Mittwoch, 18. April 2012

Hannover Messe: Wissenschaftler der Saar-Uni präsentieren Plattform für naturwissenschaftliche Experimente in der Schule

Hannover Messe

Foto: Iris Maurer


Spaß am naturwissenschaftlichen Experimentieren will eine Plattform, die VenDASys, bei Schülern wecken. Sie wurde von Andreas Schütze, Professor für Messtechnik an der Universität des Saarlandes, und seinen Mitarbeitern entwickelt. Mit der Plattform lassen sich komplexe Versuchsaufbauten für den Physik- und Technikunterricht betreiben. Für diese Plattform existiert bereits eine Auswahl spannender Experimente vor allem aus dem Bereich Sensorik.  Eine einfache „elektronische Nase“ auf der Basis der VenDASys Plattform und zweier Gassensoren präsentieren die Wissenschaftler vom 23. bis zum 27. April auf dem saarländischen Forschungsstand der Hannover Messe (Halle 2, Stand C 44). Der saarländische Forschungsstand wird organisiert von der Kontaktstelle für Wissens- und Technologietransfer der Universität des Saarlandes (KWT).

„Während es früher Experimentierkästen gab, sitzen die Schüler heute eher vor Computern“, sagt Professor Andreas Schütze. „Daher fehlt ihnen die Erfahrung im Umgang mit der Elektronik, die für Experimente benötigt wird.“ Um moderne, durch Mikrosensoren gesteuerte Technik wieder erlebbar zu machen, hat er mit seinen Mitarbeitern die Experimentierplattform VenDASys entwickelt. Sie ersetzt ein halbes Labor, da sie viele elektronische Komponenten in sich vereint, darunter Spannungs- und Stromquellen für die Energieversorgung, verschiedene Messgeräte und digitale Ein- und Ausgänge. Mit einer Standard-USB-Schnittstelle lässt sie sich an jeden Rechner anschließen. „Der Unterschied zu kommerziellen Systemen besteht darin, dass die Schüler ihre Experimente selber aufbauen und nicht nur vorgefertigte Abläufe präsentiert bekommen“, erklärt der Professor für Messtechnik.

Wie man mithilfe der Schüler-Plattform auch komplexe Experimente realisieren kann, zeigen die Saarbrücker Forscher auf der Hannover Messe am Beispiel einer einfachen „elektronischen Nase“, mit der zwei Gase erkannt und voneinander unterschieden werden können. Die „elektronische Nase“ verwendet dazu zwei verschiedene Gassensoren, von denen der eine auf Lösemittel und der andere auf Erdgas empfindlich reagiert. Die verwendeten Gassensoren bestehen aus speziellen Halbleitern, die beim entsprechenden Gasangebot ihren Widerstandwert stark ändern. Für die Messung müssen die Sensoren entsprechend geheizt werden, da für jedes Gas eine bestimmte Sensortemperatur optimal ist, d.h. sie müssen in ihren Betriebszustand gebracht werden. Mithilfe der VenDASys und einer minimalen elektronischen Schaltung werden diese Sensoren geheizt und ausgelesen. Durch ein Computerprogramm werden die beiden Signale verglichen und ausgewertet und entscheiden, welches Gas die elektronische Nase „erschnüffeln“ sollte. „Der Versuchsaufbau ist so konzipiert, dass die Schüler ihn leicht verändern können, zum Beispiel, um zu untersuchen, wie die Sensoren sich verhalten, wenn sie nicht im optimalen Betriebszustand sind“, erläutert Andreas Schütze. Auch das Computerprogramm für diese Messung ist über eine grafische Programmierumgebung leicht zu modifizieren.

Um möglichst viele junge Leute für naturwissenschaftliches Experimentieren zu begeistern, hat das Team der Saar-Uni gemeinsam mit dem Saarlouiser Lehrer Benjamin Brück die Experimentierplattform für Schüler leicht zugänglich gemacht. So wurde am Max-Planck-Gymnasium in Saarlouis ein Experimentierraum mit VenDASys-Geräten ausgestattet, der auch von anderen saarländischen Schulen genutzt werden kann. In einem eigens entwickelten Elektronik-Selbstlernkurs, der online verfügbar ist, werden die Schüler an elektronische Komponenten wie Widerstände, Dioden und Kondensatoren herangeführt und sie lernen die Programmierung mit „LabVIEW“, mit der die VenDASys angesteuert wird. Mit dieser graphischen Programmiersprache, die intuitiv bedienbar ist, lassen sich die bei den Versuchen ermittelten Messwerte auf den Computer übertragen, auswerten und darstellen. Auch im Schüler-Labor SinnTec an der Universität können Schüler mit der VenDASys experimentieren.
 
Parallel zu der Hannover Messe wird die VenDASys Plattform mit dem Versuch „elektronische Nase“ am 25. April im Rahmen der Kinder-Uni in Saarbrücken vorgestellt.

Ein Pressefoto für den kostenlosen Gebrauch finden Sie unter www.uni-saarland.de/pressefotos. Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen.

Fragen beantwortet:

Prof. Dr. Andreas Schütze
Tel. (0681) 3024663
E-Mail: schuetze(at)lmt.uni-saarland.de

Weitere Informationen:
www.mechatronik.uni-saarland.de/sinntec/

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