Makey:Lab - Umwelt-Experimente für Anfänger

Inhaltsverzeichnis

Den Dingen auf den Grund gehen, statt nur an der Oberfläche zu kratzen. Die Zukunft nachhaltig mitgestalten, statt nur hinterherzulaufen. Entdecke, wie moderne Technologien die Welt der Wirtschaft revolutionieren und neue, spannende Möglichkeiten schaffen. Mit ChatGPT und dem Internet der Dinge kann eine einzige Person mit einer coolen Idee ganz allein viel bewegen. Lass Deiner Kreativität freien Lauf. Makey:Lab hilft Dir dabei!

Mit dem Makey:Lab erforschst Du deine Umwelt, verstehst Zusammenhänge und aktuelle Technologien, kannst mitreden und aktiv eingreifen. Mit unserer Plattform entdeckst Du eigenständig die faszinierende Welt von MINT, Making und Mikrocontrollern – und das auf spielerische Art und Weise, ohne Lehrer, ohne Kontrolle. Dank einer kinderleichten grafischen Programmiersprache hast Du schnell erste Erfolge und baust Wetterstationen, misst die Qualität der Raumluft im Zimmer, interagierst mit den Sensoren mit Gesten und Farben. Du baust eine künstliche Nase, die Gerüche unterscheiden und melden kann. Mit der WLAN-Funktion kannst Du Daten ins Internet oder an dein Smartphone senden und dir so dein Internet of Things bauen oder Geräte daheim steuern. Wir zeigen Dir, wie Elektronik funktioniert und wie Du das Internet mit den Dingen Deiner Umwelt verbinden kannst.

Die Kooperationspartner

Der Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier ist ein starker Partner und Ideengeber im Makey:Lab. Die zur internationalen Top 10 im Green Metric Ranking gehörende Hochschule integriert die Themen Umwelt, Nachhaltigkeit und Inovation in alle MINT Studiengänge. So bilden Maker-Ideen der IoT-Werkstatt den Kristalisationspunkt für viele erfolgreiche Industrie- und Forschungsprojekte rund um das Thema Informatik und KI. Nicht zuletzt dadurch ist der Campus ein Hotspot für Macher und Zukunftsgestalter geworden und inzwischen zur drittmittelstärksten Hochschule in Rheinland-Pfalz aufgestiegen. Seit der Initialzündung beim IT-Gipfel 2016 der Bundesregierung tüfteln Campus Professor Klaus-Uwe Gollmer und der Maker Guido Burger mit der IoT-Werkstatt an einem weltweit einzigartigen Konzept, mit dem sich Innovationen rund um das Internet der Dinge und des Denkens schon aus der Schule heraus fast spielerisch einfach realisieren lassen. Über 100 erfolgreich begleitete Hackathon-Ideen sprechen für sich und lassen mit Makey:Lab einen bundesweiten Innovations-Tsunami erhoffen.

Das deutsche Make-Magazin versteht sich seit 10 Jahren als zentrale Plattform und Inspirationsquelle in der Maker-Szene. Es kombiniert fundierte Berichterstattung mit praxisnahen Tutorials, Projektanleitungen und Erfolgsgeschichten, die Macher, Bastler und Technikbegeisterte gleichermaßen ansprechen. Seine Inhalte spielen eine Schlüsselrolle im Konzept von Make Education, indem sie Lernen lebendig und greifbar machen. Das Magazin vermittelt nicht nur theoretisches Wissen, sondern zeigt anhand konkreter DIY-Projekte, wie technologische Ideen und Innovationen im Alltag umgesetzt werden können. So wird es zum Bindeglied zwischen klassischem Unterricht und der praktischen Anwendung von MINT-Kompetenzen. Es inspiriert dazu, technische Herausforderungen eigenständig anzugehen, fördert interdisziplinäres Denken und bereitet die nächste Generation von Machern und Innovatoren optimal auf die Zukunft vor.

Das Beste daran: Du lernst nebenbei autodidaktisch wertvolle Skills für die Zukunft, ohne dass es sich wie trockener Unterricht anfühlt. Du lernst Programmieren, um sinnvolle Aufgabe zu erledigen und nicht, um des Programmieren willen. Mit dem Makey:Lab erlebst Du, wie faszinierend es sein kann, eigene Projekte zu verwirklichen und sich praktische Fähigkeiten anzueignen. Making ist weit mehr als nur ein Hobby – es ist der Schlüssel, um Lösungen für Probleme umzusetzen und vom theoretischen ins praktische, vom Reden ins Handeln zu kommen. Und was Du selbst gebaut hast, das verstehst Du auch. Durch Making entwickelst Du nicht nur technische, sondern auch wichtige praktische Fähigkeiten, die Dir in vielen Lebensbereichen zugutekommen.

