Spürnase Calliope mini

Spürnase Calliope mini

Wäre es nicht cool, wenn dein Calliope mini riechen könnte?

Mittel

30 Min

ab 8 Jahren

1Was du brauchst
2Story

Am Anfang stand kein schönes Thema: ein Kind in der Klasse meiner jüngeren Tochter hat behauptet, XY würde stinken. Immer wieder ein tolles Thema, was wohl in keiner Klasse ausgelassen wird...

Aber man kann ja aus jedem Thema was machen und es pädagogisch aufgreifen, nicht wahr? Wie funktioniert eigentlich riechen? Warum sagt man "die kann ich nicht riechen"? Was kann man eigentlich riechen und was nicht? Und was riecht eigentlich gut und was nicht? Und geht da nicht was mit Calliope Mini?!

3Der Sensor

Am Anfang steht also die Frage: gibt es da Sensoren (ja, viele) und gleich danach die Frage: gibt es da auch schon 3.3V Sensoren, damit es hübsch einfach wird?

SeedStudio da doch tatsächlich schon seit 2 Jahren einen 3.3 und 5V Sensor mit Grove Anschluss: wie passend! (Haha!) Den "Air Quality Sensor 1.3".

Der Sensor ist ein Winsen MP503 und er misst die folgenden volatile organic compounds (VOCs): Kohlenmonoxid, Alkohol, Aceton, Verdünner, Formaldehyd und andere schwach giftige Gase.

Wenn Ihr andere Sensoren für 3.3V findet, bitte in den Kommentaren hinterlassen. Ich suche auch noch nach einer "Grundschüler-Sicheren" Methode, um 5V Sensoren am Calliope Mini zu betreiben.

Am Anfang stand ich etwas auf dem Schlauch, was den Anschluss des Sensors an Calliope Mini anging: ich erwartete I2C oder SPI und fragte mich, ob es wohl schwierig wird, den Sensor zu initialisieren. Der Steini hat mir dann geholfen, mein Gehirn auf Betriebstemperatur (passt zum Thema, siehe unten) zu bringen und dann ging alles ganz einfach und ganz schnell. Es ist ganz, ganz einfach:

Alles, was man braucht, steht auf dieser SeeedStudio Wiki Seite: http://wiki.seeedstudio.com/Grove-Air_Quality_Sensor_v1.3/
Hier findet man im C Code noch ein paar Details: https://github.com/Seeed-Studio/Grove_Air_quality_Sensor

Der Sensor hat tatsächlich nur einen Pin, der analog ausgelesen wird. Man nutzt auf Calliope mini den rechten Gove Anschluss und liesst dann Pin C16 analog aus. Am Anfang sollte man 20 Sekunden warten, weil der Sensor aufgewärmt werden muss, um seine Betriebstemperatur zu erreichen.

Weiterhin gibt es (vereinfacht gesagt) bestimmte Schwellwerte, die etwas über die gemessene Luftqualität aussagen:

  • ein Wert unter 10 oder über 850 heisst Sensor-Fehler (im Code steht 800, aber wir haben 808 bei 70% Alkohol gemessen)
  • ein Wert von unter 200 heisst niedrige Belastung (kann man ggf. auf 100 reduzieren, siehe unten)
  • ein Wert ab 400 kann als hohe Belastung bezeichnet werden
  • ein Wert höher als 700 heisst sehr hohe Belastung

Tatsächlich arbeitet der original C-Code mit zwei Messwerten und deren Abstand, das ist dann für Fortgeschrittene, so wie unten geht alles schneller.

4Das Programm

Tochter 2 hatte die Idee, die Calliope Mini LED nach "riecht viel" und "riecht wenig" in unterschiedlichen Farben leuchten zu lassen. (Bitte beachten, dass der Sensor eigentlich nur verschiedene Formen von "giftig" messen kann, und eben überhaupt nicht "gut" oder "stinkt", sondern nur "viel" oder "wenig").
Dann haben wir das schnell gecoded. (Version 1 noch ohne Aufheizphase, es wird einfach der Wert angezeigt und die LED-Farbe gesetzt).

5Messungen

Und dann haben wir eine erste Messreihe gemacht (Protokoll Tochter 1):

  • Außenluft: 31
  • Innenluft: 34-50
  • Haare: 55-60
  • Bier: 315
  • 70%-iger Alkohol: 808

Als nächstes suchten wir uns ein paar blühende Blumen und schauten, ob Calliope Mini das riechen kann. Das war nicht so einfach, weil im September natürlich nicht mehr alles in voller Blüte steht.
Wir haben aber die beiden "am meisten riechenden" Blüten genommen und für ein paar Minuten in Becher gesteckt, die einen Deckel mit Strohhalm-Öffnung haben: genau passend für den Sensor.

Die Idee dabei war, dass sich in den Bechern der Duft etwas "aufstauen" kann, und so leichter zu messen ist. Einen Becher haben wir leer gelassen, zur Kontrolle.

Ergebnis

  • leerer Becher: 40-42
  • Becher mit Blumen: 50-51 nach 10 Minuten
  • bis zu 130 des Schmetterlingsbuschs nach einer Stunde im Becher.

q.e.d.

Erweiterungsmaterial:

Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektronische_Nase

Dieser Text wurde im Original mit einer CC0 1.0 Universal license. Das Original wurde auf Deutsch von HHF veröffentlicht.

Die fertige Datei findest du unten.

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