Xplore
New-Automation Award 2005
Informationstechnische Assistenten ITA02
Die Aufgabenstellung
Das Legespiel TIC TAC TOO, auch Käsekästchen genannt soll von einem Spieler gegen den Knickarmroboter RV M1 von Mitsubishi auf einem Brett mit Spielsteinen gespielt werden. Hierbei soll die Spielstrategie nach der Informationsverarbeitung auf den Roboter übertragen werden. Selbst das Mogeln des Gegenspielers, durch Verschieben von Steinen o.ä., soll erkannt und rückgängig gemacht werden können.
Die Gruppe stellt sich vor
Wir sind Schüler einer Abschlussklasse der Berufsfachschule für Informationstechnische Assistenten am Adolph – Kolping - Berufskolleg in Brakel, die im Fach Automation an diesem Wettbewerb teilnehmen. Im Stundenplan sind für diesen Vertiefungskurs 2 Wochenstunden angesetzt. Begleitender Lehrer des Projektes ist Herr Dieter Müller. Wir ahnten, dass die Aufgabenstellung, die wir angehen wollten, die Lösung vieler Probleme erfordern würde. Aber, nach der Ausbildung, die wir vorher durchlaufen haben, und im Vertrauen auf unser Leistungsvermögen stiegen wir zuversichtlich in die Bearbeitung dieser Aufgabe ein.
Die Planungsphase
In der ersten Besprechung bildeten sich die Arbeitsgruppen. Danach wurde vereinbart, dass das Programm folgendes leisten soll: Der Roboter Mitsubishi Movemaster RV M1 spielt Tic – Tac – Too gegen einen Gegenspieler. Das Spielfeld und die Spielsteine sollen professionell aussehen. Die Spielsteine haben zur automatischen Überprüfung an der Unterseite eine Kodierung. Der Roboter braucht kein Spiel verlieren. Im Spiel gibt es zwei Spiellevel Level 1: Standardmäßig wird dem Spieler eine Gewinn-Chance offengelassen. Level 2: Nach einem Sieg des Spielers kann der Schwierigkeitsgrad erhöht werden. Die Visualisierung wird in VB.NET auf einer entsprechenden Form programmiert Sollte ein Spieler versuchen zu mogeln, so wird vom Robby die alte Situation wieder hergestellt, eine entsprechende Mitteilung in dem Visualisierungsfenster erfolgt. Das Masterprogramm wird nicht in VB 60, sondern in VB.NET programmiert , weil VB.NET den größeren Leistungsumfang und ein besseres Schnittstellenhandling zur Verfügung stellt.Die Eingangs- und Ausgangssignale werden über den Interbus und einer PCI Masterkarte in das Programm eingelesen. Die Ablaufstruktur des Programmes und die Übergabe Parameter wurden als Entwurf skizziert und später weiter verfeinert.
Die Programmierung
Das Gesamtprojekt ist in Visual Basic.Net objektorientiert geschrieben. Das heißt, dass die einzelnen Programmteile auf viele einzelne Klassen sinnvoll aufgeteilt wurden. Zu Anfang erschien die Entwicklung einer logischen Setzstrategie für den Roboter sehr schwierig, jedoch zeigte sich beim Programmieren, dass sich mit der entwickelten Strategie eine Setzposition, in Abhängigkeit von dem Ziel gewinnen zu wollen, sehr sicher ermitteln lässt. Als besonders problematisch zeigte sich die Kommunikation zwischen Roboter und PC. Dabei war es zunächst notwendig, eine geeignete Schnittstelle zu finden. Hierfür befanden wir die Serielle Schnittstelle COM als geeignet. Jedoch bestand noch das Problem, dass der Roboter einige Befehle verschluckte bzw. nur teilweise abarbeitete. Nach einigen Versuchen stellten wir fest, dass der Roboter zwischen dem Empfang eines Befehles und dem Setzen des Handshake Signals eine Wartezeit von ca. 170 ms benötigt. Thomas vollzog einen Jubelschrei mit Luftsprung, als der Robby das erste Mal die abgesandten Befehle ausführte. Das nächste große Problem: Einlesen der Daten der 28 Sensoren des Spielfeldes mit dem Interbus unter VB.Net.. Die benutzte Mastercard IBS PCI SC übergab in einem ersten Testprogramm mit dem Treiber HLI aus den entsprechenden Registern die Eingangssignale an VB60, aber nicht an VB.NET. Soweit uns