Platz Eins für Finn Liebner beim VDE/BMBF-Schülerwettbewerb „Invent a Chip“. Die Vorzüge von Licht setzt Finn Liebner (16) vom Marie-Curie-Gymnasium in Kirchzarten gezielt ein. Er entwickelte ein Mikrochip-gesteuertes optisches Datenübertragungssystem. „Die grundlegende Übertragung funktioniert mit ein paar Extras, wie einer Ver- und Entschlüsselung der Daten“, beschreibt er die von ihm konzipierte Modell-Laserstrecke.
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Das Prinzip der Datenübertragung per Licht ist häufig durch die Infrarotfernbedienung des Fernsehers bekannt. „Vorteilhaft ist, dass auf optischem Wege sehr hohe Übertragungsraten von mehreren Terabits pro Sekunde möglich sind. Außerdem ist Licht als Ersatz zu Funksystemen interessant, weil das Funkspektrum zunehmend dichter belegt ist und dadurch häufiger Störungen oder Einschränkungen auftreten“ erklärt der Gymnasiast sein Projekt „Datenreiches Licht“.
Seine Mikrochipanwendung überzeugte die Jury des Schülerwettbewerbs „Invent a Chip“ und bescherte dem Schüler den mit 3.000 Euro dotierten ersten Platz. Zum 18. Mal richten das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die Technologieorganisation VDE den weltweit einmaligen Wettbewerb an über 3.000 Schulen aus, an dem sich 1.600 Schülerinnen und Schüler der Klassen acht bis dreizehn beteiligten.
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Siegreiches Datenleuchten –
Wie Schüler Finn Liebner aus Kirchzarten einen TECHNOLOGIEWETTBEWERB gewann
Rund 3000 Schulen nehmen an einem Wissenschaftswettbewerb teil, und am Ende gewinnt ein 16-jähriger Schüler des Gymnasiums Kirchzarten mit einer recht erwachsenen Forschungsarbeit: einem Chip, der Datenübertragung per Licht ermöglicht.
Da ist sie, die typische Werkraum-Atmosphäre, der Geruch von PVC-Boden und Sägemehl, auch die passenden Maschinen stehen da. Die Schüler im Raum sitzen allerdings vor Laptops, auf denen Dinge passieren, die abstrakter sind als Laubsägearbeit. Nach Schulende, draußen ist es dunkel, haben sie sich im Marie-Curie-Gymnasium in Kirchzarten zur Elektronik-AG eingefunden. Auch Finn Liebner, der jüngst ein Projekt fertiggestellt hat, dem Fachleute bescheinigen, das Niveau einer studentischen Masterarbeit zu haben. Dabei ist er gerade 16 Jahre alt. Es beginnt im Elternhaus im Örtchen Himmelreich bei Kirchzarten. Liebners Vater ist Elektroingenieur, „eine grobe Richtung hatte ich dadurch schon“, sagt sein Sohn. Erste Schritte machte er mit einem Roboter bei „Jugend forscht“, danach war klar, es musste weitergehen. Mit Licht diesmal, Inspiration war die Fernbedienung des Fernsehers. „Das ist ja eine einfache Übertragung von Daten per Licht.“ Wie, fragte er sich, ließen sich damit auch komplexere Daten über freie Strecken übertragen wie beispielsweise bei einer Internet-Verbindung? Das böte Vorteile, beispielsweise einen höheren Datendurchsatz als bei Übertragung per Funk.
