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  • Eine Umweltmessstation mit der sensebox bauen
  • sensebox
  • 30.06.2020
  • Biologie, Geographie, Physik, Sachunterricht
  • 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 1. Ausbildungsjahr, 2. Ausbildungsjahr, 3. Ausbildungsjahr
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Name:
Eine Umweltmessstation mit der sensebox bauen
03.04.2019

Die Um­welt­mess­sta­ti­on mit der sen­se­box

Daten , Daten, Daten. Aber wie wer­den Daten ge­mes­sen? Woher kom­men die Daten? Wie viel Aus­sa­ge­kraft haben die Daten und wem nut­zen die Daten?



Mit Hilfe die­ses Ar­beits­blat­tes wirst du die­sen Fra­gen auf den Grund gehen. Du wirst ler­nen mit ver­schie­de­nen Sen­so­ren Daten aus­zu­le­sen und an­zu­zei­gen und wäh­rend­des­sen ana­ly­sie­ren wie sich Daten auch schon durch kleins­te Ein­flüs­se än­dern kön­nen.





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Um über­haupt Daten mes­sen zu kön­nen brauchst du ein Gerät, oder Sen­so­ren, wel­che die Daten lesen kön­nen. Du wirst hier die sen­se­box ver­wen­den, einen Mi­ni­com­pu­ter, der mit Hilfe von Sen­so­ren Um­welt­da­ten aus­le­sen kann.
  • Nimm dir eine sen­se­box. Doch bevor du mit dem Zu­sam­men­bau be­ginnst über­le­ge, warum du über­haupt Um­welt­da­ten mes­sen möch­test.
  • Schrei­be deine Über­le­gun­gen auf.

Ich möch­te Um­welt­da­ten mes­sen, weil:

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https://www.tutory.de/entdecken/dokument/cb60ea00
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Eine Umweltmessstation mit der sensebox bauen
03.04.2019

Mit der sen­se­box kannst du ver­schie­dens­te Um­wel­da­ten mes­sen.  Ver­wen­dest du alle Sen­so­ren, die bei der sen­se­box:edu mit­ge­lie­fert wer­den kannst du deine ei­ge­ne klei­ne Um­welt­mess­sta­ti­on auf­bau­en.

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Be­trach­te die sen­se­box und ihre Sen­so­ren und füge die Be­grif­fe im Lü­cken­text ein

Mess­wer­te, HC-SR04, VMEL+TSL, Tem­pe­ra­tur und Luft­feuch­te, Lux, Tem­pe­ra­tur, Luft­druck, Luft­druck und Tem­pe­ra­tur,Laut­stär­ke, Luft­feuch­te, Be­leuch­tungs­stär­ke,

Die sen­se­box entält fol­gen­de Sen­so­ren:

- Den BMP280 Sen­sor, er misst Luftdruck und Temperatur. Der Luftdruckwird in Pas­cal ge­mes­sen und die Temperatur in °C.

- Den HDC1080 Sen­sor, er misst Temperatur und Luftfeuchte. Die Tem­pe­ra­tur wird wie­der in °C und die Luftfeuchte wird in % an­ge­ge­ben.

- Den VMEL+TSL Sen­sor, er misst die UV(A)-​Strahlung und Beleuchtungsstärke. Die Be­leuch­tungs­stär­ke wird in Lux und die UV(A) Strah­lung in µW/cm².

- Den Ul­tra­schall Di­stanz­sen­sor (HC-SR04), er misst Di­stanz mit Hilfe von Schall­wel­len.

- Das MIC (Mi­kro­phon), wel­ches die Lautstärke mes­sen kann.



Au­ßer­dem sind ein Dis­play, wel­ches die Messwerte an­zeigt, eine Spei­cher­kar­te, auf der man die Mess­da­ten spei­chern kann, eine WiFi-​Bee zur Über­tra­gung der Daten per WLAN, Kabel zur Da­ten­über­tra­gung und Strom­zu­fuhr, vor­han­den.

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Du weißt nun, wel­che Bau­tei­le du für deine Um­welt­mess­sta­ti­on be­nut­zen kannst. Na­tür­lich kannst du deine Sta­ti­on auch mit wei­te­ren Sen­so­ren wie einem Fein­staub­sen­sor er­wei­tern, was al­ler­dings eine Fort­ge­schrit­te­ne­re Auf­ga­be ist.  

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Über­le­ge dir nun, wel­che Daten du mes­sen möch­test und wo du deine Daten mes­sen möch­test. Soll deine Sta­ti­on an einem fes­ten Ort ste­hen oder möch­test du an ver­schie­de­nen Orten mes­sen?
  • Schrei­be auf, warum du die von dir ge­wähl­ten Mess­da­ten mes­sen möch­test und warum deine Sta­ti­on sich be­we­gen soll der warum nicht.
  • Warum möch­test du genau an die­sem Ort mes­sen?
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Du hast dir nun Ge­dan­ken ge­macht, was du wo, wie und warum mes­sen möch­test. Bevor du je­doch mit der Ver­ka­be­lung und dem Auf­bau dei­ner Mess­sta­ti­on be­ginnst soll­test du dir Über­le­gen, was du für Er­geb­nis­se er­war­test.
  • Schrei­be deine Über­le­gun­gen auf.
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No­tie­re nun, wen die von dir ge­sam­mel­ten Daten in­ter­es­sie­ren könn­ten und warum.
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Ver­ka­be­lung der Sen­so­ren

Nun kannst du mit der Ver­ka­be­lung dei­ner sen­se­box be­gin­nen. Achte dar­auf, wo du wel­che Sen­so­ren an­schlie­ßen musst.

