Difference between revisions of "Team Ameisibär"

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Revision as of 13:02, 19 February 2021

KW 40 Ameisenbaer 06.09.10 Bild 1.jpg

Mitglieder des Teams Ameisibär

Flühler, Sarina

Sarina Flühler ist 26 Jahre alt und studiert Medizintechnik und arbeitet nebenbei an der Hochschule Luzern. Vor dem Studium hat sie die gymnasiale Matura gemacht und mit dem Humanmedizinstudium begonnen. In ihrer Freizeit ist sie gerne kreativ tätig und verbringt gerne Zeit draussen in der Natur.

Stalder, Philipp

Philipp Stalder ist 31 Jahre alt und Vater von zwei Kindern. Nach einer Lehre als Polymechaniker machte er die Ausbildung zum Maschinentechniker HF an der TEKO Luzern und studiert seit 2017 berufsbgleitend Maschinentechnik an der HSLU T&A während er bei PFISTERER Switzerland als Betriebsmittelkonstrukteur arbeitet.

Imfeld, Dominik

Dominik Imfeld ist 25 Jahre alt, arbeitet in der Firma maxon und studiert nebenbei Maschinentechnik. In seiner Freizeit ist er viel mit dem Bike oder zu Fuss in den Bergen anzutreffen. Ausserdem ist er Vorstandsmitglied vom Rapattack Festival.

Ryhner, Lee-Roy

Lee-Roy befindet sich im zarten Alter von 28 Jahren und studiert im 8. Semester des Wirtschaftsingenieurstudiums. Er fühlt sich an der Hochschule derart wohl, dass er nicht nur dort studiert sondern auch arbeitet. Die Freizeit verbringt er mit "käfele" in guter Gesellschaft und im Sommer ab und an ein Reussschwumm. Vertreibt er nicht gerade laute Kinder von seinem Rasen, spielt er im Vögeligärtli Blitzschach gegen Senioren.

Theorie und Reflexion

Einlesen vor der Blockwoche

DIY in der Biotechnologie
Im eigenen Garagenlabor Biotechnologie zu betreiben hört sich definitiv nach dem Traum eines Tüftlers an. In der Blockwoche Medizintechnik DIY haben wir die Möglichkeit in diese Welt einzutauchen und kleine Experimente/ Hacks selbst auszuprobieren. Die immer komplizierter werdende technische Entwicklung/ Erkenntnisse können durch den DIY vereinfacht und so verständlicher gemacht werden. In einem Garagenlabor bzw. Fablab arbeiten häufig Experten und Laien Schulter an Schulter, was den Austausch untereinander ermöglicht. Man kann voneinander lernen und von den Stärken des anderen profitieren. Diesen Aspekt haben wir in der Skill Share Session selbst erleben dürfen.

Der DIY Ansatz stellt einen grosse Chance für Lehre und Entwicklungsländer dar, da dort meist nicht nur begrenzte finanzielle Möglichkeiten zur Verfügung stehen. Es geht nicht nur darum etwas zu verstehen, sondern durch das selber machen dies auch zu begreifen.

Open Source
Unter dem Begriff Open Source versteht man eine Quelle, die für jeden zugänglich ist. Anders gesagt, die Arbeit von jemandem wird offengelegt und kann von jedem genutzt werden. Der Vorteil ist, dass sich so die Arbeit laufend weiterentwickelt. Jeder Nutzer kann sie nach seinen eigenen Wünschen anpassen und dies dann auch wieder teilen.

Durch Open Source gibt es eine starke Zusammenarbeit von Nutzern mit unterschiedlichen Fähigkeiten, die einander helfen können und eigene Ideen teilen.

Inputs/ Vorlesungen

Laser Cutting

Einführung in das Thema Laser Cutting

Am Dienstagmorgen erhielt das Team Ameisibär eine Einführung in das Thema Laser Cutting. Ziel dieser Einführung war, das Team mit den nötigsten Informationen zu versorgen, um anschliessend eigene Projekte mit Hilfe des Laser Cutters zu verwirklichen.