Das Experimentieren ging los. Welche Distanzen ließen sich überwinden, bei welchen Winkeln zwischen Sender und Empfänger kam die Botschaft noch an,wie ließen sich Störungen herausrechnen? Dann begann der 16-Jährige Text per Licht zu übertragen. Binär, das An und Aus erzeugt die Information. Eine ungesicherte Übertragung wäre nicht alltagstauglich, also musste der Datenstrom verschlüsselt werden, wie es der heimische Wlan-Router tut. Mit der Arbeit betraute Liebner einen EinfachRechner vom Typ Raspberry Pi. Das übliche Betriebssystem für die Geräte arbeitete für Liebners Zwecke zu träge – also schrieb er eben selbst eines. Zu dieser Zeit landete die Ausschreibung für einen Wettbewerb auf Wolfgang Wolffs Schreibtisch. Wolff ist Lehrer für Naturwissenschaft und Technik und auch Informatik am Gymnasium in Kirchzarten, und als er die Beschreibung las, dachte er an Finn. „Das war genau der richtige Wettbewerb für diese Art von Projekt.“ „Invent a Chip“, Erfinde einen Chip, heißt er, ausgeschrieben vom Bundesforschungsministerium und dem Elektrotechnikverband VDE.
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Erste Aufgabe: Ein Fragebogen, leicht am Anfang, sehr anspruchsvoll am Ende, wie sich Schüler wie Lehrer erinnern. Liebner bewältigte ihn und arbeitete weiter an seinem Übertragungssystem. Am Ende der Qualifikation gehörte sein Konzept zu den zehn bundesweit fürs Finale zugelassenen Projekten.
Kurz vor den Sommerferien durfte Liebner damit an die Universität Hannover reisen. „Dort konnte ich mit Profis daran arbeiten, das Projekt umzusetzen“, erzählt er. Und damit anfangen, sein System in einem Chip unterzubringen, was ja Ziel des Wettbewerbs war. Es folgten vier Monate Arbeit. „Am Anfang jeden zweiten Tag, am Ende dann ganztägig.“ Weiterentwickeln, überarbeiten, Abgleich mit den VDE-Leuten, Gespräche mit Lehrer Wolfgang Wolff. Konnte der zu so einer spezialisierten Angelegenheit überhaupt noch beitragen? „Tja“, grinst der, „wenn ein Schüler sich so reinfuchst, ist er irgendwann natürlich weiter als ich.“
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Dann das Finale: Auf einem Mikrosystemtechnik-Kongress in Berlin ließ Finn Ende Oktober sein „Datenreiches Licht“ begutachten und landete schließlich auf dem ersten Platz. Der bedeutete unter anderem: 3000 Euro, Glückwünsche, Kontakte zu Industrie und Hochschulen, Fachsimpeln mit Gunther Kegel, dem Präsidenten des VDE, und zu Hause noch einen Empfang bei Bürgermeister Andreas Hall im Kirchzartener Rathaus. Und natürlich geht es jetzt weiter, die Visionen sind da. Wie wäre es mit Wlan, das in einem Raum per Licht ausgestrahlt wird? „Das wäre abhörsicher“, sagt er, „anders als die Wellen normaler Router kann Licht den Raumja nichtverlassen.“ Nebenbei wird Finn Liebner bald noch das Abitur ablegen. Und dann? Studium in Freiburg, Physik soll
8.12.2019, Jens Kitzler, https://der-sonntag.de
Sieger „Invent-a-chip“ 2019: 1. Preis an Finn Liebner aus Kirchzarten
Finn Liebner vom Marie-Curie-Gymnasium in Kirchzarten hat mit seinem Projekt „Datenreiches Licht“ den ersten Platz belegt.
Finn entwickelte ein chipgesteuertes optisches Datenübertragungssystem für die Übermittlung von ASCII-Zeichen. „Die grundlegende Übertragung funktioniert mit ein paar Extras, wie einer Ver- und Entschlüsselung der Daten“, beschreibt er die von ihm konzipierte Modell-Laserstrecke.
Das Prinzip der Datenübertragung per Licht ist häufig durch die Infrarotfernbedienung des Fernsehers bekannt. „Vorteilhaft ist, dass auf optischem Wege sehr hohe Übertragungsraten von mehreren Terrabits pro Sekunde möglich sind. Außerdem ist Licht als Ersatz zu Funksystemen interessant, weil das Funkspektrum zunehmend dichter belegt ist und dadurch häufiger Störungen oder Einschränkungen auftreten.“
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