Difference between revisions of "Team BastelBuddys 2023"

Revision as of 14:12, 15 September 2023

Team BastelBuddies

about us

Wir sind ein dynamisches Trio aus der Hochschule Luzern: Pascal, der auf Medizintechnik abfährt, Emanuel, der sich in der Welt des Maschinenbaus austobt, und Julian, unser Wirtschaftsingenieur mit einer Vorliebe für Innovation. Unsere Mission? Wir leben für die Entwicklung zukunftsweisender Technologien und Produkte, die den Weg in die DIY Medizintechnik Blockwoche führt, wo unsere kreativen Geister ihr volles Potential entfalten. Gemeinsam schmieden wir revolutionäre Projekte, die die Gesundheitsbranche von morgen gestalten werden. Herzlich willkommen in der aufregenden Welt der BastelBuddys! 🚀

Pascal - die medizintechnische Kompetenz
Emanuel - das Maschinenbauhirn
Julian - der Betriebswirtschaftliche Durchblick

Einleitung

Die Hochschule Luzern Technik & Architektur bietet das aufregende Modul "Medizintechnik Do It Yourself (DIY)" als Blockwoche im Erweiterungsbereich an. Diese einzigartige Gelegenheit erlaubt es den Studierenden aus den Studiengängen Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau und Medizintechnik, in nur sechs Tagen ihre kreative Seite zu entfalten und sich in einer Atmosphäre des Experimentierens, Ausprobierens, Arbeitens und Lernens zu entfalten.

Die Teilnehmer haben die Freiheit, innovative Anwendungen der Medizintechnik mit DIY-Ansätzen zu erforschen und zu verknüpfen. In interdisziplinären Teams von jeweils drei Personen wählen die Studierenden ihre eigenen kreativen Projekte aus. Dieser Ansatz fördert ein tiefes Verständnis für medizintechnische Geräte durch einen interdisziplinären und selbstgesteuerten Zugang.

Unsere Studierenden haben während der Blockwoche Zugang zum FabLab Luzern, einem innovativen Ort für Experimente, Arbeit und die Herstellung von Prototypen. Die Woche beginnt mit einer intensiven Einführung in das FabLab und seine digitalen Fertigungsmaschinen wie den Lasercutter und den 3D-Drucker sowie in die Elektronikgrundlagen. Unter Verwendung verschiedener elektrophysiologischer Messmodule (EMG, EKG, EOG, EEG) entwickeln die Teams innovative Produktideen mit einem Arduino Uno. Darüber hinaus werden erste Prototypen mithilfe digitaler Fertigungsmethoden hergestellt und anschließend getestet.

Willkommen in der aufregenden Welt des DIY MedTech, wo Innovation und Kreativität Hand in Hand gehen!

Theorie & Reflexion

Vorbereitung

Vor Beginn der DIY Medizintechnik Blockwoche empfehlen wir die Auseinandersetzung mit einigen wichtigen Ressourcen, die uns wertvolle Einblicke in die DIY-Welt, Hackteria und das Open-Source-Konzept verschaffen. Die folgenden Informationen sollen unsere Vorbereitungsarbeiten zusammenfassen.

FabLab

Das FabLab Luzern ist Teil eines globalen Netzwerks von Werkstätten, die der Herstellung von Prototypen und Produkten dienen. Hierbei werden digitale Fertigungsmaschinen wie Laser-Cutter und 3D-Drucker zur Verfügung gestellt. Diese FabLabs sind für alle Interessierten zugänglich und können auch für besondere Veranstaltungen reserviert werden.

Open Source

Das Open-Source-Prinzip basiert auf der Idee, dass das Wissen über etwas, sei es Baupläne oder Codes, für alle frei zugänglich und einsehbar sein sollte. Hier wird Wissen miteinander geteilt und ausgetauscht, anstatt es zu verbergen oder geheimzuhalten. Dadurch können viele Projekte auf den Grundlagen bereits entwickelter Arbeiten aufbauen, erweitert und angepasst werden.

Hackteria

Hackteria ist eine Webplattform, die Open-Source-Projekte sammelt und öffentlich zugänglich macht. Wie bereits erwähnt, bedeutet Open Source, dass Wissen und Ideen für jedermann frei verfügbar sind. Hackteria widmet sich Projekten im Bereich der biologischen Kunst und wurde 2009 in Madrid von Andy Gracie, Marc Dusseiller und Yashas Shetty gegründet. Das Hauptziel von Hackteria ist es, Wissenschaftler, Künstler und Hacker dazu zu ermutigen, ihr Wissen zu teilen, um neue Erfindungen zu schaffen oder bestehende weiterzuentwickeln.