Laser Cutter im FabLab Luzern

Im FabLab der Hochschule Luzern ist der Laser Cutter AKJ-6090 von Acctek im Einsatz. Dieser hat eine Leistung von über 100 Watt. Mit dem Laser Cutter können Bauteile aus Plexiglas, Kunststoffe, Holz, Karton, Leder usw. mit einer Fläche von bis zu 900 x 600 mm bearbeitet werden. Die maximale Dicke der jeweiligen Bauteile variiert von 6 mm bei Holz bis zu 8 mm bei Acrylglas.

Mit dem Laser Cutter können folgende Bearbeitungen durgeführt werden:

  • Schneiden
  • Ritzen
  • Gravieren

Erste Erfahrungen mit dem Laser Cutter

Nach der Einführung wollte das Team sofort eigene Erfahrungen mit dem Laser Cutter sammeln. Dazu wurde in Eigenregie ein Modell eines Nachttischchens erstellt, welches auf dem Laser Cutter hergestellt werden kann. Das Ergebnis sieht wie folgt aus.

Nightstand 3D.jpg

Das Nachttischchen besteht aus vier Tischbeinen, einer Versteifungs-Platte und der Tischplatte. Die Fläche der Tischplatte beträgt 400 x 250 mm und ist auf einer Höhe von 500 mm.

Als das 3D-Modell im CAD generiert war, musste das Ganze in eine 2D-Datei umgewandelt werden - in diesem Fall in eine DXF-Datei. Um den Laser-Job einzurichten, wurde die erstellte DXF-Datei in das Programm RDWorks importiert. Mit dieser Software kann die Anordnung der Bauteile auf dem Laser Cutter sowie die Bearbeitungsart bestimmt werden. Sobald dieser Schritt erfolgt ist, kann die Datei mittels USB-Stick auf den Laser Cutter geladen werden. Anschliessend muss noch das gewünschte Material in den Cutter eingelegt werden. In diesem Fall eine 6 mm MDF Platte. Sobald die Optik des Lasers fokussiert ist, kann der Job gestartet werden. Nach rund 20 Minuten hat der Laser alle Teile aus der MDF Platte gelasert und sie konnten entnommen werden.

Bei der Montage können die Tischbeine ganz einfach in die Versteifungs-Platte gesteckt werden und anschliessend wird die Tischplatte auf die Tischbeine gesteckt. Das Ergebnis sieht folgendermassen aus.

Nightstand Final.jpg

3D Druck

Sarina

Skill Share

Themen und Ziele

Die Platform chess.com bietet kostenloses online Schach an. Eine Registrierung ist jedoch zwingend und kann mithilfe von Email oder Facebook durchgeführt werden.

  • Spielregeln
  • Spielphasen
  • Prinzipien der Eröffnung

Allgemeines

Der Vorläufer aller Spiele aus der Schachfamilie, also nicht nur des europäischen Schachs, sondern auch des Xiangqis, Shōgis oder Makruks, entstand vermutlich in Nordindien. Dieses Urschach wurde Chaturanga genannt.

Im 18. und 19. Jahrhundert wurde das Schachspiel ein Bestandteil der bürgerlichen Kultur, was den Spielstil änderte und Turnierwesen und Schachpublizität prägte.[2] Es war auch die Zeit der großen Schachcafés, deren berühmtestes das Pariser Café de la Régence war, wo seit 1740 Schach gespielt wurde. Der erste Schachverein wurde dann 1809 in Zürich gegründet.

Im späten 20. Jahrhundert gewannen schrittweise Schachcomputer und Schachprogramme auf PCs an Bedeutung. Heute sind sie menschlichen Spielern fast ausnahmslos überlegen. Schachprogramme spielen beim Schachtraining, bei der Partievorbereitung und der Partieanalyse im Spitzenschach eine wichtige Rolle.

