Sensebox ist ein DIY-Elektronikbausatz, mit dem man leicht eigene Messgeräte zusammenbauen und programmieren kann. Eine Sensebox besteht – wie der Name schon verrät – aus mehreren Sensoren, die ihre Umwelt „spüren“, d.h. Daten sammeln, die dann von der programmierten Sensebox verarbeitet werden können. Dazu gehören zum Beispiel Temperatur und Luftfeuchtigkeit, aber auch Sensoren, um Luft- und Wasserqualität zu messen. Weil man die Sensebox selbst zusammenbaut und entscheiden kann, welche Daten man genau erheben möchte, bietet dieses Tool einen breiten Anwendungsrahmen in allen naturwissenschaftlichen Fächern.
Mit der Sensebox werden Schüler*innen und Lehrer*innen selbst zu Forscher*innen. Denn die die Sensebox ist ein „Citizen Science Toolkit“ für jede*n. Projektgröße und zeitlicher Aufwand hängen ganz davon ab, was genau man über seine Umwelt erfahren möchte. In Schulprojekten wurde die Sensebox schon dazu eingesetzt, um mit Hilfe von Ballons Daten in der Stratosphäre zu sammeln, oder sie wurde im Meer versenkt, um mehr über die Wasserqualität zu erfahren. Es geht aber auch mehrere Nummern kleiner. Eine Sensebox kann zum Beispiel auch den Verkehr zählen, der jeden Tag auf der Straße vor der Schule vorbeirauscht.
Dauer
- variabel, von 90 Minuten bis zu ganzen Projekttagen
Material
- eine Sensebox pro Schüler*innen-Team (Kosten: 239 €), PC oder Laptop mit Internetverbindung
Klassenstufe
- ab Klasse 5
Kategorie
- Programmieren
Einsatzmöglichkeit
Eine Sensebox bietet eine spielerische Einführung in naturwissenschaftliche Arbeit. Die Schüler*innen arbeiten in kleinen Gruppen von bis zu fünf Personen und überlegen sich gemeinsam eine Forschungsfrage samt Forschungshypothese. Wie lässt sich diese beweisen oder widerlegen? Welche Daten brauche ich dafür? Wie kann ich sie erheben? Mit Hilfe der Sensebox wird das Experiment durchgeführt und am Ende werden die Daten in Bezug auf die Forschungsfrage ausgewertet. Coole Idee, aber klingt super schwer und vor allem zeitaufwendig? Muss es nicht sein. Die Sensebox ist absolut einsteiger*innenfreundlich und auch für Menschen geeignet, die noch nie in ihrem Leben programmiert haben. Das liegt vor allem an der Programmiersprache Blockly, die man sich mehr wie ein Puzzle vorstellen muss denn wie ein komplizierter Code.
Vorbereitung
Bei einem Projekt, dass mit einer Sensebox gemacht wird, arbeiten die Schüler*innen am besten in Gruppen. So können sie gemeinsam Lösungswege finden und kreativ werden – schließlich können sie ihr Messgerät gestalten, wie sie wollen. Außerdem verringert die Teamarbeit die Kosten Projekts. Denn jede Gruppe braucht eine eigene Sensebox. Diese besteht aus einem Mikrocontroller (einem Computer mit Prozessor) und mehreren Sensoren, die per Kabelverbindung an das Mainboard angesteckt werden können. Zu den beiliegenden Sensoren zählen zum Beispiel ein Lichtsensor, ein Temperatursensor und ein Ultraschall-Distanzsensor zur Messung von Entfernungen. Ansonsten braucht jede Gruppe noch Zugang zu einem PC oder Laptop mit Internetverbindung, weil das Programm für das Messgerät auf der Webseite blockly.sensebox.de geschrieben werden muss.
Ablauf
1. Sensoren und Display verbinden
Zuallererst müssen du und deine Schüler*innen natürlich entscheiden, welche Umweltdaten ihr für euer Projekt erheben wollt. Wählt den dazu passenden Sensor aus und verbindet ihn per Kabel mit dem Mikrocontroller der Sensebox. Einfach einstecken, fertig. Das gleiche müsst ihr mit dem Display machen, damit ihr eure Daten auch ablesen könnt.
2. Ein Programm für das Messgerät schreiben
Für den nächsten Schritt könnt ihr eure zusammengebaute Sensebox kurz beiseite legen. Denn nun müsst ihr das Programm schreiben, dass die Daten erheben wird. Geht dafür auf die Webseite blockly.sensebox.de. Gebt eurem Projekt zunächst einen Namen (oben links). Das ist wichtig, damit ihr das Programm, das ihr schreibt, später auch wiederfindet. Das Programmieren selbst geschieht mit vereinfachten Befehlen. In der linken Spalte findet ihr die einzelnen Bestandteile der Sensebox (Display, Sensoren) und die Befehle, die sie ausführen können. Wählt einen aus und zieht ihn per drag and drop in den großen weißen Bereich in der Mitte, den Arbeitstisch. Er erscheint dort als Block, an den man weitere Funktionen anbauen kann. Am rechten Rand des Bildschirms seht ihr den tatsächlichen Code, den eure Blöcke in der Mitte symbolisieren.
3. Die Sensebox lernen lassen
Nun müsst ihr das Programm, das ich gerade geschrieben habt, auf eure Sensebox bekommen. Dafür verbindet ihr sie per USB-Kabel mit dem Laptop oder PC, mit dem ihr gerade gearbeitet habt. Ihr müsst den angeschlossenen Mikrocontroller nun zunächst in den sogenannten „Lernmodus“ versetzen, indem ihr den roten Knopf auf dem Board zwei Mal drückt. Euer selbstgeschriebenes Programm könnt ihr nun mit einem Klick auf den orangefarbenen Button auf der Webseite herunterladen. Es öffnet sich automatisch ein Dialogfenster, das erklärt, wie man das Programm auf den Mikocontroller ziehen kann. Das funkioniert ganz ähnlich, als würde man Daten auf einen USB-Stick verschieben.
4. Teilt eure Daten mit Open Sense Map
Schon während eures Experiments könnt ihr die Daten, die eure Sensebox sammelt, live im Internet mit einer Community teilen. Geht dafür auf opensensemap.org und folgt den Anweisungen. Das ist natürlich optional.
Funktion
Gebt dem Projekt einen Namen.
Hier findet ihr die Blocks – Bestandteile der senseBox und Befehle, die ausgeführt werden können.
Zieht eure Blocks hier in den weißen Bereich.
Hier sieht man den Code, der dahintersteht.
Speichern nicht vergessen!
Ergebnisse
Je nach zeitlichem Umfang variiert die Qualität der Projektergebnisse natürlich sehr stark. Eine Sensebox lässt sich auch schon in einer Doppelstunde so einrichten, dass sie Ergebnisse liefert. Für komplexere und spannendere Forschungsfragen muss aber mehr Zeit eingeplant werden.
