Von der Waldbrandbekämpfung über wohltemperierten Schlaf bis zur automatisierten Kabelprüfung
Rund ein Jahr harte Arbeit – so viel Aufwand steckt in den Entwicklungsprojekten, die im fünften und sechsten Semester des Bachelorstudiengangs Elektro- und Informationstechnik an der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) entstehen. Beim diesjährigen Tag der Elektrotechnik im Juni stellten die Studierenden mit viel Stolz ihre Arbeiten vor – etliche Themen sind nicht nur eine Herzensangelegenheit für die Studierenden, sondern können auch direkt in der Praxis eingesetzt werden.
„Die Projektarbeiten bieten unseren Studierenden die Möglichkeit, ihr theoretisches Wissen in einer realitätsnahen Ingenieuraufgabe anzuwenden“, erklärt Betreuer Prof. Dr. Mark Eberspächer. „Dabei lernen sie nicht nur, technische Herausforderungen systematisch zu lösen, sondern auch im Team zu arbeiten, Verantwortung zu übernehmen und Projekte von der Planung bis zur Präsentation erfolgreich umzusetzen. Diese Kombination aus fachlichen, methodischen und persönlichen Kompetenzen ist eine wichtige Vorbereitung auf die Anforderungen des späteren Berufslebens.“
Waldbrände werden in allen Erdteilen zu einer immer größeren Gefahr, das kennen Aleyna Paylan sowie Çağrı Sancak und Ali Osman Bola, die beide aus der waldbrandgefährdeten Türkei stammen. Ihre Idee: Mit einer sensorbestückten Drohne Waldgebiete überfliegen und Brände entdecken, solange sie noch klein und leicht zu bekämpfen sind. Dafür tat sich die Studierendengruppe mit einem Team der Partnerhochschule Auburn University in den USA zusammen – die Region um Auburn ist ebenfalls waldbrandgefährdet. Das zweiköpfige US-Team kümmerte sich um den autonomen Drohnenflug, das THWS-Team um die präzise Datenerfassung und Echtzeitverarbeitung. Die verbauten Sensoren messen Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit sowie Luftqualität und können verschieden große Rauchpartikel erkennen.
Im Frühjahr hatten sich die Teams gegenseitig für jeweils zehn Tage besucht, in Auburn fanden dann die Testflüge statt. „Wir haben die Drohne erst durch Rauchwolken gesteuert, um Grenzwerte zu evaluieren“, erklärt Ali Osman Bolat. Identifizierte Brandherde können dann mittels GPS-Daten an die zuständige Feuerwehr gemeldet werden, mit einer maximalen Abweichung von nur 4,58 Metern. Sowohl Kommunen als auch Privatgrundbesitzer kämen als zukünftige Kunden in Frage, so Bolat. Er schätzt die Gesamtkosten für ein System auf rund 1.500 Euro – „Echtzeitverarbeitung ist die kostengünstigste Lösung“. Verbesserungen seien immer möglich. So ließe sich mit einem integrierten Photovoltaik-System zur Stromerzeugung die Reichweite der Drohne noch deutlich steigern.
Smarte Lösung für besseren Schlaf
Mit dem „Smart Bed Topper“ hat sich eine Studierendengruppe eine Lösung für tropische Sommernächte überlegt: Die selbst entwickelte Matratzenauflage enthält mit Wasser gefüllte Schläuche, die die Matratze auf die gewünschte Temperatur herunterkühlen oder auch aufheizen. Dazu läuft das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf durch einen Kühl- und Steuerungsblock. Dieser Block enthält zwei Liter Wasser, die Auflage einen weiteren halben Liter. „Ich habe das System ausprobiert und habe es sehr genossen“, erklärt Elias Schmitt. Die gewünschte Schlaftemperatur lässt sich manuell einstellen oder automatisch an Schlafphasen anpassen. Über ein Armband können außerdem Daten wie die Pulsfrequenz erhoben werden, um dadurch die Schlaftemperatur individuell zu automatisieren. Die Steuerung erfolgt über einen Mikro-Controller sowie mehrere Temperatursensoren – sie überwachen neben der Temperatur auch den Wasserstand und die Stromaufnahme der Komponenten. Bei kritischen Werten wird das System automatisch abgeschaltet.
Problem aus der Praxis lösen
Student Daniel Immel hatte seine Problemstellung aus nächster Nähe kennengelernt: Im Betrieb seines Vaters für mobile Energiesysteme muss jedes einzelne Verlängerungskabel vor dem Einsatz überprüft werden, um Sicherheitsrisiken auszuschließen. Ein automatisiertes Prüfgerät würde hier viel Zeit sparen – das Thema für ein gemeinsames Entwicklungsprojekt mit seinen Kommilitonen Loris Bartosch und Tom Ritter war gefunden.
Die Benutzung ist intuitiv: „Der Prüfer bedient nur das Display“, erklärt Daniel Immel. Die Parameter des jeweiligen Kabels wurden zuvor in eine Datenbank eingegeben, um Schutzleiter-, Durchgangs-, Verpolungs- und Isolationsprüfungen durchführen zu können. Sobald etwas nicht stimmt, blinkt ein Warnsignal und zeigt, bei welcher Prüfung es hakt. „Die Messergebnisse werden dann in der Datenbank gespeichert und es wird automatisch ein Prüfprotokoll erstellt“, erläutert Immel einen weiteren Vorteil. Um das Prüfgerät zu entwickeln, hatten die Studenten insgesamt 700 bis 800 Euro an Materialkosten ausgegeben – gesponsert von Daniel Immels Vater, der das Prüfgerät künftig in seinem Betrieb einsetzen wird. Die Studierenden können sich gut vorstellen, an ihrer Idee weiterzuarbeiten, beispielsweise für weitere Steckerarten oder zum Prüfen von Wallboxen.
Auch Prof. Dr. Mark Eberspächer sieht in den Ideen der Studierenden großes Potenzial: „Die Projektarbeiten sind nicht nur ein Lernfeld für angehende Ingenieurinnen und Ingenieure. Immer wieder sehen wir Ansätze mit echtem Innovationspotenzial, aus denen sich sogar marktfähige Produkte entwickeln könnten.“
Über die Fakultät Elektrotechnik der THWS
Die Fakultät Elektrotechnik der THWS bietet Ausbildungsmöglichkeiten vom Bachelor- über Masterabschluss bis hin zur Promotion an. 34 Professorinnen und Professoren unterrichten gemeinsam mit wissenschaftlichen Mitarbeitenden sowie Laboringenieurinnen und -ingenieuren mehr als 1.100 Studierende. Durch die Vernetzung mit den Forschungsinstituten der THWS und zahlreichen Unternehmenspartnern wird wissenschaftsbasierte Lehre mit hohem Praxisbezug sichergestellt.
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Über die THWS
Die Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) zählt zu den größten Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Bayern und steht seit ihrer Gründung im Jahr 1971 für hervorragende Lehre und angewandte Forschung. Mit rund 9.200 Studierenden, einem breit gefächerten Angebot von mehr als 60 Studiengängen sowie zwei Promotionszentren deckt die THWS ein weites Spektrum ab, das von Technik über Wirtschafts- und Sozialwissenschaften sowie Sprache bis hin zu Gestaltung reicht. Die THWS ist nicht nur regional in Franken und Bayern verwurzelt, sondern auch stark international ausgerichtet, was sich in zahlreichen Kooperationen und Austauschprogrammen weltweit und nicht zuletzt in einem vielseitigen englischsprachigen Studienangebot widerspiegelt.
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