Unsere anschaulichen Beispiele weisen Dir den Weg von Schule oder Hobby bis zum professionellen Einsatz im Studium oder im späteren Arbeitsumfeld. Mit dem Makey:Lab kannst Du im eigenen Tempo, ohne Druck und ohne unmittelbare pädagogische Einwirkung alleine arbeiten, Du darfst Fehler machen, Du darfst ausprobieren und alternative Lösungen finden

Die Makey:Lab-Plattform ist ein Gemeinschaftsprojekt des Make-Magazins und der IoT-Werkstatt des Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier. Es setzt auf erprobte Komponenten der weltweiten Maker-Community und steht auf 4 Säulen:

• Hardware
• Software
• Playbooks/Anleitungen
• Online/Community

Die Hardware

Makey:Lab beruht auf dem erprobten Octopus der IoT-Werkstatt, ist aber bereits mit Sensoren und LEDs vorbestückt. Die Trägerplatine im Makey-Formfaktor nimmt einen leistungsfähigen Mikrocontroller (Wemos ESP32) mit WLAN-Fähigkeiten und ein OLED-Display mit 128x64 Pixel auf.

Über Erweiterungsanschlüsse lassen sich zusätzliche Sensoren, Anzeigen und Komponenten mit dem Makey:Lab verbinden. Über den Dreh-Drück-Button kann man mit einem Bedienmenü auf dem Display interagieren.

Die Software

Unsere grafische Software sorgt dafür, dass Du dich ganz auf Deine kreativen Ideen fokussieren kannst. Unser Geheimnis ist Low-Code, d.h. keine komplizierte Syntax verleidet Dir den Spaß am algorithmischen Denken. Mit unseren grafischen Superblöcken öffnest Du das Tor zu spannenden Geschichten und industriell relevanten Technologien. Die Oberfläche (ArduBlock) stammt aus der Arduino-Welt, die weltweit Millionen von Makern einsetzen. Da Arduino mittlerweile auch von großen Unternehmen für Projekte eingesetzt wird, kannst Du dein Wissen also später auch beruflich einsetzen.

Mit den vorgefertigten Superblöcken baut man sich die Funktion seines Programms per Drag & Drop zusammen. In der Oberfläche gibt es Blöcke für Programmstrukturen wie Schleifen und Verzweigungen und für Sensoren, Display, Internetfunktionen und vieles mehr.

Um etwa mit dem Sensor die Lüftgüte zu messen, platziert man einen Umwelt-Block in sein Programm. Je nach ermitteltem Wert strahlen die LEDs (Neopixel) in unterschiedlichen Farben. Da die Superblöcke alle wichtigen Funktionen zum Abfragen der Sensoren und Ansteuern der LEDs übernehmen, muss man kein Expertenwissen zu den einzelnen Bauteilen mitbringen. Aus den grafischen Blöcken erzeugt die Oberfläche das Programm und lädt es per USB auf das Makey:Lab.

Das Playbook

Mit unserer Anleitung baust Du verschiedene Projekte nach und überlegst alternative Lösungen. Grundlage der einzelnen Kapitel sind alltagsnahe Geschichten, beispielsweise warum man bei schlechter Luft so müde wird und wie man computer-überwacht richtig lüftet. Das Begleitbuch führt dich Schritt für Schritt in die Bedienung des Makey:Lab ein und wie Du damit Projekte umsetzt. Du lernst, wie man ein Problem in kleine Schritte aufteilt und die Einzellösungen von der Konzeption in einen Algorithmus transferiert und von dort in Software gießt.

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Playbook (3 Bilder)

Du erfährst Details über deine Umwelt, wie man sie vermessen und Werte anzeigen kann. Das Makey:Lab hilft dir bei der Interpretation und dem Sammeln von Daten, damit Du beispielsweise weißt, wann und wie lange man Lüften muss. Ein Beispiel für ein Kapitel rund um Sensoren, Luftgüte und richtiges Lüften mit Makey:Lab findest Du hier: German Lüften.

Die Community

In unseren Online-Foren tauscht Du dich mit anderen Makern aus und zeigst deine Projekte, Lösungen und Ideen. Du inspirierst andere und lässt dich von den Projekten anderer inspirieren. Du hilfst anderen mit Tipps und Ratschlägen und bekommst im Gegenzug Unterstützung bei deinen Ideen.

