Projektdurchführung
Die Projektbeschreibung klingt rund, aber es liegt viel Arbeit vor uns und der Weg ist weit und (im Nachhinein betrachtet) sehr steinig. Im ersten Schritt muss die Programmierung von Mikroprozessoren zusammen mit Schülern erlernt werden. Gleichzeitig muss der Sensor ausgelesen und eine Ampel beschaltet werden. Die aktuelle Raumbelegung muss bekannt und mit der aktuellen Uhrzeit stets abgeglichen werden. Alle korrekt gelösten Aufgaben gemeinsam ergeben das geplante Gesamtprodukt, das wir als OpenSource-Lösung veröffentlichen wollen. Aber nun der Reihe nach...
Meilenstein I
Um überhaupt erst an eine CO2-Ampel denken zu können, brauchen wir eine zuverlässige Technik zur Messung der CO2-Werte, die sich auch in der Praxis bewährt hat. Hier haben wir eine eigens designte Lösung mit Hilfe des Raspberry Pis mit einem eigens gelöteten Shield entworfen, die Temperatur sowie CO2-Wert misst und abspeichert. Diese Lösung arbeitet mittlerweile in vier (!!) Informatikräumen 1201, 1202 und 1204 und 1214 einwandfrei.
Da sich diese Lösung nicht in wenige Worte fassen lässt, finden Sie die unfangreiche Dokumentation für diese Technik einschließlich Teaser, Beschreibung, Nachbauanleitung, Bildern und Videos unter diesem Link!
Meilenstein II
Auf Basis des erfolgreich erreichten Meilensteins I kann die eigentliche Arbeit für die CO2-Ampel beginnen. Wir greifen auf das RaspberryPi-Programm zurück und erweitern die Software so, dass auf Basis der CO2-Werte die Ampelfarben rot, gelb oder grün aufgegeben werden. Zum Test haben wir mit Hilfe eines Arduinos eine Ampelschaltung programmiert (siehe Video). Parallel haben wir aus der Praxis ermittelt, dass Werte bis 1000 ppm CO2 für Unterrichtsräume in Ordnung (=Ampelfarbe grün) sind, bis 1400 ppm noch vertretbar (= gelb) sind und darüber ROT angezeigt werden muss. Wir wünschten, dass wir die Werte nach unten anpassen können, aber kleine Räume und viele SchülerInnen machten das nicht möglich. Die Ampel war einfach überdurchschnittlich auf rot.
Soweit so gut, aber der wichtigste Teil fehlt noch: Die eigentliche Ampel, die auch aus mehreren Metern gut sichtbar/ausgeleuchtet ist, sich mit einem Raspberry Pi ansteuern lässt, kostengünstig ist und fehlerfrei arbeitet.
Meilenstein III und Prototyp I
Was einfach klingt, hat sich als enormes Problem herausgestellt: Es ist alles andere als einfach, alle eben genannten Kriterien zu erfüllen.
Für den Prototyp I haben wir nach langer Suche für die USB-Wandampel von Cleware entschieden (siehe Link hier, rund 50 Euro). Gleich die erste USB-Ampel war defekt und wurde problemlos über den Service ausgetauscht. Die neue USB-Ampel wurde im Informatik-Raum 1202 ausgiebig getestet.
Die gute Nachricht: Sie arbeitet mit dem Raspberry Pi zusammen und der Programmieraufwand hielt sich in Grenzen.
Die Schlechte: Die Reaktionszeit der Ampel ist äußerst langsam, was in der Praxis bedeutet, dass die Ampel trotz mehrfacher Befehls-Sendung nicht reagiert, nicht schaltet und zur dauerhaften Nicht-Reaktion neigt. Nach zahlreichen Reparatur-Versuchen und Programm-Veränderungen stand die Entscheidung: Die Ampel eignet sich für unsere CO2-Ampel nicht. Eine neue Lösung muss her...
Dokumentation des ersten Protoyps mit Manuel Bernhard (Projekt-Schüler):
Meilenstein IV und Prototyp II
Da der Markt auch nach tiefer Recherche keine kostengünstige und gute Ampel bot, waren wir bei der bekannten schwedischen Möbelhauskette zu Besuch: Die MOLGAN-Leuchte in weiß für 5 Euro brachte den Schüler Leon (10. Klasse) auf eine Idee. Der Batterieschacht wurde zurückgebaut, die integrierten LEDs entfernt und ein Steuerkabel eingebaut. Eine speziell ansteuerbare und superhelle LED wurde ins Gehäuse eingeklebt und mit dem Kabel verbunden. Das getunte LED-Gehäuse wurde im Tafelbereich des Informatik-Raumes und für alle sichtbar angebracht und das Kabel bis zur RaspberryPi-Zentrale gelegt. Hier eine Video-Erläuterung von Leon Golli (Stufe 10):
