware erstellt. Die Schülerinnen und Schüler können dafür die bestehenden Quellprogramme von Prof. Mack verwenden. Sie arbeiten die vorhandenen Beschreibungen mit Hilfe von studentischen Tutoren und Physiklehrern aus ihren Schulen durch, übersetzen die Programme und testen sie an ihren eigenen Flugzeugen.
Schulen und Unis arbeiten zusammen
Das Flugzeugprojekt ist Teil einer seit dem Jahr 2003 andauernden Kooperation des Studienbereichs Mechatronik der Hochschule Reutlingen mit zwei regionalen Gymnasien im Rahmen einer sogenannten „Schüler-Ingenieur-Akademie“. Dieses, in Baden-Württemberg weit verbreitetes Kooperationsmodell basiert auf der Zusammenarbeit von Schule, Hochschulen und der Industrie mit Ziel, das Interesse junger Menschen an den Ingenieurberufen zu fördern.
In dem hier beschriebenen Projekt arbeiten folgende Partner mit der Hochschule zusammen: Das Friedrich Schiller Gymnasium Pfullingen, das Gymnasium des Bildungszentrums Nord Reutlingen, die Robert Bosch GmbH und der Verband Südwestmetall. Bei der Robert Bosch GmbH in Reutlingen bauen die Schülerinnen und Schüler eine Bordrechner-Platine, auf der sie den Arduino Pro Mini, das Bluetooth-Modul und einen 6-Achsen-Bewegungssensor (BMI055 von Bosch) anlöten. Dieser ist für eine künftige Aufzeichnung von Flugdaten vorgesehen.
Die Projekte dauern zwei Schul-Halbjahre, während dieser Zeit arbeiten die Schülerinnen und Schüler jeden Freitagnachmittag an dem Projekt. Es gibt Termine in den Schulen, in der Hochschule und im Industrieunternehmen. In den vergangenen Jahren wurden unter anderem Solarboote und Raketen mit eingebautem Mikrocontroller zur Höhenmessung (über einen Drucksensor) gebaut. Das hier beschriebene Projekt ist von der Software her zweifellos das anspruchsvollste.
Projektfazit: Läuft.
Der erfolgreiche Flugtag im Sommer 2014 hat gezeigt, dass das Fernsteuern eines Modellflugzeugs für einen Anfänger keine leichte Aufgabe ist. Unsanfte Landungen waren nicht selten. Trotzdem war die Begeisterung bei den Teilnehmern groß, dass etwas Selbstgebautes am Himmel seine Kreise zieht. Nach den Mühen der Fehlersuche war die Faszination bei den Schülerinnen und Schülern über das erfolgreiche Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Software zu spüren. Die Jugendlichen haben mit diesem Projekt viel über den Berufsalltag eines Mechatronik-Ingenieurs gelernt. Nicht jeder Versuch gelingt auf Anhieb, aber am Ende begeistert das funktionierende technische Produkt. Derzeit arbeitet eine neue Schülergruppe an einem zweiten Durchlauf des Projekts. Der nächste Flugtag ist für Ende Juni 2015 geplant. (dab)