Alleinstellungsmerkmale

MINT-Kits, -Boards, -Plattformen und -Software gibt es viele, warum sollte man Makey:Lab nutzen? Makey:Lab beruht auf einer erprobten, in Deutschland entwickelten Platine, die sich vielen Hackathons und zahlreichen Einsteigerseminaren am Umwelt-Campus der Hochschule Trier bewährt hat. Makey:Lab bringt bereits fest verbaute Sensoren mit und funktioniert sofort. Dank WLAN kann es mit anderen Geräten im Smart Home kommunizieren und beispielsweise beim Energiersparen helfen, in dem es den Verbrauch von Geräten analysisiert und automatisch Geräte schaltet.

Die Programmiersoftware ist grafisch, die Superblöcke enthalten alle nötigen Funktionen, um mit Sensoren zu kommunizieren. Statt sich mit Datenaustausch-Protokollen wie I2C und SPI beschäftigen zu müssen, genügt es, einfach per Block einen Temperatur- und Luftdruckwert anzufordern. Damit kann man sich auf die eigentliche Umsetzung der Idee oder der Lösung eines Problems konzentrieren, ohne sich mit den technischen Untiefen von integrierten Schaltkreisen aufhalten zu müssen.

Bei Makey:Lab dreht sich vieles um Umwelt und Nachhaltigkeit. Der Umwelt-Campus Birkenfeld (UCB) wurde 2024 erneut zu Deutschlands nachhaltigstem Hochschulstandort Deutschlands gewählt. Auch international erreicht der UCB einen Spitzenplatz und unterstreicht einmal mehr seine Vorreiterrolle im Bereich Nachhaltigkeit und Umweltbewusstsein.

Diese Kompetenz fließt auch in das Playbook, die Experimente und die Projekte ein. Statt aber nur den Aufbau zu zeigen und die Funktion zu erklären, bettet das Playbook alles in Geschichten ein. Ursache, Wirkung, Interpretation: Ihr lernt Zusammenhänge zu verstehen und die richtigen Fragen zu stellen.

Neue Skills

Making als Verbindung von Theorie und Praxis verändert dein Mindset und deine Herangehensweise an Probleme allgemein, sei es in der Schule oder beruflich, privat oder gesellschaftlich. In einer Welt, die immer digitaler wird, sind handwerkliche Fähigkeiten zudem von unschätzbarem Wert. Sie ermöglichen es Dir, eigene Ideen umzusetzen, kreativ zu werden und Lösungen zu finden - und trotzdem in der digitalen Wertl verankert zu sein.

Und: Du bereitest dich auf die kommende KI-Revolution vor: Während Künstliche Intelligenz viele Aufgaben übernehmen kann, sind kreative und handwerkliche Tätigkeiten die Bereiche, in denen der Mensch unersetzlich bleibt. Trotzdem lernst Du mit KI umzugehen, sie zu trainieren und in eigenen Projekten einzusetzen. Wir zeigen Dir, wie Elektronik funktioniert und wie Du das Internet mit den Dingen Deiner Umwelt verbinden kannst.

Für wen ist Makey:Lab?

Du hast Lust auf neue Themen und möchtest endlich loslegen? Du willst verstehen, wie die Welt funktioniert und Dinge selber ausprobieren? Du liebst schnelle Erfolge und möchtest Deine Ideen direkt umsetzen? Du möchtest Dich in MINT-Themen einarbeiten oder aufs Studium vorbereiten? Dann ist Makey:Lab die richtige Plattform für dich

Ausblick

Die Playbooks (Begleithefte) drehen sich um den Einsatz der Sensoren, um die Umwelt zu erforschen. Im ersten Heft geht es um Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte und Luftqualität. Beispiel: Wusstest Du, dass ein feuchter Raum durch Lüften zur falschen Zeit noch feuchter werden kann und Schimmelgefahr besteht? Mit Makey:Lab misst und berechnest Du den Taupunkt für Innenräume und vergleichst ihn mit dem Taupunkt offizieller Wetterstationen in deiner Nähe, um zu erkennen, wann der richtige Zeitpunkt fürs Lüften ist. Makey:Lab informiert dein Smartphone darüber. In einem weiteren Playbook trainieren wir eine KI mit Werten aus dem VOC. und dem Farbsensor, um Obst zu erkennen.

Und das ganze lässt sich dank WLAN und IoT-Funktionen beliebig mit weiteren Komponenten aus dem Maker-Universum kombineren. Makey-Lab steuert etwa auch WLAN-Steckdosen von Shelly, sodass man abhängig von den Sensordaten Geräte ein- und ausschalten kann, etwa Lüfter, Heizlüfter, Lampen, Waschmaschine usw. Makey:Labs Einsatzmöglichkeiten sind fast ungebrenzt.

(dab)