6
Be­gin­nen nun damit die von dir aus­ge­wähl­ten Sen­so­ren an deine sen­se­box an­zu­schlie­ßen
  • Alle Sen­so­ren, die auf einer grü­nen Pla­ti­ne be­fes­tigt sind, sowie auch das Dis­play kannst du an einen der 5 I2/Wire Steck­plät­ze an­brin­gen.
  • Pass auf, dass du bei der Ver­ka­be­lung die rich­ti­gen Kabel wählst ( Sie haben auf bei­den Sei­ten die glei­chen An­schlüs­se und pas­sen gut in den An­schluss auf der Pla­ti­ne).

Der An­schluss nur eines Sen­sors sieht zum Be­si­piel so aus:

An­schluss eines Sen­sors an die sen­se­box
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Pro­gram­mie­rung

Nach­dem du nun alle Sen­so­ren an deine sen­se­box an­ge­schlos­sen hast kannst du mit der Pro­gram­mie­rung be­gin­nen. Du musst ein Pro­gramm schrei­ben, weil der Com­pu­ter der sen­se­box sonst nicht weiß, was er aus­füh­ren soll.  Doch wie schreibt man ein Pro­gramm so, dass der Com­pu­ter es ver­steht? Um diese Frage zu be­ant­wor­ten und den Ein­stieg nicht zu schwer zu ge­stal­ten wirst du im nächs­ten Schritt block­ly ver­wen­den (https://block­ly.sen­se­box.de/ar­du­block­ly/?lang=de&board=sensebox-​mcu).

Block­ly er­laubt es ohne viel Vor­wis­sen Pro­gram­me nach ei­ge­nen Wün­schen zu schrei­ben.

7
Gehe auf : https://block­ly.sen­se­box.dear­du­block­ly?lang=de&board=sensebox-​mcu und mache dich mit der Ober­flä­che ver­traut.
  • Wel­che Blö­cke gibt es?
  • Wo fin­det man die sen­se­box Sen­so­ren?
  • Mit wel­chem Block kannst du das Dis­play pro­gram­mie­ren?
8
Sor­tie­re nun den Code in der Rei­hen­fol­ge in der du denkst, dass die Werte des Tem­pe­ra­tur und Luft­feuch­te Sen­sors die Tem­pe­ra­tur­wer­te auf dem Dis­play an­zei­gen.
(1-9)
  • 3
    End­los­schlei­fe()
  • 1
    Setup()
  • 5
    Schrift­far­be weiß
  • 4
    Zeige auf dem Dis­play
  • 6
    Schrift­grö­ße 1
  • 2
    Dis­play in­itia­li­sie­ren
  • 7
    x = 0
  • 8
    y = 0
  • 9
    Wert Tem­pe­ra­tur/Luft­feuch­tig­keits­sen­sor ( HDC1080 Mess­wert Tem­pear­tur in °C
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Wenn du den Tem­pe­ra­tur und Luft­feuch­te Sen­sor, sowie das Dis­play noch nicht an­ge­schlos­sen hast schlie­ße es an und lade die Lö­sung an­hand von Blö­cken in Block­ly auf deine sen­se­box.

Pro­gram­mier­code auf die sen­se­box laden

Er­stell­ten Pro­gram­mier­code her­un­ter­la­den
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Ver­bin­de deine sen­se­box durch das USB Kabel mit dem Com­pu­ter.
  • Die sen­se­box wird nun als lo­ka­ler Da­ten­trä­ger auf­tau­chen.
  • Kli­cke auf den oran­ge­nen Haken (Sketch kom­pi­lie­ren) und ziehe den her­un­ter­ge­la­de­nen Code auf die als lo­ka­ler Da­ten­trä­ger auf­tau­chen­de sen­se­box.
  • Wenn du den Code rich­tig sor­tiert hast wird dir nun die Tem­pe­ra­tur auf dem Dis­play an­ge­zeigt wer­den.
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Ver­än­de­re nun die Schrift­grö­ße und füge den an­de­ren Mess­wert des Tem­pe­ra­tur und Luft­feuch­te Sen­sors, die Luft­feuch­tig­keit hinzu so, dass die Luft­feuch­tig­keit und die Tem­pe­ra­tur auf dem Dis­play an­ge­zeigt wer­den.
  • Achte dar­auf die rich­ti­ge Schrift­grö­ße zu wähle und pro­bie­re aus, was pas­siert wenn du y=5 wählst.
  • Teste dei­nen neuen Code indem du ihn er­neut auf die sen­se­box lädst. Achte hier­bei dar­auf, dass du die sen­se­box erst zu­rück­setz­ten musst um neuen Code auf ihren Com­pu­ter zu laden. Du setzt sie zu­rück indem du einen Dop­pel­klick auf dem roten Reset-​Knopf tä­tigst.
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Füge nun alle Sen­so­ren, die du für deine Um­welt­mess­sta­ti­on brauchst hinzu.
  • Teste ob die Sen­so­ren funk­tio­nie­ren, indem du dir Si­tua­tio­nen über­legst bei denen die Sen­so­ren un­ter­schied­li­che Dinge an­zei­gen müs­sen. Der Licht­sen­sor zum Bei­spiel muss we­ni­ger Lux an­zei­gen, wenn man ihn mit der Hand um­schlos­sen hält, als wenn er zu einer Lampe hin­zeigt.
13
Über­le­ge dir nun, was du zu Be­ginn des Ar­beits­blat­tes mit dei­ner Um­welt­mess­sta­ti­on mes­sen woll­test und führe dei­nen Plan durch.
  • Sind die von dir er­war­te­ten Er­geb­nis­se ein­ge­tre­ten?
  • Was fällt dir auf?
  • Was wür­dest du än­dern?
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