Spielregeln

Grundbegriffe

Auf dem Schachbrett befinden sich zu Beginn einer Partie insgesamt 32 Schachfiguren (auch als Steine bezeichnet), 16 weiße und 16 schwarze. Beide Spieler (bezeichnet als Weiß und Schwarz oder als Anziehender und Nachziehender) haben je folgende Schachfiguren zur Verfügung:

  • acht Figuren im engeren Sinne:
  • den König
  • die Dame und zwei Türme (Schwerfiguren)
  • zwei Springer und zwei Läufer (Leichtfiguren)
  • acht Bauern

Beginnend mit Weiß führen die Spieler abwechselnd Züge mit ihren Figuren aus. Der ziehende Spieler bewegt jeweils eine Schachfigur der eigenen Farbe auf ein anderes Feld. Einzige Ausnahme ist die Rochade, bei der zwei eigene Figuren (König und Turm) bewegt werden. Es besteht Zugpflicht, was in Zugzwangsituationen zum Nachteil für den Spieler werden kann. In der Schachnotation werden immer eine weiße und eine anschließende schwarze Figurenbewegung zusammen nummeriert und als Zug gezählt.

Auf einem Feld darf immer nur ein Stein stehen. Er blockiert dabei das Feld für alle Steine der eigenen Farbe, d. h., man darf eine Figur nie auf ein Feld ziehen, auf dem schon eine eigene Figur steht. Wenn jedoch auf dem Zielfeld eine gegnerische Figur steht, so wird diese vom Spielbrett genommen. Man sagt, sie wird geschlagen. Im weiteren Spielverlauf wird sie nicht mehr verwendet.

Ist einer der Könige bedroht, spricht man davon, dass er im Schach steht. Ein Schachgebot muss stets pariert werden, und der König darf auch nicht einer Bedrohung ausgesetzt werden: Nach jedem Halbzug eines Spielers muss der König dieses Spielers unbedroht sein. Das Spielziel besteht darin, eine Situation herbeizuführen, in der der gegnerische König bedroht ist und der Gegner diese Bedrohung nicht im nächsten Halbzug aufheben kann (Schachmatt).

Zugregeln

König
King.png
  • Der König kann horizontal, vertikal oder diagonal auf das unmittelbar angrenzende Feld ziehen. Die beiden Könige können nie direkt nebeneinander stehen, da sie einander bedrohen würden und ein König nicht auf ein bedrohtes Feld ziehen darf.
  • Bei der Rochade werden mit König und Turm nicht nur zwei Figuren in einem Zug bewegt, es ist auch der einzige Zug, bei dem der König zwei Felder ziehen darf. Beide dürfen im bisherigen Spielverlauf noch nie bewegt worden sein, damit die Rochade zulässig ist. Es dürfen auch keine anderen Figuren zwischen König und Turm stehen. Der König zieht zwei Felder in Richtung des Turms, und dieser springt auf das Feld, das der König eben überquert hat. Die Rochade ist außerdem nicht möglich, wenn der König bedroht ist oder beim Rochieren über ein bedrohtes Feld hinweg ziehen würde.
Dame
Queen.png
  • Die Dame darf in horizontaler, vertikaler und diagonaler Richtung beliebig weit ziehen, ohne jedoch über andere Figuren zu springen. Sie vereint somit die Zugmöglichkeiten eines Turms und eines Läufers in sich
Turm
Rook.png
  • Ein Turm darf auf Linien und Reihen, also horizontal und vertikal, beliebig weit ziehen, ohne jedoch über andere Figuren zu springen. Die einzige Ausnahme davon ist die Rochade, bei der Turm und König bewegt werden. Ein Turm hat, wie Dame und Läufer, eine nur durch den Spielfeldrand begrenzte Reichweite.
Läufer
Bishop.png
  • Läufer ziehen in diagonaler Richtung beliebig weit über das Brett. Über andere Figuren hinweg dürfen auch sie nicht ziehen.

