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CO₂-Ampel hilft beim gezielten Lüften

Schülerinnen und Schüler des Albertus-Magnus-Gymnasiums Friesoythe entwickeln ein präzises CO₂-Messgerät für nur 30 Euro. Lüftungsintervalle können dadurch am tatsächlichen Bedarf ausgerichtet werden.

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Tüftler-Team: Betreut von Farina Bunjes und Eike Baran (vorne von rechts) entwickelten (von links) Rebecca Heyens, Jean Marc Heim, Kseniya Bychyuskaya, Tom Wernke und Justus Pöpken gemeinsam mit 4 weiteren Schülern eine eigene CO₂-Ampel. Deren Messergebnisse können auch visuell dargestellt werden. Foto: Stix

Tüftler-Team: Betreut von Farina Bunjes und Eike Baran (vorne von rechts) entwickelten (von links) Rebecca Heyens, Jean Marc Heim, Kseniya Bychyuskaya, Tom Wernke und Justus Pöpken gemeinsam mit 4 weiteren Schülern eine eigene CO₂-Ampel. Deren Messergebnisse können auch visuell dargestellt werden. Foto: Stix

Mit einer selbst gebauten CO₂-Ampel wollen neun Schülerinnen und Schüler des Friesoyther Albertus-Magnus-Gymnasiums die durch Corona bedingten Lüftungsintervalle in den Klassenräumen optimieren. In den Weihnachtsferien haben sie Technik, Software, Webanbindung und Monitordarstellung der Ampel entwickelt und programmiert.

Ausgangspunkt des Projektes war ein von der Universität Osnabrück ausgeschriebener Wettbewerb. „Entwickelt und innoviert eine CO₂-Ampel für Euer Klassenzimmer“ hieß es lapidar auf dem Wettbewerbsflyer. Zur Verfügung gestellt wurden lediglich einige Materialien wie etwa Microcontroller, Sensoren und LED-Leuchten. Alles andere lag bei den Schülern.

Vorgegebener Zeitplan war sehr ambitioniert

"Das hatte nichts mit einem Bausatz zu tun und war alles andere als lapidar", urteilt Informatiklehrer Eike Baran. "Ohne Informatik-Vorkenntnisse schafft man das nicht." Zudem sei der vorgegebene Zeitplan sehr ambitioniert gewesen: Startschuss für das weitgehend in Videokonferenzen durchgeführte Projekt war am 19. Dezember, Abgabe des Präsentationsvideos ist am kommenden Freitag, 8. Januar.

Die Messwerte des CO₂-Sensors werden durch eine Leuchtdiode auf der Plattform dreistufig angezeigt. Bei Grün ist alles ok, bei Gelb sollte man lüften, bei Rot leiden Lern- und Konzentrationsfähigkeit. Neben der eigentlichen Ampel haben die Schüler noch ein Programm gestrickt, das die exakte Konzentration und einen Zeitverlauf am Handy oder am PC-Bildschirm sichtbar macht. "Nur die Ampelfunktion hat uns nicht gereicht", sagt Jean Marc Heim. "Deshalb haben wir auch Anzeige, WLAN-Funktion und eine Datenbank dazu entwickelt."

LED informiert verlässlich über erforderliche Lüftung

Die CO₂-Konzentration in einem Raum gibt einen guten Hinweis auf die mögliche Menge an Corona-Viren im Raum. "Der Mensch atmet das CO₂ aus und daneben eben auch Aerosole, also potenziell auch Coronaviren", erläutert Rebecca Heyens. Und da die CO₂-Konzentration in einem Raum von vielen Faktoren abhänge, sei ein starres Lüftungsintervall nur die zweitbeste Lösung. Über die LED des Gerätes, über einen optionalen Piepton oder eben über die Bildschirmanzeige habe man nun einen verlässlichen Hinweis darauf, wann man lüften sollte.

Wie sich die CO₂-Konzentration in einem Klassenraum verändert, kann man anhand der übertragenen Daten sehen. In einem Klassenraum mit nur acht Personen beispielsweise steigt der CO₂-Wert innerhalb von 30 Minuten von 583 auf 864 ppm (Parts per Million = CO₂-Anteil in der Luft) und damit nahe an den gelben Bereich heran. „Bei voller Klassenstärke geht das deutlich schneller nach oben“, betont Chemielehrerin Farina Bunjes, die das Projekt gemeinsam mit Baran betreut. Im benachbarten leeren Klassenraum etwa verharrt der Wert bei rund 540 ppm.

Günstig: Die Bauteile der Ampel kosten rund 30 Euro. Foto: StixGünstig: Die Bauteile der Ampel kosten rund 30 Euro. Foto: Stix

In einem nächsten Schritt wollen die Schüler über einen 3D-Drucker ein Gehäuse bauen und den Stromverbrauch so minimieren, dass das Gerät eine Woche lang mit Batterie betrieben werden kann. Ziel der Gruppe ist es außerdem, alle Klassenräume des AMG mit ihrer CO₂-Ampel auszustatten. "Das sollte bei rund 30 Euro Materialkosten eigentlich machbar sein", sagt Baran. Kommerzielle Ampeln kosten eher 200 bis 250 Euro.

Ob die Schüler mit ihrer Entwicklung in dem Wettbewerb bestehen können, zeigt sich am kommenden Samstag. Dann vergibt die Jury in einer virtuellen Abschlussveranstaltung die Preise.

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