Umweltdaten messen leicht gemacht: Makey:Lab als Wetterstation

Messen, ohne etwas anzuschließen: Sensorprojekte beginnen häufig mit einer Einkaufsliste: Welchen Sensor brauche ich? Wie wird er angeschlossen? Welche Pins muss ich verwenden? Und welche Bibliothek gehört dazu? Mit Makey:Lab können wir uns das für unser erstes Umweltprojekt sparen. Der Umweltsensor sitzt bereits auf der Platine.

Er erfasst unter anderem Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Luftdruck. Wir müssen die Werte nur noch in unserem Programm abfragen. Damit wird Makey:Lab mit wenigen Blöcken zur kleinen Umweltmessstation.

Das klingt zunächst nach drei unspektakulären Zahlen. Tatsächlich verraten sie erstaunlich viel darüber, was gerade um uns herum passiert.

Drei Werte, die ständig in Bewegung sind

Die Temperatur kennen wir aus Wetterbericht und Thermometer. Interessant wird sie, sobald wir selbst messen. Wie groß ist der Unterschied zwischen Schreibtisch und Fenster? Zwischen drinnen und draußen? Wie schnell verändert sich die Temperatur beim Lüften?

Die relative Luftfeuchtigkeit beschreibt, wie nah die Luft bei der aktuellen Temperatur an der Sättigung mit Wasserdampf ist. Auch sie lässt sich hervorragend beobachten: Beim Lüften kann sie sich verändern, nach dem Duschen steigt sie im Badezimmer kräftig an und auch unsere Atemluft ist warm und feucht.

Der Luftdruck wird in Hektopascal (hPa) angegeben. Seine Veränderungen sind besonders für die Wetterbeobachtung interessant. Steigt oder fällt der Luftdruck über mehrere Stunden, kann das ein Hinweis auf eine Veränderung der Wetterlage sein.

Damit haben wir drei Messgrößen, die wir nicht künstlich für ein Experiment erzeugen müssen. Das Experiment findet ohnehin statt – den ganzen Tag um uns herum.

Unsere erste Umweltmessstation

In der IoT-Werkstatt brauchen wir dafür nur die entsprechenden Sensorwerte und den OLED-Bildschirm des Makey:Lab. In der Schleife lesen wir Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck aus und geben sie auf den drei Textzeilen des Displays aus.

Nach dem Übertragen des Programms erscheinen die ersten Messwerte auf dem Display. Keine zusätzliche Platine, kein Steckbrett und keine Kabel: Alles, was wir für das Experiment brauchen, steckt bereits im Makey:Lab. Und jetzt wird es interessant.

Nehmt Makey:Lab beispielsweise mit nach draußen und vergleicht die Werte mit denen im Zimmer. Stellt ihn ins Badezimmer und schaut einige Zeit nach dem Duschen auf die Luftfeuchtigkeit. Öffnet ein Fenster und beobachtet, wie sich die Messwerte entwickeln.

So wird aus drei Zahlen sehr schnell etwas Greifbares: Eine Veränderung in der realen Welt taucht wenige Augenblicke später in unserem eigenen Programm auf.

Vom Messgerät zum Wetterfrosch

Bislang zeigt Makey:Lab nur an, was seine Sensoren gerade messen. Ein Mikrocontroller kann aber mehr: Er kann Werte speichern, miteinander vergleichen und darauf reagieren. Genau daraus entsteht unser Wetterfrosch.

Statt beispielsweise nur den aktuellen Luftdruck anzuzeigen, merken wir uns einen älteren Messwert. Später messen wir erneut. Ist der Luftdruck gestiegen, gefallen oder ungefähr gleich geblieben? Dasselbe können wir mit der Luftfeuchtigkeit machen.

Aus einzelnen Messwerten werden so Trends. Makey:Lab könnte daraufhin auf seinem Display melden, dass sich das Wetter verändert, eine LED in einer bestimmten Farbe leuchten lassen oder einen Ton ausgeben.

Eine professionelle Wettervorhersage ersetzt das natürlich nicht. Dafür verwenden Wetterdienste Messnetze, Radar- und Satellitendaten sowie aufwendige Wettermodelle. Unser kleiner Wetterfrosch zeigt aber sehr schön, wie aus Sensordaten Informationen entstehen.

Und genau dieses Prinzip steckt hinter unzähligen Mikrocontroller-Projekten: Umwelt erfassen, Daten auswerten und darauf reagieren. Heute ist es der Luftdruck. Beim nächsten Projekt vielleicht Licht, Lautstärke, Bewegung oder Luftqualität.

Weitere Daten, Infos, Inspiration und Projekte gibt es auf unserer Info-Seite zu Makey:Lab und im heise-Shop. (pan)