Die Vorbereitungsarbeit und das Verständnis dieser Konzepte werden während der Blockwoche von uns vertieft und in unsere DIY-Medizintechnik-Projekte integriert. Wir sind gespannt auf die Ideen und Erkenntnisse, die wir gemeinsam entwickeln werden.

Stundenplan

Unser Stundenplan erstreckt sich täglich von 09:00 Uhr bis 16:30 Uhr und bietet eine vielfältige Palette an Aktivitäten. Die Highlights sind das Experimentieren (Löten, 3D-Drucken und allgemein das Fast-Prototyping), das gesellige Apero am Dienstag Abend und die lehrreichen Skill-Share Session am Donnerstag Morgen, welche von den Studierenden selbst vorgeführt werden.

Stundenplan

Hacks

Hack 0

Das Ziel des Hack 0 besteht darin, dass sich das Team mit dem Arduino und dessen Entwicklungsumgebung Arduino IDE vertraut macht. Für die Gruppe ist der Hack 0 ein wichtiger Einstieg in die Blockwoche, das kein Teammitglied Erfahrung und Kenntnisse in der Welt des Arduino mitbringt.

LED mit dem Arduino blinken lassen

Zile des Versuches besteht darin, dass sich die Gruppe als erste Übung während der MedtechDIY-Blockwoche mit dem Umgang des Arduinos und dessen Programmierung vertraut zu machen und als einstieg der Blockwoche ein Versuchsaufbau mit dem Arduino zum Laufen zu bringen. Zur Versuchsdurchführung wurde ein Vorlagen-Programm von der Arduiono IDE verwendet. Das Programm konnte ohne Umprogrammierung verwendet werden. Dieses ist unter dem Pfad "File > Example > 01.Basic > Blink" zu finden. Mit dem Programm konnten die LEDs auf der Arduino-Platine zum Blinkem gebracht werden. Die LED der Schaltung konnte betrieben werden. Mit dem Programm wurde die Farbe des Lichts alle paar Sekunden mit weichen Übergängen gewechselt.

Hautwiderstand messen

Zur Versuchsdurchführung wurde ein Vorlagen-Programm von der Arduiono IDE verwendet. Dieses ist unter dem Pfad "File > Example > 03.Analog > AnalogInOutSerial" zu finden.

Beim Austauschen eines niederohmigeren Vorwiderstand begreift die Gruppe, dass die Widerstände, Kondensatoren, LEDs etc. direkt in das Steckboard zu stecken sind und nicht an die Pin-Kabel gelötet werden müssen. Diese Erkenntnis ist erst gegen Ende des Hack0 gefallen. Dafür wurden schon die ersten Lötversuche erfolgreich getätigt.

EMG Elektromyografie

Unsere Gruppe hat ein DIY EMG (Elektromyographie)-Gerät konstruiert. Dabei kombinierten wir geschickt einen Arduino-Mikrocontroller, das "BioAmp EXG Pill" und eine Vielzahl von Kabeln und Patches welche auf die Haut geklebt werden können. Das Herzstück unseres Projekts war das sorgfältige Zusammenlöten dieser Komponenten, um ein funktionsfähiges System zu erschaffen. Wir haben zudem einen Code von "Upside Down Labs" verwendet, um die Datenerfassung und -verarbeitung zu optimieren. Die Möglichkeit, mithilfe dieser Eigenentwicklung elektromyographische Signale zu messen, eröffnet spannende Perspektiven für zukünftige Anwendungen in der Medizintechnik und Forschung.

Ideenfindung der Hacks 1 & 2

Das Team hat ein Brainstorming durchgeführt, um zwei Ideen zu finden. Durch die Vielfalt an kreativen Ansätzen im Brainstorming-Prozess konnten wir sicherstellen, dass wir alle möglichen Wege und Lösungsansätze gründlich durchdacht haben. Dies ermöglichte es uns, eine fundierte Entscheidung zu treffen, die sowohl die Anforderungen des Projekts als auch die Bedürfnisse und Interessen aller Teammitglieder berücksichtigte. Das Brainstorming förderte zudem den Teamgeist und die Zusammenarbeit, da jeder die Möglichkeit hatte, seine Ideen einzubringen und zu diskutieren. In gemeinsamer Besprechung hat sich das Team entschieden, ein Elektroshocker gegen Einschlafen als Hack 1 und ein automatisierten Sonnenstoren bei zu hoher UV-Strahlung und Regensensor zu entwickeln. Insgesamt hat das Brainstorming die Qualität der Entscheidungsfindung deutlich verbessert und dazu beigetragen, die bestmögliche Lösung für unsere Herausforderung zu finden und die Kreativität und Weiterentwicklung von Teilideen zu fördern.