Die Läufer können ihre Feldfarbe niemals wechseln, sodass ein Läufer nur die Hälfte der Felder des Schachbretts erreichen kann. Zu Beginn einer Partie hat jeder Spieler einen weißfeldrigen und einen schwarzfeldrigen Läufer. Man unterscheidet auch zwischen Damenläufer und Königsläufer auf Grund ihrer Positionierung neben der Dame bzw. dem König.

Springer
Knight.png
  • Der Springer darf auf eines der Felder ziehen, die seinem Standfeld am nächsten, aber nicht auf gleicher Reihe, Linie oder Diagonale mit diesem liegen. Das bedeutet: Ein Springerzug kann formal auch als Hintereinanderausführung eines einschrittigen Turmzuges und eines einschrittigen Läuferzuges in dieselbe Richtung angesehen werden, wobei das Zwischenfeld besetzt sein kann.
Bauer
Pawn.png
  • Der Bauer kann einen Schritt nach vorne ziehen, wenn das Zielfeld leer ist.
  • Wurde der Bauer noch nicht gezogen und befindet sich somit noch in der Ausgangsstellung, kann er wahlweise auch zwei Schritte vorrücken, sofern das Feld vor ihm und das Zielfeld leer sind.
  • Der Bauer schlägt vorwärts diagonal ein Feld weit. Ist ein diagonal vor ihm liegendes Feld jedoch leer, kann er nicht darauf ziehen (außer bei einem en-passant-Schlag). Er ist der einzige Spielstein, der in eine andere Richtung schlägt als er zieht.
  • Der Bauer kann als einziger Spielstein en passant schlagen. Hat ein gegnerischer Bauer im unmittelbar vorausgehenden gegnerischen Halbzug einen Doppelschritt gemacht und steht ein eigener Bauer so, dass er das dabei übersprungene Feld angreift, kann er den gegnerischen Bauern so schlagen, als ob dieser nur ein Feld aus der Ausgangsstellung vorgerückt wäre.
  • Wenn ein Bauer die gegnerische Grundreihe betritt, so muss er als Bestandteil dieses Zuges bei der so genannten Umwandlung durch eine Dame, einen Turm, einen Läufer oder einen Springer der eigenen Farbe ersetzt werden. Der Bauer wird aus dem Spiel genommen, und auf das Feld, auf das der Bauer in diesem Zug gezogen wurde, wird die neue Figur gesetzt. Die Eigenschaften der neuen Figur treten sofort in Kraft, dies kann auch zum unmittelbaren Schachmatt führen. Die Umwandlung ist nicht davon abhängig, ob die ausgewählte Figur im Laufe des Spiels geschlagen wurde. Durch Umwandlung kann ein Spieler also mehr Exemplare einer Figurenart bekommen, als in der Grundstellung vorhanden sind.

Ende des Spiels

Ein Spiel endet entweder durch Schachmatt beziehungsweise Aufgabe eines Spielers oder durch Remis respektive Patt. Wird mit Schachuhr gespielt, außerdem auch durch Zeitüberschreitung.

Spielphasen

Die ersten 10 bis 15 Züge einer Schachpartie werden als Eröffnung bezeichnet. Die strategischen Ziele während der Eröffnung sind die Mobilisierung der Figuren, die Sicherheit des Königs und die Beherrschung des Zentrums. Die Eröffnungen werden unterteilt in offene Spiele, halboffene Spiele und geschlossene Spiele. Ein Opfer (oftmals Bauernopfer) in der Eröffnung mit dem Ziel, dafür anderweitige Vorteile (z. B. Angriff oder Entwicklungsvorsprung) zu erreichen, nennt man Gambit.

Im Mittelspiel versuchen die Spieler mit den Mitteln der Strategie und Taktik, den Spielverlauf zu ihren Gunsten zu beeinflussen. Bereits bekannte strategische und taktische Motive erleichtern den Schachspielern die Partieführung.

