µP-Workshop bei Siemens in Braunschweig am 16. und 17. November 2016

Wie in den Jahren zuvor gab es auch in diesem Jahr wieder den begehrten Mikroprozessorworkshop im Rahmen der Kooperation der Siemens AG mit dem Werner-von-Siemens-Gymnasium. Ausgewählte Schülerinnen und Schüler des zehnten Jahrgangs durften für zwei Tage im Ausbildungslabor von Siemens in Braunschweig und im nagelneuen Rechnerraum des Werner-von-Siemens-Gymnasiums löten, programmieren und testen.

Das vom Ausbilder Herrn Sense völlig neu überarbeitete Konzept auf der Basis des Arduino bietet eine Fülle von Möglichkeiten zum Steuern, Regeln und Messen einer Vielzahl von elektronischen Geräten. Eine erste Herausforderung für alle Teilnehmer war die Ansteuerung der 27 LEDs in einem dreidimensionalen LED-Cube. Was ausieht wie ein einfaches Lichterspiel ist in Wirklichkeit handfeste Programmierarbeit am Computer. Die Schülerinnen und Schüler durften freundlicherweise sogar ihre selbstgefertigte Mikroprozessor-Platine mit nach Haus nehmen. Dort können sie am eigenen PC nach Herzenslust weiterprogrammieren und weitere Sensoren und Ausgabekomponenten anschließen.

 Im Ausbildungslabor der SIEMENS AG in Braunschweig

Beim Verlöten der kleinen Bauteile ist extreme Sorgfalt angebracht.

 Die fertig bestückte Platine mit dem aufgestecketen Arduino-Board (blau)

Spannender Test: Kann der Prozesor alle Lampen ansprechen? Er kann ...

Nun kann die Programmierung der einzelnen LEDs losgehen.

(Bericht: Ulrich Mettler)

Bericht von Indira Oberdiek, Klasse 10b

Bevor ich im Zug saß, wusste ich noch nicht wirklich was mich dort erwarten wird.
Wir, 13 weitere Mitschüler von mir und ich, sind am 16.11. nach Braunschweig zu Siemens gefahren um dort an einem ''Mikroprozessor - Workshop'' teilzunehmen, der am darauf folgenden Tag in unserer Schule fortgesetzt werden sollte.
Soweit so gut. Aber was das jetzt genau hieß, wusste ich immer noch nicht.

1. Tag:
In Braunschweig angekommen, wurden wir von Herrn Sense, unserem Workshop Leiter, in Empfang genommen und haben erst einmal eine kleine Besichtigung der Firma bekommen.
Anschließend gingen wir dann zu dem Ausbildungslabor, das uns für einen Tag zum Arbeiten zur Verfügung gestellt worden ist. Wir bekamen eine kurze theoretischen Einführung, weil wir größtenteils noch keinerlei Erfahrung mit der Materie hatten. Danach begannen wir Transistoren, Widerstände und Schalter auf die Platine zu löten. Als letztes kam unser kleinen 3x3x3-LED-Cube, den die Auszubildenden von Siemens netterweise schon für uns angefertigt hatten, da das den zeitlichen Rahmen gesprengt hätte.
Das Herzstück unserer Schaltung war ein leistungsfähiger Mikroprozessor auf einem Arduino Board, welches auf unsere Platine gesteckt wurde, und dafür sorgen sollte, dass wir unsere Würfel auch zähmen können. Nebenbei wurden beim Arbeiten Gedanken ausgetauscht, kleinere Schwierigkeiten beseitigt.
Weiter ging es dann damit, verschiedene Muster mit den kleinen blinkenden Würfel zu programmieren. Mit einer dafür vorgesehenen Software sollte jetzt also ausprobiert werden, ob auch alles funktioniert, sodass wir am folgenden Tag in der am Werner-von-Siemens-Gymnasium weitermachen konnten.
Wir hatten beim Löten und Programmieren so viel Spaß, dass wir teilweise sogar noch über den eigentlichen Zeitrahmen hinaus weiter gemacht haben.

