Projekt der Elektrotechnik und Informationstechnik – MATLAB meets Lego Mindstorms

Im Projekt Elektrotechnik und Informationstechnik – MATLAB meets LEGO Mindstorms sollen die Studierenden die Lerninhalte der Vorlesung Mathematische Methoden der Elektrotechnik durch Steuerung von LEGO Mindstorms NXT Robotern unter MATLAB vertiefen und ihre Kenntnisse direkt anwendungsbezogen erweitern. Das Projekt ist eine Pflichtveranstaltung im 1. Semester des Bachelorstudiengangs Elektrotechnik, Informationstechnik und Technische Informatik und wird durch alle Lehrstühle der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik im Rahmen einer Blockveranstaltung durchgeführt. Auch das Institut für Hochfrequenztechnik beteiligt sich selbstverständlich. Die einstmals aus den Studiengebühren beschafften Rechner stehen den Studenten außerhalb der zwei Wochen des Projektes im neu gestalteten CIP-Pool des Instituts für Hochfrequenztechnik ganzjährig zur Verfügung. Für das gesamte Projekt schaffte die Fakultät insgesamt 200 LEGO Mindstorms Grund- und Erweiterungskästen an. Das Projekt wurde für 400 Studenten kalkuliert (d.h. ein Roboterkasten für je zwei Studenten). Unserem Institut werden jährlich nach der Anmeldung entsprechend den Anmeldezahlen Studenten zugeteilt.

Als Betreuer fungieren wissenschaftliche Mitarbeiter und studentische Hilfskräfte.

Das Projekt besteht aus Pflicht- und Wahlversuchen. Die Pflichtversuche werden von jedem Studenten bearbeitet. Dabei werden neben dem Bauen von LEGO-Robotern Steuerabläufe unter Zuhilfenahme mathematischer Methoden programmiert und digitale Messdaten verarbeitet. In den Wahlversuchen können die Studenten mit den bereits erworbenen Kenntnissen eigene Ideen entwickeln und umsetzen.

Bisher umgesetzte Ideen waren unter anderem.:

  • eine Schatzkarten-Suche (ein Roboter liest eine Schatzkarte ein und zweiter sammelt den Schatz dann ein)
  • Katz und Maus (ein Roboter fängt einen zweiten ein)
  • intelligenter Labyrinth-Roboter
  • ein ferngesteuertes " Lego-Auto", wobei ein Roboter als "Joystick" diente
  • Greifautomat (ein Greifarm wird auf zwei horizontalen Achsen gesteuert, greift nach einem Ball und wirft ihn in ein Ausgabefach)

 Genutzt wurden dabei auch weitere am Institut zur Verfügung stehende Sensoren wie Farb-, zusätzliche Ultraschall-, Kompass- und Beschleunigungssensoren, um nur einige zu nennen. Am letzten Projekttag präsentieren die einzelnen Gruppen ihre Ergebnisse den anderen Gruppen und Institutsangehörigen in Form eines kurzen Vortrags und einer Vorführung ihres Roboters.