Projekt des Monats: Selbstbau einer CO2-Ampel fürs Klassenzimmer

Masken, Abstand und Lüftung sind die Werkzeuge zur Bewältigung der Corona-Pandemie. Doch wann muss ich Lüften?

Baue gemeinsam mit Deiner Klasse eine IoT-CO2-Ampel und schütze Dich und die Umwelt durch bedarforientierte Lüftung.

Internet der Dinge - was habe ich damit zu tun?

Das Internet der Dinge und des Denkens weiss alles, kennt Speicherzustände und Lastanforderungen der Verbraucher und die Verfügbarkeit von Enerqiequellen. (Icons created by https://icons8.com)

Da Du auf unserer Seite gelandest bist, ist Dir das Internet der Menschen sehr gut vertraut. Hier suchen wir gemeinsam nach interessanten Ideen, pflegen unsere Kontakte oder tauschen uns in sozialen Netzwerken mit gleichgesinnten Menschen aus.  Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) bildet nun quasi ein soziales Netzwerk für Maschinen (Geräte, Dinge). Plötzlich erobert der Staubsauger, die Glühlampe oder die Zahnbürste das Internet. Maschinen tauschen Informationen aus (z.B. die Raumtemperatur im Wohnzimmer, oder die Luftqualität auf der Straße). Auch meine Fitness - Uhr hat wichtige Messdaten über Puls, Körpertemperatur und Bewegungsdaten, die sie mit mir (und anderen) teilen möchte. Sprachassistenten wie Alexa, Siri und Co. sorgen für Unterhaltung und spielen die neusten Hits. Kurzum, das Internet der Dinge ist bereits in unser aller Leben angekommen. Auch die Profis in Wirtschaft und Industrie nutzen IoT zusammen mit KI (Künstlicher Intelligenz, Internet of Thinking) als Basistechnologie bei der nachhaltigen Energieversorgung (Smart-Grid), der Ressourcenschonung in der Stadt (Smart-City), oder der modernen Prduktion (Industrie 4.0). Es gibt bereits mehr IoT-Geräte als Menschen auf der Erde - hättest Du das gedacht?

 

Wie funktioniert das eigentlich?

Technisch ist ein IoT-Device nicht viel anders aufgebaut als ein Smartphone oder ein PC aus dem Internet der Menschen. Nur alles viel kleiner, leistungsärmer und vor allem billiger. Ein Mikrocontroller (das ist die intelligente Komponente, quasi die CPU) kostet in großen Stückzahlen nur wenige Cents. Da eine Maschine typischerweise auch kein grafisches Benutzerinterface (Display, Touchscreen) benötigt, ist so ein System erfreulich einfach aufgebaut. Oft ist nicht mal ein Betriebssystem vorhanden. Trotzdem ist der Internetzugang (z. B. WLAN) als wesentliche Komponente zwingend dabei - sonst wäre es schließlich ein schnöder Mikrocontroller und kein IoT-Kit.  Folglich eignet sich so ein IoT-Kit ideal, um erste Gehversuche beim Programmieren und erforschen des Internets zu unternehmen.

Wie kann ich mitmachen und was kann ich lernen?

Um spielerisch in die Welt des IoT2 einzutauchen haben wir für Dich unter dem Reiter "Mach mit" verschiedene Szenarien vorbereitet. Hier lernst Du:

  • Die Plattform Octopus (so heißt unser IoT-Kit) kennen
  • Erste Algorithmen grafisch formulieren (vielleicht kennst Du das bereits von Scratch, Calliope & Co.)
  • Wie ein WLAN aufgebaut und was ein Accesspoint ist und wie sich ein Client dort anmeldet
  • Wie das Internet der Menschen funktioniert, d.h. wir bauen einen eigenen kleinen Web-Server
  • Wie Sensoren funktionieren und wie Du erste Messdaten in die Cloud (d.h. die digitale Plattform) schicken kannst

Am Ende hast Du dein eigenes IoT-Device gebaut und kannst z.B. die Umweltdaten in Deinem Zimmer direkt im Internet speichern und anderen zur Verfügung stellen. Damit besitzt Du plötzlich viele tolle Möglichkeiten, eigene Ideen zu realisieren. Lass Dich von weiteren Mitmach-Projekten und unseren 100 Ideen inspirieren.

Alle Mitmach-Projekte bestehen aus einem allgemeinen Theorieteil zur Einführung und einem Praxisteil direkt zum Nachbauen mit dem Octopus oder einem anderen ESP8266 kompatiblen Microcontroller (Schaltplan und Nachbauanleitung). Softwaregrundlage ist die Arduino - Programmierplattform. Zielgruppe Oberstufe, Studierende, Maker.

Was gibt es dort noch zu entdecken?

Nachdem wir nun die ersten Gehversuche erfolgreich absolviert haben, sollten wir einen Moment innehalten und schauen, welche Möglichkeiten und Gefahren diese Technologie bietet. Auch hier finden wir praktische Beispiele im Mitmach-Teil:

Und noch viel mehr für den Schulunterricht (Handy-Spektrometer für die Chemie, Lichtsensor für die Physik, CO2-Kolibri für Kunst) und ... Encoder, Schrittmotoren, DC-Motoren, MQTT, Luftdaten.info, Blynk, ... lass  Dich überraschen.

Und nach dem Abi?

Wo kann ich mehr über künstliche Intelligenz, verteilte Systeme, IoT und Nachhaltige Software erfahren? Wo finde ich Studiengänge mit Nachhaltigkeits-Gedanken? Was kann ich damit später machen? Am Umwelt-Campus findest Du viele Bachelor-Studiengänge mit Bezug zu MINT-Themen.

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