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So funktioniert die Smart City!

Dritte Auflage des gleichnamigen Kurses im Rutesheimer Sommerferienprogramm.

Zum dritten Mal hat der CDU-Stadtverband im Rahmen des Rutesheimer Sommerferienprogramms Kinder und Jugendliche zum Programmierkurs „So funktioniert die Smart City“ eingeladen. Sechs Kinder und Jugendliche sind der Einladung gefolgt und haben in dem eintägigen Kurs Grundlagen der Programmierung von Microcontrollern und des Internet of Things (IoT) gelernt.

Stadtrat Ralph Lange hatte dazu für jeden Teilnehmer einen Mikrocontroller mit kleiner Experimentierplatine und verschiedenen Sensoren und weiteren Elektronikkomponenten vorbereitet. In den ersten Stunden lernten die Kinder und Jugendlichen die Ansteuerung der verschiedenen Ein- und Ausgänge des Microcontrollers und die Verwendung des Displays. Beispielsweise mussten sie in einer Pair-Programming-Aufgabe eine virtuelle Kugel über das Display rollen lassen, die an den Rändern wie eine Billiardkugel abprallt.

Nach dem Mittagessen (Döner oder Leberkäswecken) arbeiteten sich die Kinder und Jugendlichen zu zweit in einen von drei Umweltsensoren ein: Ultraschallabstandsmesser, Temperaturfühler und Feuchtigkeitssensoren. Sie lernten „ihren“ Sensor elektronisch korrekt anzuschließen und digital auszulesen, lasen sich in das Datenblatt ein und versuchten das physikalische Messprinzip zu verstehen. Anschließend stellte jedes Team das Gelernte den anderen Teilnehmern vor. Dazu gehörte auch, Ideen für die Verwendung der Sensoren in der Smart City (oder Smart Town) zu entwickeln: Fernüberwachung von städtischen Blumenbeeten, Parkplatzanzeige, Frostwarner, etc.

In der nächsten Einheit lernten die Kinder und Jugendlichen Grundlagen zur Übertragung und Weiterverarbeitung der Sensordaten in der Cloud. Mit einem kostenlosen Cloud-Dienst gelang es jedem Teilnehmer, die Messwerte seines Sensors auf dem Smartphone bzw. Laptop als Diagramm zu visualisieren.

Neu gegenüber den letzten beiden Jahren war eine Einheit zu HTML und Javascript. Damit konnten die Teilnehmer auf ihrem Microcontroller einen kleinen Webserver einrichten, sodass sie die Messwerte auch ohne Clouddienst über den Browser ihres Smartphones oder Laptops abfragen konnten. Da der verwendete Microcontroller sogar als WLAN-Access-Point konfiguriert werden kann, ist dieser Betrieb ohne weiteren WLAN-Router möglich, z.B. im Schrebergärtchen oder auf einem Modellauto.

Ralph Lange gab in der letzten Stunde noch eine kurze Einführung in LoRaWAN. Das steht für „Long Range Wide Area Network“ und bezeichnet einen Funkstandard zur Übertragung kleiner Datenpakete über große Distanzen. Daher ist LoRaWAN besonders für IoT-Sensoren geeignet. Da der im Kurs verwendete Mikrocontroller auch eine LoRaWAN-Schnittstelle bietet, konnten die Kinder und Jugendlichen diese sofort ausprobieren.  Zum Abschluss des Kurses programmierte jeder seinen Mikrocontroller so, dass dieser den eigenen Namen als LoRaWAN-Nachricht versandte. Anschließend sahen die Teilnehmer auf die verschiedenen Displays, wann ihre Nachrichten von den Microcontrollern der anderen Teilnehmer empfangen wurden. Zwei der Teilnehmer haben sich gleich verabredet um noch am Abend auszuprobieren, wie weit ihre Microcontroller mit LoRaWAN in der Stadt funken können.

Wir danken der Stadtverwaltung herzlich für die Gesamtorganisation des Sommerferienprogramms und für die Bereitstellung des Sitzungssaals für diesen Kurs. Großer Dank geht auch an Elias Lange, der maßgeblich bei der Vorbereitung der Microcontroller-Hardware und bei der Durchführung des Tages unterstützt hat.

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