Arduinotutorials, -experimente und -projekte in den Naturwissenschaften
Die hier veröffentlichen Anleitungen (Tutorials) gehen von den einfachsten Grundlagen der Elektronik und des Aubaus von Experimentierschaltungen über einfache Programmierung bis hin zu komplexeren Programmen. Die Teile bauen beim Verständnis der Komponenten im Prinzip aufeinenader auf, sind aber in sich selbst abgeschlossen.
Grundlagen
1. Das Steckbrett (Breadboard)
2. Steckbrett: Schaltplan und Steckbrett-Aufbau
4. Arduino-Projekt: Blinkschaltung
Projekte und Experimente
5. Arduino-Projekt: Temperaturmessung mit analogem Temperatursensor
6. Experiment Verdunstungskälte
8. Arduino-Projekt: Glättung von Messreihen
9. Arduino-Projekt: Helligkeitsmessung mit Fotowiderstand
10. Arduino-Projekt: Temperaturmessung mit digitalem IC DS18B20
11. Arduino-Projekt: CO2-Messung mit dem Sensor MHZ19B
12. Arduino-Projekt: Luftdruck mit BMP280-Sensor messen
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7. Experiment Albedo
Als Albedo wird das Maß für das Rückstrahlvermögen von Oberflächen beschrieben. Es spielt u. a. in der Glaziologie (Gletscherkunde) eine wichtige Rolle. Helle Oberflächen haben eine größere Albedo als dunkle Oberflächen. Das kann mit einem Experiment nachgewiesen werden, das sich des in "5. Arduino-Projekt: Temperaturmessung mit analogem Temperatursensor" vorgestellten Aufbaus und Programms bedient.
1. Platziere Arduino und Steckbrett mit Sensor auf weißem Grund und halte möglichst nahe eine Wärmequelle, z. B. Glüh- oder Halogenlampe und halte den Temperaturverlauf mit dem seriellen Monitor fest und kopiere zum Schluss die Daten in ein Tabellenkalkulationsarbeitsblatt.
2. Wiederhole die Messung mit einem schwarzen Untergrund. Idealerweise sollte auch das weiße Steckbrett bis auf eine Sensoröffnung mit schwarzem Papier abgedeckt werden. Zuvor allerdings muss die gesamte Schaltung samt Steckbrett wieder auf die Zimmertemperatur zurückgegangen sein.
3. Die Messreihen können nun mit Hilfe einer Tabellenkalkulation miteinander verglichen und als Liniengrafiken angezeigt werden.
6. Experiment Verdunstungskälte
Bei der Verdunstung von Flüssigkeiten (z. B. Wasser) entsteht Kälte. Das kann mit der in "5. Arduino-Projekt: Temperaturmessung mit analogem Temperatursensor" vorgestellten Schaltung experimentell überprüft werden.
1. Ein Wattebausch wird mit Alkohol getränkt, da Alkohol bei Zimmertemperatur viel schneller als z. B. Wasser verdunstet.
2. Den Wattebausch mit einem Stück Klarsichtfolie als Isolierung an den Temperatursensor der Schaltung geben und den seriellen Plotter oder den seriellen Monitor starten. Nicht vergessen, die Klarsichtfolie oben zu öffnen, damit die Verdunstung schneller vor sich geht.
Jetzt heißt es ein bisschen Geduld aufzubringen und die Temperaturverläufe zu beobachten.
Nach einiger Zeit (10 - 20 Minuten) zeigen sich um 2 - 3 Grad niedrigere Temperaturen:
