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Autor: wpadmin

Starting with embedded software development using PlatformIO and Arduino

Time: Thursday, 14:00 – 16:00

Speaker: Jakub Nagy – picoballoon, Bratislava, Slovakia

Age of participants: High school

Short description:

Today, there are various options for embedded software development. The Arduino framework allows even begginers to start developing software for their devices. What if there are bigger requirements for the project? The answer is PlatformIO. In this workshop, we will go over the basics, how to migrate from Arduino IDE and best practices.

Required previous knowledge: Ideally have basic knowledge of programming and the C++ language, useful but not required experience with Arduino. Have VSC installed on your desktop if you want to follow along.

Veränderungen des Klimas mit einem einfachen Klimamodell in der Schule selbst erforschen.

Zeit: Donnerstag 9:45 – 10:30 Uhr – NUR ONLINE

Referentin: Dr. Anja Hermans – Deutsches Klimarechenzentrum Hamburg

Alter der TeilnehmerInnen: Oberstufe

Kurzbeschreibung:

Das eigens für die Schule aufbereitete Klimamodell „MSCM“ (Monash Simple Climate Model) wird vorgestellt. Dieses Klimamodell bietet zahlreiche Möglichkeiten, Zusammenhänge im Klimasystem forschend zu entdecken. Die Erde kann z.B. in Science Fiction-Planeten aus dem Film „Star Wars“ umgewandelt werden, aber vor allem können auch Experimente mit plausibleren Zukunftsszenarien durchgeführt werden. Beispielhaft wird sich mit der markanten Rolle von Eis und Schnee im Klimasystem und einer Veränderung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre auseinandergesetzt. Die unterschiedlichen regionalen Effekte werden diskutiert.

Benötigte Vorkenntnisse: Keine

Sonnenbeobachtung am Computer

Zeit: Mittwoch, 14:00 – 16:00 – NUR ONLINE

Referentin: Carolin Liefke – Haus der Astronomie, Heidelberg

Alter der TeilnehmerInnen: Ab Mittelstufe

Kurzbeschreibung: Unsere Sonne ist ein äußerst dynamischer Himmelskörper: Sonnenflecken auf ihrer Oberfläche kommen und gehen innerhalb weniger Tage, in einem Zyklus von 11 Jahren treten sie mehr oder weniger stark gehäuft auf. Riesige Gaswolken, die Protuberanzen, steigen innerhalb von Minuten über der Sonnenoberfläche auf. In unregelmäßigen Abständen werden außerdem in Helligkeitsausbrüchen gewaltige Energiemengen frei. All diese Phänomene werden unter dem Begriff Aktivität zusammengefasst. Zwar lassen sie sich leicht mit geeigneten Teleskopen beobachten, allerdings sind dabei systematischen Betrachtungen wie Langzeitmessungen und dem Einbeziehen von Daten fernab des sichtbaren Spektralbereichs enge Grenzen gesetzt. Die Software JHelioviewer bzw. deren Webapplikation ermöglicht den interaktiven Zugriff auf die Archive verschiedener Satellitenmissionen zur Sonnenbeobachtung und damit auch den Ursachen der Sonnenaktivität auf den Grund zu gehen.

Benötigte Vorkenntnisse: Keine

Leistungselektronik – Moderne Energiewandlung für Elektromobilität und erneuerbare Energien

Zeit: Mittwoch 14:00 – 16:00 – NUR PRÄSENZ (WORKSHOP)

Referent: Dr.-Ing. Christian Nöding – Universität Kassel

Alter der TeilnehmerInnen: (Mittelstufe) / Oberstufe

Kurzbeschreibung: Jeden Tag nutzen wir elektrische Energie entweder aus dem Versorgungsnetz, einem Akku oder auch zunehmend aus Brennstoffzellen. Dabei wandelt meist versteckte Elektronik zwischen verschiedenen Energieformen um. Die Leistungselektronik in Form von modernen Wechselrichtern für die Netzeinspeisung von regenerativen Energien oder als Antrieb für elektrische Fahrzeuge ist Thema des Workshops. Nach einer Kurzeinführung in das Thema „elektrische Energieversorgung“ soll eine Simulation mit einem Open-Source-Tool zunächst das Grundverständnis eines Wechselrichters vermitteln. Anschließend wird an einem realen Aufbau die notwendige Ansteuerung interaktiv mit den Schülerinnen und Schülern aufgebaut. Am Ende des Workshops soll jede Schülerin und jeder Schüler Grundwissen zu leistungselektronischen Wandlern haben und auch Einblicke in die (Forschungs-)Arbeiten der Universität Kassel haben können. Eine kurze Agenda: Teil 1. Grundlagen des Energieversorgungssystems: Warum haben Hochspannungsmasten 3 oder 6 Leiterseile und was hat das mit Elektrofahrzeugen zu tun? – kleiner Vortrag, ca. 15 Minuten Teil 2. Simulation eines dreiphasigen Wechselrichters: Einsatzgebiete und Besonderheiten – 30 Minuten Teil 3. Ansteuerung eines realen 1- und 3-phasigen Wechselrichters mit MatLAB/Simulink: Grundlagen der Oszilloskopie, Pulsweitenmodulation und der leistungselektronischen Komponenten – 60 Minuten

Benötigte Vorkenntnisse: Kenntnisse der physikalischen Grundprinzipien des elektrischen Stroms und der wichtigsten Bauteile (Diode, Transistor, etc.) sind vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich.

EUV-Lithographie: Was steht hinter der aktuellen Generation von Computerchips

Zeit: Mittwoch, 9:45 – 10:30 Uhr- NUR ONLINE

Referent: Dr. Henning Huckfeldt – Carl Zeiss SMT GmbH

Alter der TeilnehmerInnen: Mittel- und Oberstufe

Kurzbeschreibung: Die aktuellen und zukünftigen Computerchips mit höchster Performance basieren auf der EUV-Lithographie (Extrem UltraViolettes Licht). Im Vortrag sollen die Lithographie und die zugehörigen Grundlagen der Optik vorgestellt werden, um anschließend den technologischen Aufwand und die Methoden vorzustellen, die heutzutage notwendig sind.

Benötigte Vorkenntnisse: Vorkenntnisse zur Optik sind empfehlenswert

Wir brauchen eine Physik- und Technik-AG

Zeit: Mittwoch 9:45 – 10:30 Uhr – NUR ONLINE

Referent: Peter Batzer

Alter der TeilnehmerInnen: SchülerInnen Klassen 3 bis 7; KollegInnen

Kurzbeschreibung: Ich habe eine solche AG über mehrere Jahre selbst unterrichtet und möchte KollegInnen und SchülerInnen informieren und motivieren, sich mit Physik und Technik zu beschäftigen: Mögliche Themen für mehrere Doppelstunden: Schienenfahrzeuge im Modell und in der Realität; Fliegen:Vom Gleitflug bis zum Airbus, Papierfliegerbau Schwimmen: Vom Kanu bis zum Kreuzfahrtschiff Fahren: Von der Dampflok bis zum ICE, von Daimler bis heute Werkzeugkunde, RoboterFahrrad, Zahnräder, Übersetzungen, Brücken, Metallbaukästen, Schätzen und Messen u.a.

Benötigte Vorkenntnisse: Keine

Das n-Damenproblem mithilfe von PROLOG

Zeit: Mittwoch 9:45 – 10:30 Uhr

Referenten: Sinja Kühne – Herderschule, Kassel

Alter der TeilnehmerInnen: für Sek I  und Sek II  , (ab Klasse 9 oder 10)

Kurzbeschreibung:

Bei dem n-Damen Problem sollen n-Damen auf ein n mal n Feld platziert werden ohne das diese sich gegenseitig schlagen können. Wir behandeln dies in PROLOG (einer logischen Programmiersprache) mithilfe des Prinzips des Backtrackings und am Beispiel von 8 Damen auf einem 8×8 Feld. Im folgenden wird das Programm noch effizienter gestaltet und unterschiedliche Anzahlen von Damen bis zum 23-Damen Problem betrachtet und deren Programmlaufzeiten. Der aktuelle Forschungsstand ist n=27. 

Benötigte Vorkenntnisse: Die Gangart der Dame beim Schachspiel. Geringe Programmierkenntnisse in irgendeiner Programmiersprache, aber viele Vortragsteile sind auch ohne Programmierkenntnisse verständlich. 

Drehstrom – Grundlage für die Energienetze

Zeit: Mittwoch 8:30 – 9:15 Uhr – NUR ONLINE

Referent: Jan-Hendrik Amrhein – EAM Netz GmbH Kassel

Alter der TeilnehmerInnen:
Ab Klasse 8

Kurzbeschreibung: Drehstrom ist die Grundlage unserer Elektrizitätsnetze – Warum ist das so und wird das auch in Zukunft so sein? Der Vortrag erläutert die physikalischen Prinzipien des Drehstromsystems und geht auf seine Vor- und Nachteile ein. Außerdem werden praktische Einblicke in die Stromversorgung gegeben: Was muss passieren, damit Strom aus der Steckdose kommt?

Benötigte Vorkenntnisse: Keine

Quantentechnologien – Fällt aus

Zeit: Mittwoch, 8:30-9:15 – NUR ONLINE

Referent: Prof. Dr. Kilian Singer – Universität Kassel

Alter der TeilnehmerInnen: alle

Kurzbeschreibung:

Wir geben eine Einführung in die spannenden Quantentechnologie-Forschungsfelder in meinem Fachgebiet. Eine Wärmekraftmaschine aus nur einem Atom, Quantenmünzen aus Farbzentren in Diamant und Quantensensoren aus Rydbergatome werden vorgestellt.

Benötigte Vorkenntnisse: Keine

Das Labor in silico: Simulationen eines Neurons

(Hinweis: geänderter Titel; Vorher: Das Gehirn – Wissenswertes über das zentrale Denkorgan)

Zeit: Dienstag, 14:00-16:00 Uhr – TERMINÄNDERUNG

Referentinnen: Prof. Dr. Abigail Morrison, Julia Sprenger;  Charl Linnsen

Alter der Teilnehmer: ab Mittelstufe

Kurzbeschreibung:  In diesem Workshop untersuchen wir in Simulationen das elementare Baustein des Denkens: das Neuron. Alle Teilnehmer:innen werden selber kleine Netzwerke erstellen und mit Stimuli versehen, um das Verhalten des Neurons unter unterschiedlichen Bedingungen zu verstehen. Benötigt wird nur der Zugang zu einem aktuellen Browser.

Benötigte Vorkenntnisse: Keine, allerdings ist die Kenntnis des Vortrages am Montag (12:15 Uhr bis 13:00 Uhr) hilfreich um den Hintergrund besser zu verstehen und mehr Spaß bei den Aufgaben zu haben.