Hack 1 - Elektroschocker beim Sekundenschlaf

Die Gruppe verfolgt das Ziel, einen autonomen Elektroschocker zu entwickeln, der den Anwender im Falle eines Sekundenschlafes während dem Fahren oder anderen potenziellen Gefahrensituationen, vor Müdigkeit warnt oder mittels Elektroschockes aufweckt. Die Idee zur Umsetzung ist, dass die Überwachung mittels EOG-Ableitungen die Augenbewegungen getrackt und aufgewertet werden sollen.

Konzept und Konstruktion

Programmierung und Steuerung

Die nachfolgenden beiden Bilder zeigen die Messungen des EOG mit offenen (linkes Bild) geschlossene Augen (rechtes Bild). Aufgrund der permanent ändernde Skalierung der Y-Achse des Plotters von der Arduino IDE konnten keine eindeutigen Erkenntnisse erhoben werden, da jeder Aufzeichnung andere Werte hervorbrachte. Dadurch wurde von Backyard Brains Spike Plotter installiert. Mit diesem konnte die Gruppe aufgrund sehr starkem Hintergrundrauschen keinen Fortschritt erlangen.

Um die Messungen zu verbessern hat die Gruppe sich entschlossen die Ableitungskabel des Versuchsaufbaus zu verbessern und ein längeres Kabel ohne Verlängerung über Klemmen zu löten. Dadurch soll eine mögliche Störquelle minimiert werden. Jedoch zeigte die Massnahme keine Verbesserung in der EOG-Ableitung mit dem BioAmp ExG Pill über den Arbuino.

Weiterentwicklung des Elektroschockers

Hack 2 - Automatisierter Sonnenstoren mit UV-Strahlen-Überwachung und Regensensor

Skill Share

Papierflieger bauen

Die BastelBuddies zeigen den Interessierten, wie der Weltmeister-Papierflieger zu falten ist.

Einleitung für den Papierflieger-Workshop

Hallo und herzlich willkommen zum Papierflieger-Workshop! Heute dreht sich alles um die Kunst des Papierfliegens. Zuerst werden wir Schritt für Schritt lernen, wie man einen Papierflieger bastelt. Dann geht es darum, kreativ zu werden und Ihren eigenen Flieger zu gestalten. Aber das Beste kommt noch! Nachdem wir unsere Flieger gebaut haben, werden wir einen aufregenden Weitwurf-Wettbewerb veranstalten, um zu sehen, wer den besten Papierflieger gebaut hat. Machen Sie sich bereit für jede Menge Spaß und spannende Flugmanöver!

Schritt für Schritt Anleitung

Nun folgt eine Schritt für Schritt Anleitung für den Bau des Papierfliegers der laut einer Website den Rekord für den weitesten Flug hält. Also seit gespannt... ;)

Hier findest du den Link zu diesem Ausnahmeexemplar! https://einfach-basteln.com/weltrekord/

Gerne könnt ihr nun einen Papierflieger bauen. Hier könnt ihr frei wählen ob ihr den vorgestellten Flieger bauen wollt oder doch lieber einen eigenen bauen wollt. Wenn ihr fertig seit, verseht den Papierflieger mit eurem Namen.

Papierflieger Wettbewerb

Im Anschluss an den Bau des Fliegers, gehen wir zusammen auf die Brücke vor dem FabLab und starten einen epischen Papierfliegerweitwurfwettbewerb. Am weitesten flog der Flieger von Mario Berchtold mit einer Weite von 15m.

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 [[File:Hack1_BioAmp_Aufbau.jpg|Kabel des ersten Versuchs|300px]] [[File:Hack1_BioAmp_Aufbau_verbessert.jpg|die verbesserten Kabel|300px]]
+==== Weiterentwicklung des Elektroschockers ====
 === Hack 2 - Automatisierter Sonnenstoren mit UV-Strahlen-Überwachung und Regensensor ===