Challenge 5: Smart City
Moderne Städte verwenden Computertechnik, um Energie zu sparen. Ein gutes Beispiel dafür sind die Strassenlampen: Sie gehen ganz von alleine an, wenn es dunkel wird, und wenn es wieder hell ist, schalten sie sich aus. Dazu braucht man unter anderem Sensoren. Verwandle das Stadtmodell in eine Smart City.
Erklärvideo 1: Dieses Video zeigt dir, wie die Lichtsteuerbox funktioniert und wie du Helligkeits- und Bewegungssensoren anschliessen kannst.
Erklärvideo 2: Dieses Video zeigt dir, wie du die Lichtkontrollbox im Stadtmodell montierst und anschliesst.
Material
- Lichtkontrollbox
- Helligkeitssensor (gelb)
- Bewegungssensor (grün)
- Netzteil für Stromversorgung
- Strassenlampe
- Stadtmodell (für die Anwendung)
«Wie kann eine Strassenbeleuchtung durch eine Computersteuerung energiesparender gemacht werden?»
Überlege dir, wie Strassenlampen eigentlich ein- und ausgeschaltet werden. Steht da jemand an einem Lichtschalter? Notiere dir, was du benötigst, damit eine Lampe „schlau“ gemacht werden kann? Wann soll sie brennen? Wann nicht?
Führe mit den Materialien auf der Liste Experimente durch. Gehe dabei so vor, wie unten beschrieben. Du brauchst dafür das Erklärvideo 1.
- Nehmt die Lichtkontrollbox aus der Kiste. Schaut euch das Erklärvideo 1 (bei den Tipps) an. Darin wird erklärt, wie die Steuerbox funktioniert.
- Nehmt die Lichtkontrollbox in Betrieb. Schliesst eine Strassenlampe und den Helligkeitssensor an die Lichtkontrollbox an (linker Anschluss). Testet, ob die Lampe angeht, wenn es dunkel wird (ihr könnt dazu den Sensor abdecken).
- Experimentiert mit unterschiedlichen Lichtsituationen (sehr hell, mittel, sehr dunkel). Stellt einen sinnvollen Schwellenwert an dem Drehschalter ein. Ab welchem Helligkeitswert soll das Licht brennen/ausgehen?
- Steckt den Helligkeitssensor aus und schliesst den Bewegungssensor an (rechter Anschluss). Experimentiert mit dem Bewegungssensor. Geht die Lampe an, wenn sich etwas bewegt? Welchen Abstand misst der Sensor? Welche Art der Bewegung erkennt er?
- Schliesst nun beide Sensoren an die Steuerbox an. Stellt die Lichtkontrollbox so ein, dass die Lampe nur brennt, wenn es dunkel ist und gleichzeitig Bewegung da ist.
Dokumentiere deine Ergebnisse in kurzen Videos im Natech Journal. Die Ergebnisse braucht ihr für den nächsten Schritt – die Anwendung.
Baut nun die Lichtkontrollbox in ein Stadtviertel ein und steuert die Energie des Stadtviertels auf smarte Weise. Wie das geht, könnt ihr euch im Erklärvideo 2 (Tipps) anschauen. Überlegt euch, wo ihr im Stadtviertel die Sensoren am besten platziert.