1. Einheit: Pflanzen, Ökosysteme und Klimawandel
2. Einheit: Pflanzenpass
3. Einheit: Automatische Bewässerungsanlage programmieren
Pflanzen sind für unser Ökosystem unverzichtbar.
Die Schüler*innen recherchieren zur Rolle von Pflanzen im Ökosystem und programmieren mit dem Mikrocontroller mirco:bit eine automatische Bewässerungsanlage mit Feuchtigkeitsmesser und Wasserpumpe.
Dieses Projekt bezieht sich auf das globale Nachhaltigkeitsziel 13 (Maßnahmen zum Klimaschutz).
Die Schüler*innen können:
Das benötigst du:
Downloadmaterial zum Konzept:
Um Papier zu sparen, kann das Informationsblatt auch online aufgerufen werden. Erstelle hierfür am besten einen QR-Code.
Für den Kurzüberblick eignet sich das Projektvideo oder ein selbstgebauter Prototyp. Bei der Live-Vorführung achte darauf, dass die Erde der Pflanze trocken genug ist.
Findet euch in 4er Gruppen zusammen und nehmt euch eins der vorbereiteten Plakate. Notiert zunächst in Einzelarbeit eure Gedanken zu der Frage in einer Ecke. Tauscht euch anschließend dazu aus. Hierfür habt ihr 15 Minuten Zeit.
Alternativ kannst du auch im Klassenverband brainstormen. Hierfür kannst du z.B. das kollaborative Brainstormingtool coogle.it verwenden.
Bei genügend Zeit, kannst du die Schüler*innen auch selbständig eine Recherche zum Thema Pflanzen im Ökosystem durchführen lassen.
Bestimmt in 2er Teams eure Pflanze und beantwortet die Fragen auf dem Arbeitsblatt, indem ihr die Informationen recheriert. Ihr habt 30 Minuten Zeit.
Flora Incognita ist eine kostenfreie App, die vom Bundesumweltministerium mitentwickelt wurde und Pflanzen erkennt sowie viele Informationen zu diesen liefert. Falls du die App nicht installiert hast, kannst du auch Webseiten, wie z.B. planzenbestimmung.info verwenden.
Um Papier zu sparen, können die Lernkarten auch online aufgerufen werden oder per Beamer an die Wand geworfen werden.
Der Boden selbst hat einen gewissen elektrischen Widerstand, der von der Menge an Wasser und Nährstoffen abhängt. Er wirkt wie ein variabler Widerstand in einer elektronischen Schaltung. Je mehr Wasser in Kombination mit den Nährstoffen vorhanden ist, desto geringer ist der elektrische Widerstand des Bodens.
Die Messergebnisse von Pin 1 liegen zwischen 0 (sehr trocken) und 1023 (sehr feucht).
1. Programmiert mit Hilfe der Lernkarten in 2er Teams den Feuchtigkeitsmesser, testet diesen und lasst euch die Ergebnisse als Balken (Säulen) anzeigen auf dem LED-Display anzeigen.
2. Steckt in jeden Blumentopf zwei Schrauben und verbindet diese mit jeweils einer Krokodilklemme. Verbindet eine Krokodilklemme mit Pin 1 (mirco:bit) und die andere Krokodilklemme mit Pin 3V (mirco:bit). Zeigt das Display vom mirco:bit etwas an?
Im trockenen Topf sollten die LED’s aus sein, da trockene Erde nicht leitet. Im feuchten Topf sollten die LED’s an sein, da der Stromkreis geschlossen ist.
Der Bonsai Buckaroo ist eine Erweiterung des micro:bits, um den Motor der Wasserpumpe zu steuern. Er wird an Pin “3V” (mirco:bit) mit 5 kleinen Schrauben befestigt.
Programmiert mit Hilfe der Lernkarten in 2er Teams die Wasserpumpe so, dass sie bei einem Messwert unter 500 anspringt. Schließt anschließend den Bonsai Buckaroo an und testet mit einem Wassergefäß eure Bewässerungsanlage. Hierfür habt ihr 30 Minuten Zeit.
Falls der Wert unter 500 liegt, es also zu trocken ist, wird der Wert von Pin 2 auf 1 (on) gesetzt. Dadurch wird die Pumpe eingeschaltet. Kurz darauf ändert sich der Wert von Pin 2 auf 0 (off). Die Pumpe wird wieder ausgeschaltet. Die Bodenfeuchtigkeit ändert sich sehr langsam, sodass sie nicht ständig gemessen werden muss. Damit dieser Vorgang nicht hundert bis tausend Mal pro Sekunde durchgeführt wird, kann der Vorgang durch ein Pausieren verzögert werden.
Stecke für deine Schüler*innen die Wasserpumpe und den Schlauch mit dem Bonsai Buckaroo bereits vor der Unterrichtseinheit zusammen, da der Verbindungsstecker am Bonsai Buckaroo sehr fragil ist und leicht kaputt gehen kann. Das ist zwar nicht schlimm, da durch löten die Verbindung wieder hergestellt werden kann, aber es spart etwas Zeit in der Unterrichtseinheit.