2. Tag:
Am zweiten Tag haben wir uns ganz den Fähigkeiten unseres kleinen Mikroprozessors gewidmet und peu à peu neue Programme geschrieben, die unsere Schaltungen immer wieder mit neuen Aufgaben gefüttert haben.
Bei Problemen stand uns an beiden Tagen immer Herr Sense von Siemens zur Verfügung, sodass das eine oder andere Problem schnell gelöst werden konnte.
Am Ende des Workshops gab es noch eine kleine Beratung für uns, was die spätere berufliche Entscheidung angeht, bei der wir auch beliebig Fragen stellen konnten.
Auch am zweiten Tag waren wir so fokussiert bei der Sache, dass wir gar nicht aufhören wollten und über den eigentlich eingeplanten Termin hinaus weiter programmiert haben.

Zusammenfassend danke ich im Namen aller Herrn Sense für die Workshop Leitung und Herrn Mettler dafür, das alles mit viel Aufwand und Geduld möglich gemacht zu haben und kann für mich persönlich wiedergeben, dass ich die zwei Tage genossen habe.
Nicht zuletzt die unglaublich gemütliche, aber trotzdem konzentrierte Arbeitsatmosphäre, die Möglichkeit insgesamt viel für sich selbst mitzunehmen, sich für einen total spannenden Bereich mehr begeistern zu können und ein Stück mehr selbständig - als beispielsweise im Unterricht - etwas auf theoretische, vielmehr praktische Art und Weise erarbeiten zu können, haben dazu beigetragen, dass wohl niemand von uns 14 bereut hat, dabei gewesen zu sein.

Bericht von Till Diegeler, Klasse 10c

Es war so weit: Wir durften als erste Schulgruppe überhaupt aus dem WvS an einem neuen Workshop teilnehmen, der durch die Ausbildungsabteilung der Siemens AG in Braunschweig organisiert wurde. Um 7:48 Uhr stiegen wir vom Bad Harzburger Bahnhof in den Zug ein, womit wir auch etwa 90 Minuten und einen Umstieg später auch in Braunschweig angekommen sind. Da das Firmengelände von Siemens direkt vor dem Braunschweiger Bahnhof liegt, waren es auch nur wenige Minuten bis dorthin. Nachdem wir vom Pförtner am Eingang empfangen und auch die Besucherkarten zugewiesen bekommen haben, wurden wir vom Ausbildungsleiter Herrn Sense empfangen. Auf dem Betriebsgelände, in dessen Mitte ein langes Stück Schiene mit allerlei technischer Ausstattung durchführt, wurden wir auch über die vorrangigen Aufgaben des Firmenzweiges in Braunschweig informiert: Eisenbahntechnik. Dabei nutzte unser Besichtigungsführer die Zeit, an diesem Schienenstück gleich einige Bestandteile zu erklären - von Signalsystemen bis hin zu kleinen Anlagen, die in atemberaubend kurzer Zeit während der Fahrt Daten mit dem Zug austauschen können.
Kurze Zeit später begann die Besichtigung der Fertigungsabteilung. Das verlief ziemlich geordnet, da es für die Besucherschaft extra gekennzeichnete Wege gibt. Über 3.000 Arbeiter/-innen sind hier in der Zweigstelle in Braunschweig beschäftigt. Das klingt sehr viel, dabei zählt das Werk in Braunschweig zu den kleineren, das auf Eisenbahntechnik und Spezialanfertigungen spezialisiert ist. Danach schauten wir uns in verschiedenen Abschnitte an, wie Einzelteile hergestellt und verpackt werden, wie die Logistik funktioniert und wo sich der Testraum befindet (der Ort, an dem die Produkte auf Herz und Nieren getestet werden).
Nach dieser langen, aber interessanten Informationsrunde wurde es dann aber spannend: Im Schulungsraum des Ausbildungslabors lernten wir ein Gerät kennen, das auf den ersten Blick ziemlich unscheinbar wirkt: Den Arduino Nano. Der Arduino ist eine Plattform mit dem Mikroprozessor AT Mega 328 und der zugehörigen Programmierumgebung. Die besondere Aufgabe für uns bestand darin, die Platine zur Aufnahme des Arduino Nano mit allen zugehörigen Bauteilen komplett zusammenzulöten. Zum Glück war alles schon vorbereitet, sodass wir mit der technischen Unterstützung von Herrn Sense Transistoren, Widerstände, Schalter und Pin-Leisten auf die Platine löten konnten. Das wortwörtliche „Highlight“ dabei war ein 3x3x3 LEDs großer Würfel, bei dem sich die Lampen einzeln ansprechen lassen. So macht Technik Spaß! Eine arbeitsintensive Stunde später waren schließlich die meisten mit ihrer Platine fertig. Da hat man nun eine Menge grüner LEDs, Schalter und Pins – aber was kann man damit machen?
Damit wurde der letzte Teil des ersten Tages eingeläutet, die Programmierung. Der Arduino an sich ist nämlich ein kleines Modul, das mit der eigentlichen Platine über zwei Pin-Leisten verbunden ist. Die Stromversorgung und die Datenübermittlung funktioniert über Mini-USB, sodass sich der Arduino einfach an jeden handelsüblichen Computer anschließen lässt. Über eine spezielle Programmierumgebung und eine ganze Reihe von Befehlen in der Programmiersprache C kann man nun dem Arduino mitteilen, was er tun soll. Das klingt einfach, benötigt aber einiges an Einarbeitungszeit, denn über das Programm wird dem Mikroprozessor mitgeteilt welche Lampen angesprochen werden sollen. Dazu haben wir mit Herrn Sense viele Details besprochen. Danach dauerte es auch nicht mehr lange, bis man die ersten LEDs blinken sah. Dabei hat sich fast schon ein kleiner Wettbewerb entwickelt, wer die kreativste "Leuchteinlage" hat – denn es ist nicht nur bloßes Geblinke möglich, man kann auch einzelne Lämpchen ansprechen und mit diesen anschauliche Effekte erzeugen. So entstanden in den letzten Minuten bereits ziemlich interessante Progrämmchen. Die Zeit verging viel zu schnell. Doch das sollte noch nicht alles sein, denn wir durften unsere Arduinos großzügigerweise mit nach Hause nehmen. Wir hatten ja erst den ersten Tag hinter uns.