bekannt war, wurde HLI auch nicht für VB.Net freigegeben. Die Programmiergruppe sah nun eine besondere Herausforderung darin, eine Lösung unter VB.NET zu entwickeln. Ein erfolgreicher Lösungsversuch bestand darin, dass durch zusätzliche Verweise und das Einfügen einer Kompatibilitätsliste der HLI Treiber problemlos mit dem Programm zusammenarbeitet. Nachdem die einzelnen Klassen in Einzelarbeit entwickelt waren, haben wir sie in einem Projekt zusammengefasst und mit Hilfe einer weiteren Klasse verbunden. Diese steuert auch die graphische Oberfläche sowie die Reihenfolge, in der die Funktionen abgearbeitet werden. Sie bedient sich dabei der Signale aus der Klasse, die die Sensoren und Taster abfragt. Dank der guten Vorplanung verlief das Zusammensetzen problemlos und wir stellten fest, dass auch fast alle Parameter an den richtigen Stellen mit richtigen Inhalten übergeben wurden. Zum Darstellen des Kamerabildes der IP Video LAN- Kamera am PC nutzten wir die Hilfe unseres „Webmasters", der das Kamerabild auf einer html-Seite eingebunden hat. Diese Seite wurde mit der Visualisierung verknüpft. Der reale Spielverlauf wird hierdurch neben dem Prozessabbild des Spielverlaufes dargestellt.
Das Spielfeld
In der Planung wurde eine professionelle Ausführung des Spielfeldes gefordert. Hierzu wurden von Schülern der Metallabteilung auf einer CNC-Fräse sowohl das Spielfeld als auch die Spielsteine gefertigt. Die Gruppe Roboter übernahm die Aufgabe den Arbeitsraum des Roboters zu erfassen und hieraus die optimale Lage des Spielfeldes zu ermitteln. Auf einem ersten Papiertestfeld wurden die entsprechenden Positionen geteacht und in einem Testlauf abgefahren . Nachdem für alle Spielsteine erreichbare Positionen gefunden waren, konnte das geplante Spielfeld an die Fertigung übergeben werden. Die Spielsteine haben auf der Unterseite eine Kodierung, die eine automatische Erkennung durch Sensoren ermöglicht. Hierdurch ist es möglich jederzeit die Position der Spielsteine auf dem Spielfeld zu erfassen. Es wird unterschieden nach den unterschiedlichen Spielsteinen beider Spieler. Außerdem wird erkannt, wenn ein Spielstein mit der Oberseite nach unter abgelegt wird. Eine Veränderung gegenüber der Sollsituation, die im Speicher abgelegt ist, kann so erkannt werden. Nach einer entsprechenden Mitteilung, zum Beispiel nach einer Mogelaktion kann dann die Sollsituation wieder hergestellt werden. Schrittweise entwickelte sich der Roboterplatz von den ersten Arbeitsschritten und Versuchsaufbauen bis hin zu dem endgültigen Aufbau.
Das Ergebnis
Wir haben eine Spielumgebung entwickelt, in der ein Industrieroboter Tic-Tac-Too mit einem Gegenspieler spielt. Die Situation auf dem Spielbrett wird in Echtzeit erfasst. Hierzu dienen codierte Spielsteine. Die Spielstrategie beinhaltet 2 Spiellevel, so hat der Gegenspieler eine Chance, danach kann auf die Strategie unschlagbar gewechselt werden. In dem Programm werden vier verschiedene Informationsarten verarbeitet. Die binären Sensor/Aktor Signale werden über den Interbus an die Masterkarte IBS PCI SC geliefert und über den HLI Treiber als Registerinhalt weiterverarbeitet. Die vom Programm entwickelten Steuersignale für den Roboter werden über die serielle Schnittstelle COM1 an den Roboter gesendet, der dann die Spielsteine versetzt. Der Spielverlauf wird online durch eine Kamera, mit IP-Adresse im LAN übertragen und in der Spielvisualisierung eingeblendet. Das entstandene Projekt besteht aus mehreren Modulen , Klassen und Formen. Der Quellcode hat eine Länge von etwa 30 DIN A4 Seiten. Das Einfügen dieses Quellcodes hätte den Rahmen dieser Ausarbeitung gesprengt. Der Quellcode wird daher in einer Anlage

Ein Ausflug zu Rembrandt und seiner Technik der Malerei, am 16. Juni 2004 mit der BBF02A.