Sind nur noch wenige Figuren auf dem Schachbrett, so spricht man vom Endspiel. Strategisches Ziel im Endspiel ist es oft, die Umwandlung eines Bauern durchzusetzen. Hierbei hilft meist der eigene König als aktive Figur. Mit dem daraus resultierenden materiellen Übergewicht kann die Partie dann meist leicht zum Sieg geführt werden.

Prinzipien der Eröffnung

Ziel der Eröffnung ist es, die Figuren zu entwickeln, die Zentrumsfelder zu beherrschen und den König – durch die Rochade – in eine sichere Position zu bringen.

Die großen Schachlehrer Ruy López, Gioachino Greco, François-André Philidor, Siegbert Tarrasch, Aaron Nimzowitsch sowie die Schachweltmeister haben zur Eröffnungslehre beigetragen. Dadurch haben sich einige Prinzipien herauskristallisiert, die mehr oder weniger unabhängig vom gewählten Eröffnungssystem gelten. Diese „goldenen Regeln“[1] können als Orientierungshilfe dienen, wenn ein Spieler nicht über eine genaue Kenntnis der Variante verfügt:

  • Besetze falls möglich das Zentrum mit eigenen Bauern.
  • Entwickle in der Regel erst die Leichtfiguren, und zwar erst Springer, dann Läufer.
  • Sorge möglichst früh für eine sichere Positionierung des Königs durch die Rochade.
  • Ziehe jede Figur in der Eröffnung möglichst nur einmal.
  • Entwickle die Figuren so, dass sie ihre maximale Wirksamkeit erzielen (also beispielsweise Sb1–c3 und nicht Sb1–a3).
  • Bringe die Dame und die Türme nach der Entwicklung der Leichtfiguren und der Rochade ins Spiel.
  • Überlege Dir Bauernzüge besonders gut, weil Du sie nicht rückgängig machen kannst

Hacks

Hack 0: Muscle SpikerShield

Bei diesem ersten Hack wurden die Studierenden ins kalte Wasser geworfen: Ausgerüstet mit einem DIY Muscle SpikerShield-Kit, einem Lötkolben und etwas Lötzinn mussten sie alle LEDs, Wiederstände und sonstigen elektronischen Komponenten gemäss der Anleitung auf das Board löten. Nach dem Anlöten der ersten Komponenten kam eine gewisse Routine auf, da sich die individuelle Löttechnik der Teilnehmer ständig verbesserte.

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Zum Schluss wurde das Muscle SpikerShield auf das Arduino uno gesteckt und schon war die Hardware bereit getestet zu werden.

Nachdem die Software Arduino IDE installiert wurde und der richtige Programmcode auf das Arduino geladen wurde konnte das Experiment gestartet werden. Dazu mussten drei Elektroden auf die Haut geklebt werden. In unserem Beispiel wurden zwei davon über die Muskeln an der Innenseite des Unterarms (rote Kabel) und eine auf dem Handrücken (schwarzes Kabel) geklebt. Und schon wurden die Signale vom Arm auf die LED’s übetragen! Mit dem Potenziometer konnte die Empfindlichkeit noch eingestellt werden und mit Hilfe des Lautsprechers konnte das Signal auch hörbar gemacht werden. Dabei entspricht die Lautstärke des Rauschens der Signalstärke.

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Hack 1: Headlamp

Hack 2: Mini Servo Gripper

Die Idee von Hack 2 war es, ein Mini Servo Greifer (siehe Bild unten) mit dem Muscle Spiker Shield anzusteuern. Der Greifer selbst wurde aus 4mm MDF Holzplatten hergestellt, wobei die einzelnen Bauteile mit dem Lasercutter ausgeschnitten wurden. Dann wurden die einzelnen Teile zusammengesetzt mithilfe von Schrauben, Unterlagsscheiben und Muttern. Auch wurde der Servomotor direkt daran befestigt.

Greifer.jpeg


Versuchsaufbau entspannt.jpeg

Hack 3: Hand Wash Timer

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Youtube: Hand Wash Counter