Hier finden Sie eine Übersicht über die Projekte, mit welchen sich die Schüler beim 18. Forschungscamp beschäftigt haben. Die Projektbeschreibungen wurden von den Schülern selbst angefertigt!
Hinweis: Diese Seite befindet sich im Aufbau und wird in Zukunft ergänzt.
Sensorgestützte Bewässerung von Plantagen |
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| Lukas Kamm | Werner-von-Siemens-Gymnasium Weißenburg |
| Thomas Maier | Werner-von-Siemens-Gymnasium Weißenburg |
Wir erarbeiteten in dieser ESFZ-Woche die Planung und Konstruktion eines Bodenfeuchtigkeitssensors, der auf Plantagen zur automatischen Bewässerung eingesetzt wird. Der Sensor ermöglicht eine optimale und wassersparende Pflanzenzucht.
Der Sensor besteht aus zwei parallelen Drähten, die beim Anlegen einer Spannung als Kondensator wirken und je nach Dielektrikum, das sich zwischen ihnen befindet (feuchte Erde, trockene Erde), eine unterschiedliche Kapazität haben.
Die Kapazität wird gemessen und anschließend auf die Bodenfeuchte umgerechnet. Ein Mikrocontroller steuert nun ein Magnetventil.
Außerdem führten wir unser Projekt der letzten beiden Forschungscamps fort. Wir haben weitere Spiegel für unser Solarturmkraftwerk auf Reflektivität und Beständigkeit untersucht.
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Untersuchung der Parallelisierbarkeit verschiedener Algorithmen und deren Effizienz |
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| Lukas Stockner | Maria-Ward-Gymnasium Altötting |
Fortsetzung von vorherigem Forschungscamp
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Kerzen - eine physikalische Betrachtung |
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| Felix Wechsler | Johann-Sebastian-Bach-Gymnasium Windsbach |
Fortführung des Projekts von Fasching 2013.
Allerdings wurde auch untersucht, ob eine Kerze immer das gleiche Volumen Wachs pro Sekunde verbrennt. Es hat sich bestätigt, dass dies der Fall ist, unabhängig von der Form. Auch hat sich durch die bewährte Methode, Bilder von der brennenden Kerze zu machen und diese auszuwerten gezeigt, dass sich ein Kegel mathematisch besser modellieren lässt als eine Pyramide.
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Flugeigenschaften von unterschiedlichen Badmintonbällen |
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| Niklas Rasch | Humboldt-Gymnasium Vaterstetten |
Ich befasse mich mit den Flugeigenschaften von verschiedenen Badmintonbällen. Dazu habe ich per High-Speed-Kamera den Flug fotografiert und anschließend ausgewertet. Beim ESFZ habe ich dann den Luftwiderstand der Bälle gemessen. Dazu waren die Bälle auf einem Stab befestigt, der an einem Kraftmesser befestigt war. Für die Strömung sorgte ein Windkanal. Den Luftwiderstand maß ich in allen Positionen des Balles, also mit Neigung oder verkehrtherum. Meine Messwerte zeichnete ich mit einem Computerprogramm auf. Meine Messwerte wertete ich anschließend aus und führte Berechnungen bezüglich der Flugbahn durch. Für diese Berechnungen verwendete ich außerdem ein von mir und einem Tutor programmiertes Programm, welches mir die Flugbahn des Balles ausgab. Durch meine Forschungen bin ich zu zahlreichen interessanten Ergebnissen gekommen. Mit diesen werde ich beim Jugend forscht Wettbewerb nächstes Jahr teilnehmen.
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Entwicklung eines Elektro-Kolbenmotors |
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| Tim Lukas Diezel | Hans-Sachs-Gymnasium Nürnberg |
Im Forschungscamp des ESFZ habe ich meine Idee eines Elektro-Kolbenmotors verwirklicht, dessen Prinzip kurz dargelegt werden soll:
Auf einem zylinderförmigen Elektromagneten ist eine Röhre befestigt, in der sich ein beweglicher Permanentmagnet befindet. Nun legt man so am Elektromagneten Spannung an, dass dessen Nordpol dem Nordpol des Permanentmagneten zugewandt ist. Dadurch stoßen sich die Magneten ab und der Permanentmagnet schwebt in der Röhre. Wird der Elektromagnet nun umgepolt, so bewegt sich der Permanentmagnet aufgrund der Gravitations- und magnetischen Anziehungskraft nach unten. Wird die Spannung periodisch umgepolt, so wird der Permanentmagnet in eine Schwingung versetzt. Dies funktioniert am einfachsten mit einer Wechselspannung mit veränderlicher Frequenz, was ein Funktionsgenerator liefert.
In meinem Versuchsaufbau reichte die Stromstärke, die der Funktionsgenerator ausgibt, bei weitem nicht aus, um den Elektromagneten zu betreiben. Deswegen habe ich die Wechselspannung durch eine Schaltung mit vier Transistoren verstärkt. Durch Variieren der Frequenz kann ein unterschiedliches Schwingverhalten beobachtet werden, das jedoch bei manchen Frequenzen besonders regelmäßig und stark ist. Vermutlich ist das der Fall, wenn die Eigenfrequenz getroffen wird, was durch Messungen noch nachzuweisen ist.
