Arduino-AG am Berufskolleg Lübbecke baute C02-Messgerät für Wetterballon

Mit dem Arduino Richtung All

Gelungene Kooperation zweier Schulen im Kreis Minden-Lübbecke: Die Arduino-AG des Berufskollegs Lübbecke baute ein CO2-Messgerät für den Wetterballon des Ratsgymnasiums in Minden. Mit diesem Heliumballon kann man nicht fahren, sondern der MINT-Differenzierungskurs (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) der 9. Klasse am Mindener Ratsgymnasium setzte ihn zur CO2- und UV-Strahlungsmessung ein, um die Klimaerwärmung und die Ozonbelastung zu bestimmen. Gesponsert wurde das Projekt durch die Maßnahme „Wir stärken Mädchen“ der Deutschen Kinder- und Jugendstiftung.

Kurz nach den Sommerferien erhielt die Arduino-AG des Beruflichen Gymnasiums für Wirtschaft und Verwaltung am Berufskolleg Lübbecke vom Mindener Ratsgymnasium den Auftrag, für den geplanten Wetterballonstart ein CO2-Mess- und Datenloggersystem (hier eine SD-Karte zur Datenaufzeichnung) zu programmieren. Gerne nahm die Arduino-AG diese Herausforderung an, da sie schon Erfahrung mit dem Messen des CO2-Gehalts gesammelt hatte. Neben der eigentlichen Programmierung des Messvorgangs waren Zeitverluste der Logger-Uhr und eingefrorene Batterien nur einige der Probleme, die gelöst werden mussten. Der Wirtschaftsgymnasiast Arthur Dittenbier fand es spannend „an der Programmierung des Arduino mitwirken zu können und die einzelnen Sensoren und Bauteile mit dem Arduino zu verbinden. Auch die Arbeitsatmosphäre, bei der der Arduino programmiert worden ist, war angenehm und man konnte erfolgreich im Team zusammenarbeiten.“

Zum Ballonstart fanden sich sowohl die Programmiergruppe um Klaus-Dieter Nienstedt vom Berufskolleg Lübbecke als auch die Neuntklässler aus dem MINT-Differenzierungskurs vom Ratsgymnasium zusammen mit ihren Lehrern Ole Fischer und Lars Böker vor dem Preußenmuseum in Minden ein. Mit bangen Augen verfolgten alle, wie der Ballon mitsamt Fallschirm, GPS-Tracker, Sensorbox und einer Kamera in den Himmel hinaufstieg. Stürzt das Programm ab, friert die Batterie ein, hält die Schaltung die Landung aus? Gespannt verfolgte das Team den Wetterballon mit dem Auto. Dank der Kamera konnten alle miterleben, wie sich in ca. 40.000 Metern Höhe das Ballongas ausdehnte und den Ballon zum Platzen brachte.

Die Spannung ließ erst einige Stunden später nach, als der Fallschirm samt Sensorbox in einem 25 Meter hohen Baum in der Nähe von Hofgeismar bei Kassel landete.

Glücklicherweise waren Waldarbeiter zur Stelle, die bei der Bergung des Fallschirms halfen. Die Auswertung der Sensorbox verdeutlichte, dass der Arduino-Controller den Ausflug in die Stratosphäre auf 40.000 Meter Höhe gut überstanden hatte. System, Karte und Daten funktionierten einwandfrei. Die Messdaten zeigten minutengenau, dass der CO2-Gehalt konstant bei 403 ppm (parts per million) blieb, während der Luftdruck von 1.024 Hektopascal auf fast 5 Hektopascal abfiel. Eigentlich sollte der CO2-Gehalt mit der Höhe abnehmen, so die ursprüngliche Annahme aller Beteiligten, aber u.a. durch Wind werden die Stoffe durchmischt und sind daher auch in großer Höhe noch im gleichen Verhältnis. Das ist Wissenschaft!

Philip Plet aus dem Wirtschaftsgymnasium bilanzierte: „Insgesamt war die Fahrt mit dem Wetterballon ein voller Erfolg! Wir konnten mit unserem Arduino Daten wie Temperatur und Luftdruck erfolgreich messen und auch erfolgreich speichern. So hat sich dann auch die wochenlange Arbeit mit der Arduino-AG bezahlt gemacht und wir konnten unser erstes Projekt erfolgreich abschließen.“ Auch die Lehrkräfte Ole Fischer und Lars Böker vom Ratsgymnasium zeigten sich überzeugt vom Arduino-Einsatz und planen, auch im nächsten Jahr wieder eine Messsonde mit Unterstützung vom Berufskolleg Lübbecke loszuschicken.

Infobox:

Der Arduino ist ein kleiner Mikrocomputer, der für Jugendliche ab 14 Jahren geeignet ist, die eine professionelle Programmiersprache (C++ bzw. Java) erlernen möchten.