Eine Nacht und einige leicht beschädigte Arduinos später begann dann der zweite Tag, diesmal bei uns am Werner. Nach der ersten Stunde regulären Unterrichts durften wir uns im nagelneuen 3. Computerraum weiter in die Thematik vertiefen – denn der Arduino kann mehr als nur einen LED-Würfel kontrolliert zum Leuchten bringen. Tatsächlich schafft es das kleine Gerät auch, RGB-LEDs (LEDs mit einstellbarer Farbe), analoge Sensoren wie Schalter, aber auch Messgeräte wie Mikrofone und sogar Bluetooth-Module anzusprechen. Zudem kann man die Schalter auch nutzen, verschiedene Modi für den Arduino einzustellen, sprich, ob die LEDs zum Beispiel ein spezifisches Muster abspielen sollen oder nur stillschweigend leuchten. Das erfordert aber schon einiges mehr an Aufwand und Zeit, was wir im Computerraum auch rege ausgenutzt haben. In den paar Stunden des Workshops konnten wir also an unseren Arduinos noch Feinarbeit leisten und einiges mehr vom seinem Potenzial herauskitzeln. Umso größer war zum Schluss die leichte Bestürzung, als nach dem Workshop die Realität des normalen Unterrichts wieder auf uns wartete.

Wir bedankten uns bei Herrn Sense für sein Bemühen, uns in dieses Thema eingewiesen zu haben. Für ihn selbst war diese spezielle Form des Workshops auch noch „Neuland“. Wir verließen nach und nach den Workshop, wobei einige noch etwas länger bleiben und an ihren Programmen tüfteln durften.

Zum Schluss nochmal einen herzlichen Dank an Herrn Sense, Ausbilder bei der SIEMENS AG und an die Praktikanten, die für uns zuvor die LED-Würfel vorgelötet und vereinzelt auch Unterstützung beim Programmieren geleistet hatten. Diese Art von Workshop erlebt man nicht alle Tage. Umso mehr sollte man dafür auch seine Dankbarkeit zeigen. Auch dafür, dass wir die Arduinos nach dem Workshop behalten durften. So bleibt bei jedem Teilnehmer und jeder Teilnehmerin eine angenehme Erinnerung zurück an einen gelungenen Workshop und ein Unternehmen, das sich um potenzielle Auszubildende und Arbeitnehmer bemüht.

So wurden wir zum Abschluss auch noch umfassend über die Ausbildungsmöglichkeiten bei Siemens informiert. Herr Sense gab uns auch Tipps für die Bewerbungsvoraussetzungen und das Bewerbungsverfahren, an dem er persönlich beteiligt ist. Ich kann diesen Workshop mit bestem Gewissen weiterempfehlen, speziell für jene Schüler/-innen, die Interesse am naturwissenschaftlichen Zweig haben. Aber auch für andere würde es sicher eine sehr angenehme Erfahrung werden.