Geniales Recycling: Eine Powerbank aus Vape-Akkus
Getränkemischer, Pulsmessgerät oder eine Powerbank aus den Akkus von E-Zigaretten – die Elektronikerklassen im 3. und 4. Ausbildungsjahr zeigen mit ihren bereichsübergreifenden Projekten (BüP), wie vielseitig ihr Beruf ist.
- 1
Die Belohnung: Music-Tesla-Coil
Am Anfang dachte Timo, dass das gewählte Projekt viel zu kompliziert sei. «Aber genau diese Herausforderung war interessant», ergänzt er. Tim nahm sich zusammen mit Christian vor, mit der Unterstützung einer Tesla Coil Musik zu produzieren.
Sie konstruierten eine individuelle Tesla Coil. Durch die gezielte Änderung der Frequenz werden unterschiedliche Töne erzeugt. Das Audiosignal wird dabei über einen Klinkenstecker in das System eingespeist. Die gesamte Anlage wird durch ein Netzteil mit Energie versorgt.
Christian ist zufrieden: «Nach all den investierten Stunden ist es eine Belohnung, das Endprodukt präsentieren zu dürfen. Die BüP-Projekte zeigen, wie vielseitig unser Beruf ist.» Elektroniker/-innen entwickeln und realisieren elektronische Hardware und Software. Sie fertigen Elektronikprodukte an, planen und überwachen deren Herstellung. Die selbst ausgewählte BüP-Idee vereint das Wissen aus verschiedenen Unterrichtsfächern und ermuntert, neue Fähigkeiten zu erlernen und projektorientiert vorzugehen.
- 2
Vapes recyclen
«Unsere Powerbank erfüllt alle Kriterien, die wir uns vorgenommen haben.» Kenan und Justin ziehen zufrieden ein Fazit. Sie haben aus den Akkus der elektronischen Zigaretten Vapes eine Powerbank entwickelt. Nach jeder überwundenen Hürde sei die Erleichterung gross gewesen. Jeden Fortschritt erlebten die beiden Lernenden im dritten Ausbildungsjahr als motivierenden Meilenstein.
Ihre Motivation war dank der passenden Projektauswahl von Beginn an. Kenan und Justin erzählen: «Wir wollten ein Projekt umsetzen, das Sinn macht. Das Problem an diesen E-Zigaretten ist, dass ihr Akku nicht mehr so einfach aufgeladen werden kann. Nur wenige entsorgen die Vapes fachgerecht.» Also haben sich die beiden Lernenden rasch dafür entschieden, die Akkus zu recyclen. Und ihre Powerbank funktioniert: Das Smartphone lädt sich auf.
- 3
Knifflige Fehlersuche
Zoé berichtet begeistert davon, wie ihr das Programmieren ihrer USB-Tischlampe Spass gemacht hat. Sie hat bereits eine Vorstellung davon, was sie an ihrem Projekt optimieren will. «Ein Gehäuse für das Printed Circuit Board PCB wäre eine Option», sagt sie etwa. Zudem funktioniert die Ansteuerung der LEDs noch nicht. Zoé analysiert: «Für mein nächstes Projekt nehme ich mit, dass es wichtig ist, genug Zeit für die Fehlersuche und die Dokumentation einzuplanen.»
Zur selben Erkenntnis kommen Noel und Sandro, die eine Charging-Station entwickelt haben. Diese ist universell für alle USB-Geräte benutzbar. Das Ziel sei es, dass egal wie viele Geräte geladen werden, alle gleichzeitig mit voller Leistung geladen werden können. «Leider ist uns der Schemafehler erst während der Inbetriebnahme aufgefallen. Eine Modifikation bei der Wirelesscharging-Logik war nötig», berichten die beiden. Eine neue und spannende Erfahrung sei es auch gewesen, die PCB-Teile selbstständig zu suchen und zu bestellen.
- 4
Der Getränkemischer
Elias und Sven haben sich überlegt, wie das Mischen von Getränken vereinfacht und automatisiert werden kann. Der Kern des Getränkemischsystems ist das EVA-Prinzip (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe). Die Eingabe erfolgt über eine Reihe von Schaltern, welche die Benutzenden kippen können. Vier der fünf Schalter entsprechen einer bestimmten Getränkemischung, der letzte Schalter wird für die Reinigung oder das Befüllen der Schläuche verwendet.
Die Software und das physische Layout des Getränkemischers haben Elias und Sven selbst entworfen und realisiert. Sven sagt: «In diesem Projekt habe ich viel über das Thema Software gelernt. Auch ist es wichtig, Variablen mit sinnvollen Namen zu definieren. Das vereinfacht die Fehlerbehebung.» Er nehme aus diesem Projekt mit, dass die Fehlerfindung schneller gelinge, umso übersichtlicher dokumentiert und gearbeitet werde.
- 5
Die Zeit eilt davon
Luca und Kerem haben ein eigenes Stream Deck entworfen. Mit diesem lösen sie Befehle in einem Windows-Betriebssystem mit Hilfe von zwölf vorprogrammierten Tasten aus. «Statt auf virtuelle Buttons setzen wir auf ein selbst designtes 3D-gedrucktes Gehäuse mit mechanischen Tastatur-Switches», erzählen die beiden Lernenden im dritten Ausbildungsjahr. Die Kontrolle übernimmt ein Raspberry Pi Pico, der ein angepasstes Python-Skript ausführt.
Das Endprodukt vereint viele Überlegungen. Besonders die Ideenfindung und die Informationsbeschaffung hätten Zeit gekostet. Luca und Kerem gelang es in der Folge, den Zeitplan wieder einzuhalten. Sie bilanzieren: «Zukünftig wollen wir besser einschätzen, wie viel Zeit die Anfangsphase und die Fehlerbehebung der Software benötigen.»
- 6
Das Pulsmessgerät
Pascal und Noé hatten Lust darauf, sich mit etwas komplett Neuem zu befassen. Ihre Wahl fiel auf einen Pulssensor. Zuerst recherchierten sie darüber, welche Anforderung ein solches Gerät erfüllen muss. Anschliessend beschäftigten sie sich damit, wie die Schaltung aufgebaut ist. Die beiden Lernenden reflektieren: «Wir haben unser Wissen in den Bereichen Schaltung, Software und Layout erweitert. Ausserdem haben wir viel bezüglich der Projektplanung dazugelernt.»
Ins Grübeln kamen Pascal und Noé, weil der PCB-Hersteller das falsche Finish verwendete. Anstelle von ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) wurde ein PCB mit einem HASL-Finish (Hot Air Solder Leveling) geliefert. Dadurch wurde das Auflöten von Bauteilen wie dem USB-C-Stecker schwierig oder sogar unmöglich. «Wir mussten au feinen Micro-USB-Stecker wechseln, weil es zwischen den Pads Kurzschlüsse von der Lötpaste gab», erzählen die beiden.
Ein Happy End gab es letztlich auch bei ihrem Projekt. Zurecht mit Stolz wurde das Pulsmessgerät in der Aula vor den Eltern und Berufsbildner/-innen präsentiert.