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Verbesserung der CNC-Frässteuerung |
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| Stefan Berger | Werner-von-Siemens-Gymnasium Weißenburg |
Verbesserung der Steuerungshardware und Software mit Hilfe von absoluter Sollwertvorgabe, Regelung mit Inkrementalgebern und I²C-Bus-System.
Erhöhung der Rechenleistung durch Einsatz eines Raspberry Pi's.
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Untersuchung von Selbstinduktion und der Spannung beim Hall-Effekt |
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| Anna Nikishenkova | Helene-Lange-Gymnasium Fürth |
| Deborah Kleebauer | Wilhelm-Löhe-Schule Nürnberg |
Eine Spule wird in Eisenkern eingeschlossen und anschließend mit einem Widerstand in Reihe und mit einem Widerstand parallel geschaltet. Zusätzlich wird der in Reihe geschaltete Widerstand an ein Oszilloskop geschaltet. Sobald man den Stromkreis schließt (Einschalten), wird eine abgerundete Kurve am Oszilloskop sichtbar. Beim Unterbrechen des Stromkreises (Ausschalten) beobachtet man eine nach unten gerundete Kurve. Dies ist überraschend, da man eigentlich einen geraden sofortigen Abfall der Kurve erwarten würde. Da aber durch die Spule ein Magnetfeld entsteht, welches eine Induktionsspannung hervorruft, entsteht eine entgegengesetzte Lorentzkraft, die die Spannung langsamer aufbauen lässt (Einschalten) bzw. "länger erhält" beim Ausschaltvorgang → Selbstinduktion.
Mit einem weiteren Versuch möchten wir die sogenannte Hall-Spannung messen. Dazu nehmen wir 2 Spulen mit Joch und ein Germanium-Wafer, der zwischen diesen beiden Spulen gesteckt wird. Sowohl die 2 Spulen als auch der Germanium-Wafer werden an ein Netzgerät angeschlossen, wobei man den Germanium-Wafer zusätzlich an ein Spannungsmessgerät anschließt. Nach dem Einschalten der Netzgeräte kann man an dem Germanium-Wafer eine Spannung abgreifen. Dies geschieht dadurch, dass zwischen den beiden sich ein Magnetfeld abbaut, welches eine Lorentzkraft auf die Elektroden im Wafer ausübt, wodurch eine Ladungstrennung zustande kommt (elektrisches Feld) und eine Spannung hervorgerufen wird → Hall-Spannung.
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Untersuchung des Fluoreszenzspektrums von Fluorescein |
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| Paul Fadler | Ehrenbürg-Gymnasium Forchheim |
In meinem Projekt ging es darum, zunächst Fluorescein herzustellen und dessen Spektrum danach mit einem Spektrometer aufzuzeichnen. Hergestellt wurde das Fluorescein aus Resorcin, Phtalsäureanhydrid und etwas H2SO4. Das fertige Fluorescein wurde in verdünnter Kalilauge gelöst, sodass die Lösung einen pH-Wert von 9 hatte. Bei der Anregung mit einer 480 nm LED zeigte das Fluorescein ein Emissionsmaximum bei 533 nm, was exakt mit dem Literaturwert übereinstimmt. Im nächsten ESFZ versuche ich, auch andere Chemikalien und Lumineszenzarten zu untersuchen.
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Bau und Verbesserung einer Wasserrakete |
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| Felix Kögel | Ohm-Gymnasium Erlangen |
| (Paul Fadler, Hilfe bei Elektronik) | Ehrenbürg-Gymnasium Forchheim |
Bei meinem Projekt geht es um den Bau und die Verbesserung einer Wasserrakete. In diesem ESFZ war mein Hauptziel ein funktionsfähiges Bergungssystem zu bauen. Ich habe vor, einen Fallschirm zu verwenden, der mit einem Servomotor, der über einen Timer gesteuert wird, ausgelöst wird. Dazu habe ich eine Servosteuerung gebaut, die leider noch nicht funktioniert, sodass ich hoffentlich nächstes ESFZ daran weiterarbeiten kann.
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Spinner im Wasser |
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| Evgeny Golubtsov | Willstätter Gymnasium Nürnberg |
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Kinematik und Dynamik der Rotationsbewegung im Headspin beim Breakdance |
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| Duygu Nacar | Willstätter Gymnasium Nürnberg |
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Kraftübertragung am Rennrad in Abhängigkeit der Kurbellänge |
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| Florian Kronberger | Willstätter Gymnasium Nürnberg |
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Layout elektronischer Module / Beschäftigung mit dem Raspberry Pi |
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| René Zahn | Joseph-von-Fraunhofer-Gymnasium Cham |
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Picking-Maschine |
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| Julia Savchenko | Hardenberg-Gymnasium Fürth |
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Bau einer PC-Lüftersteuerung |
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| Simon Michalke | Descartes-Gymnasium Neuburg an der Donau |
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Magnetischer Stoßdämpfer |
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| Marvin Klinger | Justus-von-Liebig Gymnasium Neusäß |
| Felix Wipfler | Justus-von-Liebig Gymnasium Neusäß |
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Elektronische Einspritzanlage für ein Strahltriebwerk |
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| Paul Tatucu-Ertel | Willstätter Gymnasium Nürnberg |
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Sonolumineszenz |
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| Sami Sandakly | Centre International de Valbonne (Spanien) |
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