Unsere Malerklasse hat eine interessante Klassenfahrt ins Kasseler Museum unternommen. Wir haben einen sehr guten Gesamteindruck mitgenommen. Erfreut hat uns die erfrischende Art der jungen Kunsthistorikerin, die all unsere Fragen freudig beantwortete. Unsere Lehrer hatten mit ihr im Vorfeld abgesprochen, dass wir hauptsächlich etwas über die Maltechniken aus dem 16. und 17. Jahrhundert wissen wollten, denn das ist für uns Maler von großer Bedeutung. Wir erhielten einen Einblick in die Welt der Kunst aus einer für viele von uns neuen Sichtweise, was überaus ansprechend und wohl durchdacht war. Wir wurden nicht mit allen Bildern aus dieser Reihe konfrontiert, sondern wir betrachteten 8 Bilder sehr intensiv, auch das gefiel uns gut, denn so konnten wir viel besser wichtige Einzelheiten behalten. Sebastian Tölle
Wir hatten in Kassel eine interessante Museumsführung, die uns in die Welt der alten Meister – vor allem Rembrandt und seine Maltechniken – entführte. Wir erläuterten einzelne Bilder und –ausschnitte, in denen Farbkontraste durch dick pastos aufgetragene Erdfarbtöne gut zur Geltung kamen. Allerdings hat mir das Aufsichtspersonal nicht gefallen, das sofort reagierte und uns zurechtwies, wenn wir den Bildern zu nahe kamen.
Jörg Welling
Die unterschiedlichen Maltechniken der Bilder der alten Meister waren sehr interessant. Wir haben sehr viel Licht- und Schattenmalerei Rembrandts kennengelernt, für die er sehr berühmt ist. Die Spuren der Zeit kennzeichnen die Bilder, jedes für sich ist einmalig. Sebastian Siebrecht
Wir betrachteten Werke alter Meister im Hinblick auf die Maltechniken, hauptsächlich Bilder von Rembrandt. Ein wunderschönes Gemälde war für mich das Bild mit dem Titel „Der Segen Jacobs“ von Rembrandt, das auch besonders symbolische Bedeutung besitzt. Die Lichteinwirkung und Farbgestaltung Rembrandts Bilder sind faszinierend. Erstaunlich, wie zu damaliger Zeit im 17. Jahrhundert, der Künstler so beeindruckend malen konnte. Auch das Gemälde von Rembrandt, in dem er seine Frau porträtierte, die mit 30 Jahren bei der Geburt des 4. Kindes starb, gefiel mir von seiner Gestaltung und Detailtreue. Zum Schluss haben wir versucht, Stilleben alter Meister zu imitieren, das stellte sich allerdings als schwierig heraus, machte aber viel Spaß.
Arnulf Hoppe

Viele Bildungspolitiker wären beeindruckt über die pädagogischen Einführungstage, die die Kollegen Rudolph Böddeker und Christian Menne vom Adolph-Kolping-Berufskolleg in Brakel mit ihren Berufgrundschulklassen Elektro- und Holztechnik vom 22. bis 26. September 2003 durchführten. In den ersten Tagen ging es vor allem darum gegenseitiges Vertrauen zu gewinnen, sich kennen zu lernen und gemeinsam Eindrücke über die Berufsfelder Elektro- und Holztechnik zu sammeln. Ein gemeinsames Teamtraining wurde an der Kletterwand in der Sporthalle vom Berufskolleg und bei einer Kanufahrt in Godelheim absolviert.
Sportliche Übungen, die den meisten Beteiligten bis dato noch unbekannt waren, aber, wie sich zeigte, einen hohen Motivationsgrad besaßen. Nach diesen ersten Erfahrungen in den Gruppen wurden berufsbezogene Schwerpunkte gesetzt. In Steinheim besuchten die Klassen die örtlichen Stadtwerke und ein Furnierwerk, so dass sich die Schülerinnen und Schüler vor Ort einen Eindruck über ihr mögliches Berufsfeld verschaffen konnten. Als Höhepunkt dieser „Erlebniswoche" stand, wie in den vergangenen Jahren, der Zeltplatzaufenthalt auf dem Kolping-Jugendzeltplatz „Dreizehnlinden" in Niehheim im Programm. Pädagogische Leitidee war hier einmal mehr die Teamarbeit, die durch Kreativ- und Vertrauensübungen gestärkt wurde. Die berufliche Einbindung geschah hier durch eine Waldführung mit dem örtlichen Förster und durch den Besuch eines Elektrizitätswerkes. Abgerundet wurde das Programm durch eine Einführung in das Bogenschießen, bei der vor allem die Konzentrationsfähigkeit geschult wurde, und selbstverständlich auch durch die Abende am Lagerfeuer, die der Kollege Menne durch sein Saitenspiel hervorragend bereicherte. Als Fazit kann diese Einführungsveranstaltung für die Berufsgrundschule im Inhalt und Durchführung als wertvolle pädagogische Bereicherung für diese Schulform bezeichnet werden. Das Konzept einer erlebnispädagogischen Orientierung stellt ein Lernen mit „Kopf, Herz und Hand" vor, das durch den Kollegen Böddeker am AKB zu einer festen Institution geworden und eine nicht mehr wegzudenkende Hilfe für die Arbeit in dieser Schulform im Verlauf des Schuljahres ist.
