Übersicht
CO2 Ampel

Der Calliope mini wird zur CO2-Ampel, welche über die LED-Matrix und die RGB-LED anzeigt, wie hoch die CO2-Konzentration ist.

Kategorie Erweiterung
Schulstufe SEK1
Material Calliope mini CO2 Sensor
Schwerpunkte Verzweigungen, Sensoren, Erweiterungen
+Los geht's

CO2 Gehalt messen

Führe folgende Schritte aus, um den CO2-Gehalt zu messen:

  1. Mit dem Grove-Kabel wird der SCD40 über den Grove-Anschluss A0 mit dem Calliope mini verbunden.
  1. Als erstes muss das SCD40-Paket in die Bibliothek importiert werden. Dazu muss in MakeCode auf die fortgeschrittenen Blöcke Erweiterungen geklickt und der folgende Link in die Suchzeile eingegeben werden:
    github.com/calliope-edu/CO2-Sensor-SCD40
Link kopieren
  1. Mit dem Programmier-Block CO2 (ppm) wird der CO2 Gehalt gemessen.

Ampelstruktur

Definiere zwei Grenzwerte (Minimum und Maximum), die die Ampelstufen festlegen und programmiere die Abfragen und Bedingungen.
Eine Wenn dann… ansonsten Abfrage ermöglicht dir die Unterscheidung der drei Bedingungen.

Ist der gemessene CO2-Gehalt niedriger (<) als 1000, leuchtet die RGB LED grün und es erscheint ein Smiley auf dem Display.

Ist der gemessene CO2-Gehalt höher (>) als 2000, leuchtet die RGB LED rot, es erscheint ein Ausrufezeichen (!) auf dem Display und ein Warnsignal erscheint.

Ist der gemessene CO2-Gehalt weder niedriger (<) als 1000 noch höher (>) als 2000, leuchtet die RGB LED gelb und es erscheint ein trauriger Smiley auf dem Display.

Die dritte und mittlere Stufe wird durch den Wert zwischen den beiden Grenzwerten definiert.

Weitere Infos zum Calliope mini CO2 Sensor findet ihr auf der Sensoren Seite.


Grundlagen

+Tipps und Hilfestellungen

Die grafische Darstellung in Form eines PAP dient als Grundlage der Entwicklung eines Programms. Ein PAP beschreibt den Ablauf und die Zusammenhänge von einzelnen Operationen zur Lösung einer Aufgabe.

PDF

Informationen zu den Messwerten

  • Normale Frischluft (draußen) 400 ppm
  • CO2-Konzentration unter 1000 ppm = hygienisch
  • CO2-Konzentration zwischen 1000 und 2000 ppm = bedenklich
    (ab 1000 ppm sollte danach mit dem Lüften begonnen werden)
  • über 2000 ppm MUSS gelüftet werden

Quelle: www.umweltbundesamt.de

Hinweise zu den Abfragen

Eine Abfrage wird immer von oben nach unten gelesen. Trifft eine Bedingung in einer Wenn-dann-ansonsten Abfrage zu, werden die nachfolgenden Abfragen nicht mehr ausgeführt und nur der Programmcode unter der Bedingung ausgeführt, die sich bewahrheitet hat.

Bei der Verwendung mehrerer einzelner Wenn… dann Abfragen untereinander, wird jede einzelne Abfrage von oben nach unten gelesen und separat ausgeführt, wenn die Bedingung wahr ist. Sie haben keinen Einfluss aufeinander.

Egal welche Variante verwendet wird, die logische Reihenfolge der Abfragen spielt immer eine wichtige Rolle!

Die Werte des CO2-Sensor können mithilfe des Python-Skriptes scd40.py ausgelesen werden. Diese Datei muss heruntergeladen und in dein Projekt importiert werden. Informationen zum Importieren und Verwenden von mehreren Python-Dateien in einem Projekt findest du hier.

scd40.py vertical_align_bottom

from calliopemini import *
from scd40 import *

co2 = get_co2()
+Ausprobieren und Weiterentwickeln

Jetzt könnt ihr eure CO2-Ampel testen. Zum Überprüfen eurer Logik, lasst euch auf Tastendruck den aktuell gemessenen CO2-Wert ausgeben und vergleicht diesen mit der Ausgabe des Calliope mini.

  • Lasse dir den gemessenen CO2 Wert ausgeben.
  • Wurde die richtige Reihenfolge der Bedingungen in der Wenn-dann-Abfrage beachtet, so dass nicht mehrere Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein können?
  • Sind die Ausgaben auf der RGB-LED und dem Display korrekt zugeordnet?


Welche Faktoren spielen noch eine Rolle für ein optimales Klassenzimmer?

Ab wann ist es zu kalt oder zu laut und das Fenster muss wieder geschlossen werden?
Mit dem Calliope mini CO2-Sensor die Umgebungstemperatur messen.
Programm Code

Mit dem Mikrofon auf dem Calliope mini die Umgebungslautstärke messen.
Programm Code

Schließen sich manche Vorgaben aus?

Tipp: CO2-Konzentration, Temperatur und Lautstärke können von einzelnen Calliope mini oder alternativ mit einem Calliope mini gemessen werden. Eine spannende Herausforderung ist es, eine logische Auswertung der Messergebnisse zu programmieren. Wie wird entschieden, wenn es bereits sehr kalt, aber die CO2-Konzentration zu hoch ist? Für eine zusammenhängende Auswertung können einzelne Calliope mini auch über Funk miteinander kommunizieren.

Messwerte über einen seriellen Monitor ausgeben lassen
Für einen Vergleich über einen Zeitraum können die gemessenen Werte über einen seriellen Monitor ausgeben werden und nach Wunsch verarbeitet werden. Weitere Informationen über die serielle Ausgabe gibt es hier.

Programm Code

Jetzt heißt es lüften, wenn die CO2-Ampel Alarm schlägt!

Lizenziert unter Creative Commons Namensnennung 4.0 International