Studierende bauen CO2-Ampel

Formuliertes Projektziel zum modulübergreifenden Themenschwerpunkt „Mikrocontroller“ war der Bau einer sogenannten CO2-Ampel, da regelmäßiges Lüften – gerade in Zeiten von Corona – wichtig ist. Studierende des Bachelorstudiengangs Ingenieurinformatik bearbeiteten zu diesem Zweck drei klar definierte Einzelprojekte, welche sie zum Abschluss des Wintersemesters 2020 / 2021 mit dem Bau der Ampel erfolgreich zusammenführten. „Es ist klasse zu sehen, wie aus den Erkenntnissen und der Zusammenführung dreier studentischer Projektarbeiten jetzt ein Ergebnis mit Aktualitätsbezug und Perspektive entstanden ist“, freut sich Projektleiter Prof. Thomas Hesse, Lehrender im Bereich Elektronik des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften und Mathematik (IuM).

„Die CO2-Konzentration in geschlossenen Räumen korrespondiert mit der Aerosol-Konzentration und ist damit Hauptindikator dafür, wann die nächste Frischluftzufuhr notwendig ist“, erklärt Hesse. Um diesen Wert zu ermitteln, biete sich ein hochintegrierter Mess-Chip an, der exakte Werte liefere und dabei nicht größer sei als ein Fingernagel. „Die Mess-Chips messen neben der CO2-Konzentration auch die relative Luftfeuchtigkeit sowie die Temperatur. Auch diese Parameter werden durch die erstellte Anordnung erfasst und auf einem Display angezeigt“, so Hesse weiter. Um die Projekte praktisch durchführen zu können, bekamen die Studierenden die notwendige Hardware von Prof. Hesse zu Semesterbeginn am Haupteingang der FH Bielefeld übergeben. Dazu zählte je ein Mikrocontroller-Board sowie ein Mess-Chip samt Beschaltung und Display.

Der modulare Aufbau in Einzelprojekte ermöglichte die zunächst getrennt voneinander stattfindende Bearbeitung von zu Hause aus. „Besonders motivierend war es, ein Projekt durchzuführen, dass Bezug zur aktuellen Situation hat“, findet Student Niklas Theis, der für das Hauptprogramm sowie die Ansteuerung von Display und LED-Ampel zuständig war. Angesteuert durch einen Mikrocontroller, der das Herz der CO2-Ampel darstelle, würden die Messdaten dort zyklisch verarbeitet und aufbereitet. Auf einem Display seien die gemessenen Werte abzulesen. Sei der CO2-Wert zu hoch, zeige eine LED-Ampel an, dass gelüftet werden muss. Kommilitone Marvin Thümmler dazu: "Es ist interessant zu sehen, wie sich die CO2-Konzentration im Laufe des Tages verändert.“ Er erstellte die Treiber-Software für den Mess-Chip. „Durch die Zusammenführung unserer Projekte mussten wir uns engmaschig austauschen, denn jeder war Experte in seinem Bereich. Bei der Zusammenführung entstandene Fehler konnten wir deshalb nur in Teamarbeit lösen. Das war eine wichtige Erfahrung“, resümiert Tobias Kaps, der die digitale Schnittstelle zwischen Mikrocontroller und Mess-Chip umsetzte. 

„Eine erste Erweiterung der CO2-Ampel wird im Rahmen einer neuen Projektarbeit im laufenden Sommersemester bearbeitet“, berichtet Hesse. Das Ergebnis der Projektarbeiten soll zu Beginn des bisher noch unbekannten Zeitpunktes eines Präsenzbetriebes im Elektroniklabor eingesetzt werden, um neben dem bestehenden Hygienekonzept für zusätzliche Sicherheit zu sorgen. (th)