Udo Schlüter

Bereits zum vierten Mal machte sich eine Berufsgrundschulklasse des Adolf Kolping Berufskollegs an einem sonnigen Montagmorgen im Juni nach Holland auf um an einer Maßnahme des Volksbundes Deutsche Kriegsgräberfürsorge e.V. - www.volksbund.de - in der Jugendbegegnungsstätte Ysselsteyn/Holland teilzunehmen. Es sollte keine Urlaubszeit werden und die Schüler waren sich bewusst, dass Sie sich den gemeinsamen Zielen stellen mussten: Arbeit und Dienst am Frieden, Abbau von Vorurteilen, Übernahme von Verantwortung. Dabei sollte der gemeinsame Spaß und das Finden neuer Freundschaften nicht zu kurz kommen. Mit diesen Prämissen bezogen die 17 Jugendlichen mit Ihren beiden Lehrern, Rudolf Böddeker und Udo Schlüter vom AKB Brakel die Holzhütten der Jugendbegegnungsstätte Ysselsteyn, die unmittelbar an den Deutschen Soldatenfriedhof Ysselsteyn angegliedert ist. Nach einem ersten Rundgang über den Friedhof war man sich schnell einig: „Nie wieder Krieg!“ Fast 33 000 deutsche Soldaten liegen auf dem Friedhof, viele waren im Alter der Schüler, als sie eine Kugel, eine Mine oder eine Bombe aus dem Leben riss. Tief beeindruckt von der Anlage des Friedhofs und der bestürzenden Tatsache, dass die dort gefallenen Soldaten doch „nur“ 0,05 Prozent aller deutschen Gefallenen des Krieges ausmachten, ging die Gruppe zurück ins Quartier. Hier wurde mit den erfahrenen Betreuern vor Ort der Wochenablauf abgestimmt. Schwerpunkt der Tage sollte die Arbeit auf dem Friedhof sein. So wurden in der Folgezeit Kreuzinschriften ausgebessert und Kreuze gereinigt. In der praktischen Auseinandersetzung mit den Kreuzen und den dahinter stehenden Schicksalen der Soldaten und deren Angehörigen kam es verstärkt zu Diskussionen und Gesprächen der Schüler über Namen und Alter der Gefallenen. Fragen nach eigenen Angehörigen wurden laut, „liegt vielleicht gar ein Groß- oder Urgroßvater von mir auf einem Soldatenfriedhof und wie kann ich einen Vermissten finden?“ Zufälligerweise fand man sogar das Grab eines Soldaten, deren Familie in Bad Driburg lebt und die von dem Grab des Vaters nichts wusste.
Neben den Arbeiten auf dem Friedhof hatten die Jugendlichen aber auch genügend Freizeit. Zugute kam ihnen dabei die hervorragende Ausstattung der Anlage mit Spiel- und Sportmöglichkeiten. Diese Angebote einmal abzuschalten und auszuspannen nutzte die Gruppe und nebenbei wurde im gemeinsamen Spiel der Teamgeist gestärkt. Den Höhepunkt der Woche bildete jedoch der gemeinsame Ausflug mit Fahrrädern zum Widerstandsmuseum nach Overloon, in dem die Jugendlichen etwas über die Zeit des nationalsozialistischen Regimes und der Unterdrückung durch die deutsche Besatzungsmacht in Holland erfuhren. Erstaunt waren die Beteiligten auch bei der Auswertung eines Toleranztests, den die Betreuer mit der Klasse durchführten. Auch hier gab es Diskussionsbedarf ob der Einschätzung eines jeden einzelnen und mancher wunderte sich, dass er sich selbst so falsch eingeschätzt hatte. Am Tag vor der Abreise gingen die Schüler mit ihren Lehrern ein letztes Mal auf den Friedhof um in einer kurzen Gedenkveranstaltung der Gefallenen des Krieges und der Opfer von Hass und Gewalt zu gedenken. An der zentralen Gedenkstätte wurden einige Texte zum Nachdenken von den Schülern verlesen und ein Kranz niedergelegt. Mit vielen neuen und guten Erfahrungen fuhren die Schüler des Berufskollegs Brakel dann am Freitag nach Hause.
