„Lego-Roboter“ (WP Klasse 10)

Jeden Donnerstag findet ein Wahlpflichtkurs für technisch interessierte Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 10 statt.
Am Anfang geht es um den Aufbau eines Lego-Roboters, mit dem obligatorischen  programmierbaren Baustein - dem Herzstück des Roboters - sowie den benötigten Motoren und Sensoren.a
Nach dem Zusammenbau und dem Anschluss der Kabel erfolgt die Programmierung. Schließlich soll der Roboter selbstständig vorgegebene Aufgaben lösen. Das Programm wird am PC erstellt und später in den programmierbaren Baustein des Roboters übertragen. Es besteht aus einer logischen Abfolge an Befehlen. Diese stehen in einer Bibliothek zur Verfügung. Beispielsweise gibt es einen Motorblock als Programmbaustein, der für die Ansteuerung der Motoren der beiden Antriebsräder zuständig ist. Dieser Baustein muss so eingestellt werden, dass der Roboter weiß, wie viele Umdrehungen seine Antriebsräder ausführen und wie schnell sie sich dabei drehen sollen. Dabei kommt man um den Einsatz seiner Mathematikkenntnisse nicht herum. Schließlich muss man wissen, wie weit der Roboter bei einer Umdrehung seiner Antriebsräder geradeaus fährt. Da diese Strecke dem Umfang der Räder entspricht, muss der Umfang berechnet werden.
Wenn sich im Laufe des Kurses die an den Roboter gestellten Anforderungen ändern, muss er in den meisten Fällen umgebaut werden. Das stellt die Schülerinnen und Schüler immer wieder vor neue Herausforderungen hinsichtlich des Aufbaus und der Programmierung. Soll der Roboter beispielsweise eine Linie verfolgen, sind folgende Fragen zu beantworten: Welcher Sensor kann die Linie am besten vom Untergrund unterscheiden? Wie ist er anzubringen und welche Werte liefert er? Und wie muss das Programm die Werte abfragen und darauf reagieren? Nicht selten kommt es dabei zu „Überraschungen“ und man fragt sich, welche Veränderungen vorgenommen werden müssen. Im Laufe des Kurses macht jeder früher oder später die Erfahrung, dass Problemlösen eine echte Herausforderung ist. Macht der Roboter am Ende, was er soll, freut man sich über die vollbrachte Leistung.

Von Stefan Wagner