Der Erfinderwettbewerb „Kreative Köpfe“ ging auch in diesem Jahr wieder in eine neue Runde. Pepperl+Fuchs Assamstadt unterstützte diesmal den Schüler Lucas. Im Rahmen seines Projekts entwickelte er eine Bodendüse für einen Staubsauger, die mit einer Kamera und Beleuchtung ausgestattet ist. Das Ziel: Ohne sich zu bücken prüfen zu können, ob der Bereich sauber ist.
Unter den diesjährigen Projektideen der Schülerinnen und Schüler des Erfinderwettbewerbs „Kreative Köpfe“ wählte Pepperl+Fuchs Assamstadt ein besonders alltagsrelevantes Thema aus. „Das Projekt von Lucas ist ein großartiges Beispiel dafür, wie Technologie unser tägliches Leben erleichtern und effizienter gestalten kann“, so Mehmet, Elektroingenieur bei Pepperl+Fuchs Assamstadt. Besonders hilfreich ist diese Lösung beim Saugen unter Möbeln, etwa dem Sofa, wo man sich sonst oft bücken muss um zu prüfen, ob der Bereich wirklich sauber ist. Mit einem Videostream auf dem Smartphone entfällt dieser Schritt.
Schritt für Schritt zum Ziel
Lucas beschrieb zunächst seine Idee der Bodendüse und wie er sie umsetzen wollte. Mit Hilfe einer Mindmap zerlegte er das Projekt in seine wesentlichen Elemente und leitete daraus konkrete Aufgaben ab, um verschiedene Lösungswege zu diskutieren und Entscheidungen treffen zu können, z.B. ob die Bauteile selbst hergestellt oder gekauft werden sollten. „Wir haben beispielsweise überlegt, ob wir eine vorhandene Bodendüse anpassen oder mit 3D-Druck eine eigene Bodendüse konstruieren“, so Mehmet. „Letztendlich haben wir uns für die Eigenkonstruktion entschieden. Gleiche Überlegung galt für die Kamera. Auch bei der Stromversorgung stellten wir uns die Frage, ob diese mit Batterie oder Akkuschaltung funktionieren soll.“
Die technische Umsetzung
/ Copyright: Stiftung „Junge Kreative Köpfe“
Da die Strom- und Spannungsaufnahme vom Kameramodul abhängig war, recherchierten die beiden zunächst nach passenden Modulen. Letztlich entschieden sie sich für eine sogenannte ESP32-CAM Entwicklerplatine (Mikrocontroller mit Kameramodul). Diese ist weit verbreitet und ideal für den Anwendungsfall, da sie eine direkte WiFi-Verbindung für den Videostream bietet. Für die Stromversorgung entschieden sich Lucas und Mehmet für die Akkuschaltung, bestehend aus einer Bastelplatine für Powerbanks und einer Rundzelle, da diese die benötigte Spannung für den Betrieb des Moduls liefert und bequem über ein USB-Netzteil (Smartphone-Ladekabel) aufgeladen werden kann. Nach dem Aufspielen der Software und Konfiguration wurde die Spannungsversorgung von der Powerbank-Bastelplatine zum Modul über gelötete Drahtverbindungen hergestellt. Damit war die Elektronik einsatzbereit und musste nur noch im Gehäuse platziert werden.
Das Gehäuse entwickelte sich schrittweise, beginnend mit der Konstruktion auf Papier. Danach modellierten sie es am Computer in 3D und druckten den Prototypen mithilfe eines 3D-Druckers aus. Natürlich gab es auch Herausforderungen, wofür aber kreative Lösungsansätze gefunden wurden. Frei nach dem Motto „Was nicht passt, wird passend gemacht“. „Die Funkleistung für den Videostream reichte anfangs nicht aus“, erzählt Mehmet weiter. „Dies konnten wir dann durch eine händisch gebogene WLAN-Antenne lösen. Und ja, ab und an war auch der Sekundenkleber ein guter Freund von uns!“
Die Preisverleihung des Erfinderwettbewerbs „Kreative Köpfe“
Am 12. und 13. April 2024 präsentierten die Kreative Köpfe ihre Ergebnisse. Bei der anschließenden Preisverleihung am 7. Mai erhielt das Projekt von Lucas und Mehmet in der Kategorie „Technische Realisierung“ den 1. Platz.
Erfinderwettbewerb „Kreative Köpfe“:
Der im Jahr 2002 ins Leben gerufene Erfinderwettbewerb „Kreative Köpfe“ hat es sich zum Ziel gemacht, Schülerinnen und Schüler für MINT-THEMEN (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) zu begeistern. Durch die Unterstützung vieler Unternehmen entsteht außerdem ein Netzwerk aus Industrie und Handwerk sowie Schulen und Kommunen. Durchgeführt wird dieser Erfinderwettbewerb in Zusammenarbeit mit Unternehmen und Schulen der vier teilnehmenden Regionen Bad Mergentheim, Tauberbischofsheim, Wertheim und Neckarsulm.
