Klimaüberwachung über das IoT

Vermitteln Sie Wissen am Beispiel eines brandaktuellen Themas

Schlechte Luft in Unterrichtsräumen ist nicht erst seit Ausbruch der Corona-Pandemie problematisch. Bisher schien das Stoßlüften hier das Mittel der Wahl zu sein. Noch zu Beginn der Pandemie empfahlen die Kultusminister den Schulen, alle 20 Minuten für fünf Minuten die Fenster zu öffnen und in den Pausen nochmals quer zu lüften. Dieses Konzept haben Wissenschaftler des Instituts für Strömungsmechanik und Aerodynamik der Universität der Bundeswehr in München untersucht. Das Ergebnis: Nur bei starkem Wind oder einem starken Temperaturunterschied kann der notwendige Luftaustausch in so kurzer Zeit gelingen.  
 
Aktuelle Belüftungskonzepte setzen daher auf technische Werkzeuge, die die Aerosollast effektiv kontrollieren und senken können. Neben hocheffizienten Luftfilteranlagen sind vor allem die CO2-Ampeln der entscheidende Eckpfeiler dieser Konzepte. Der Hintergrund: Laut Empfehlung des Umweltbundesamtes ist die Ansteckungsgefahr über die Raumluft deutlich reduziert, wenn die CO2-Konzentration unter 1000ppm (parts per million) bleibt. Das CO2 dient hier als Maßstab für die Aerosole im Raum.  
 
Wer Lernende für Technik begeistern will, der horcht nun auf. Hier bietet sich Lehrern und Ausbildern eine exzellente Chance, das Notwendige mit dem Nützlichen zu verbinden. Warum die CO2-Ampel nicht im Unterricht entwickeln und sie somit als idealen Aufhänger für weitere Themen wie die zugrundeliegende Messtechnik, die drahtlose Kommunikation oder das Internet of Things (IoT) nutzen? 

Das geeignete Lehrsystem dafür stellt jetzt die Firma Lucas-Nülle bereit. Mit dem „IoT Klimaüberwachung“ entwickeln Lernende eine CO2-Ampel selbstständig. Über die eingebauten Sensoren können sie den CO2-Gehalt, die Temperatur und die Feuchtigkeit der Raumluft erfassen. Außerdem vermittelt das System, wie man einen Controller mit der graphischen Programmiersprache Ardublock programmiert und wie man die gemessenen Daten verarbeitet.   

Angeleitet durch ein E-Learning steuern die Schüler und Auszubildenden einen LED-Streifen auf Basis der Messdaten so an, dass dieser, ähnlich einer Ampel, eine eindeutige farbliche Qualitätsbewertung der Raumluft anzeigt. Daneben steht ein OLED-Display für die Anzeige der Messdaten zur Verfügung. Das eingebaute WLAN-Modul ermöglicht eine drahtlose Kommunikation zwischen zwei Klimaüberwachungsgeräten. So können Sie die Messwerte unterschiedlicher Messstellen zur Bewertung der Raumluft heranziehen. Im Multimedia-Kurs wird daraus schließlich Schritt für Schritt eine IoT-Applikation realisiert 
 
Über das Internet können die Lernenden nun auch aus dem HomeLab auf die Messdaten zugreifen. Das handliche Gerät ist jedoch auch leicht zu transportieren und somit uneingeschränkt für das Home Schooling geeignet. Nicht zuletzt ist auch die Programmierung mit Ardublock auf Distanz möglich, sofern die Lernenden Zugriff auf den Schulrechner haben.  
 
Und übrigens: Diese CO2-Ampel dient natürlich auch jederzeit als echtes Signal für eine gesunde Luft in Ihren Lernräumen. 

- 29.03.2021