Dass diese vom Volksbund entwickelte Initiative ein Musterbeispiel dafür darstellt, dass das Lernen von Frieden und Toleranz nicht in der Abstraktheit des Klassenzimmers enden kann, sondern außerhalb von Schule konkret erfahrbar gemacht werden muss, dies sollten auch offizielle Stellen von Kreis, Land und Bund beachten und diese Art von Bildung zunehmend, auch finanziell, fördern und unterstützen.

Ein Besuch im Kunstforum Brakel www.kunstforum-brakel.de mit der Klasse BBF 02A - Maler/ Malerinnen und Lackierer/ Lackiererinnen des Adolph Kolping Berufskollegs Brakel
Airbrush / Spritzmalerei von Arnulf Am 26.05.2003 sind wir zu einer Vorführung der Airbrushtechnik, der Spritzmalerei, eingeladen worden. Uns wurden zu Beginn der Vorführung zuerst die ausgestellten Bilder erläutert. Man sitzt viele Stunden an der Vorbereitung eines Bildes, bevor man überhaupt mit der Spritzmalerei beginnt. Die Vorbereitung und Fertigstellung eines Bildes dauern etwa 30 bis über 100 Stunden je nach Motiv, das ist sehr aufwendig für ein Bild. Zuerst fertigt man Schablonen von den Motiven und zeichnet diese von Hand auf das Bild auf. Erst dann fängt der Profi mit der Airbrushpistole an zu malen, d.h. leicht zu spritzen. Uns wurde erläutert, dass die Airbrushpistole, das Spritzgerät, ein sehr kleines und empfindliches Gerät ist. Sie darf nur mit einem sehr feinen Pinsel, der speziell dafür bestimmt ist, und dem geeigneten Lösemittel gereinigt werden. Sonst geht die Airbrushpistole sofort kaputt und man muss sich ein neues Gerät für etwa 190 € zulegen. Der Anfänger, der die Airbrushmalerei erlernen will, muss sich zunächst drei Tage mit dem Gerät und seiner Handhabung auseinandersetzen. Erst dann darf er mit der Spritzmalerei beginnen. Jetzt durften wir uns mit der Technik vertraut machen. Es wurden ein paar Tropfen Farbe, Airbrushfarben auf Acrylbasis, speziell für diese Technik entwickelt, und Wasser in den kleinen Becher der Pistole geträufelt. Wir spritzten mit zwei Geräten. Doch die Handhabung des Gerätes war gar nicht leicht - einerseits die Dosierung der Farbe auf dem Bild, andererseits die Kontrolle über den Luftdruck. Der Profi spritzt die Farbe auf das Bild, als sei das Bild abfotografiert. Man kann mit der Spritztechnik scharfe Verläufe, Striche, Konturen und in sich verlaufende Konturen und Schatten erzielen. Uns hat es viel Spaß gemacht, selbst mit dieser Spritztechnik umgehen zu dürfen. Die Spritztechnik und Endergebnisse sind einzigartig, eine gewisse Begabung gehört jedoch dazu."

Der Besuch im Kunstforum Brakel von Maike Als wir uns vor zwei Wochen zum ersten Mal aufmachten, um im Kunstforum Brakel eine Ausstellung zum Thema Airbrush anzusehen, wurden zunächst einige Bilder vom Leiter, Herrn Lars Dian Ollison, und den Studenten gezeigt. Auch wurden uns einige Grundlagen vorgeführt. Dann durften wir uns selbst an der Pistole versuchen. Schnell stellten wir fest, dass das Bedienen einer Airbrushpistole nicht einfach ist, Luftdruck und Handführung sind sehr wichtig. Kommt es zu einem Fehler beim Spritzen, so ist dieser nicht mehr zu beheben oder zu kaschieren. Diese zwei Stunden waren interessant, wir konnten einen Eindruck gewinnen, das Vieles oft leichter aussieht, als es ist.

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