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Temperatursensor

Der Temperatursensor ist eine intelligente Lösung für Projekte zur Messung der Umgebungstemperatur. Er ermöglicht den einfachen Anschluss über Dupont-Kabel und das sofortige Ablesen der Temperaturwerte mit dem micro:bit in der MakeCode-Umgebung. Testen Sie Temperaturalarme, überwachen Sie Veränderungen im Tagesverlauf oder messen Sie unter verschiedenen Bedingungen und erlernen Sie dabei spielerisch die Grundlagen der Programmierung, Elektronik und des Umgangs mit Sensoren.

Beschreibung

Der Temperatursensor ist ein einfaches Eingangsmodul, das die genaue Messung der Umgebungstemperatur über einen weiten Bereich ermöglicht. Er eignet sich ideal für Wetterexperimente, die Messung von Umweltveränderungen oder die Demonstration physikalischer Phänomene. Dank der Dupont-Kabel lässt er sich über die Erweiterungskarte problemlos mit dem micro:bit verbinden.

Spezifika

Konverterhersteller: OMG Robotics
Sondentyp: DS18B20
Betriebsspannung: 3 V - 5,5 V
Messbereich: -55 °C bis +125 °C
Messgenauigkeit: ± 0,5 °C
Verbindung: Dupont

Verbindung

Thermometer – Modulanschluss

Gelbes Kabel: Signalkabel – an Klemme Y (gelb) anschließen
Rotes Kabel: Stromkabel – an Klemme R (rot) anschließen
Schwarzes Kabel: Erdungskabel – an Klemme B anschließen

Verbindungsmodul – MB2 (micro:bit)

NÄCHSTE: Signalpin – mit Pin P0 verbinden (gelber Signalbalken)
VCC: Stromanschluss – mit 3V3 verbinden (weiße positive Stromschiene)
Masse: Erdungsstift – mit GND verbinden (schwarze negative Stromschiene)

Der Anschluss kann auch anders erfolgen, allerdings muss dazu der richtige Signal-Pin im Programm eingestellt werden. Wenn Sie das unten stehende Programm verwenden, schließen Sie das Kabel an den gelben Pin 2 an oder passen Sie die Signal-Pin-Einstellung im Programm an.

LCD-MB2-Verbindung

VCC: Stromanschluss – an 3V3 anschließen (weiße Steckdosenleiste)
Masse: Erdungsstift – mit GND verbinden (schwarze Erdungsschiene)
SCL: I2C-Taktsignal – mit SCL-Pin verbinden
SDA: I2C-Datensignal – mit SDA-Pin verbinden

Programm

Grundprogramm

Wenn Sie kein Display zur Hand haben, können Sie die Temperatur auf dem Display des micro:bit anzeigen. Nach dem korrekten Anschluss wird die gemessene Temperatur auf dem Display angezeigt.

Basisprogramm - LCD-Anzeige

Beim Programmstart initialisieren wir zunächst das LCD-Display mithilfe des Blocks „LCD an I2C anschließen“ mit der festen Adresse 39, die beim LCD1602-Display Standard ist. Anschließend zeigen wir den Namen „OMG Robotics“ oder einen beliebigen benutzerdefinierten Text, beispielsweise den Namen der Schule, auf dem Display an. Nach einer kurzen Pause löschen wir die Anzeige und setzen in der ersten Zeile einen statischen Text – idealerweise eine Beschreibung der Messgröße inklusive der Einheit, beispielsweise „Temperatur (°C)“. Dieser Text wird ab der ersten Position der Zeile angezeigt. Wir können die Länge wie vorgegeben belassen und die Ausrichtung nach Bedarf anpassen.

In der Endlosschleife des Programms werden wir in der zweiten Zeile des Displays kontinuierlich den aktuellen Messwert vom Pin P0, an dem das Thermometer angeschlossen ist, anzeigen. Dieser Wert wird zunächst auf eine Nachkommastelle gerundet, um die Anzeige übersichtlicher zu gestalten. Das so erstellte Programm dient als einfaches Thermometer mit Ausgabe auf dem LCD-Display.

Aufgaben

Aufgabe 1: Temperaturmessung in verschiedenen Teilen des Raumes

Schließe den Temperaturfühler gemäß der Abbildung an und beobachte die Messwerte auf dem Display. Platziere den Fühler an verschiedenen Stellen im Raum – zum Beispiel an der Tür, am Fenster, im Schatten oder in der Nähe der Heizung. Notiere die Temperaturen und vergleiche, wo es wärmer und wo kälter ist. Welche Unterschiede hast du gemessen?

Aufgabe 2: Aufzeichnung der Temperaturänderung im Zeitverlauf

Platzieren Sie den Sensor an einem ruhigen Ort und erfassen Sie die Temperatur eine Stunde lang alle 10 Minuten. Beobachten Sie, wie sich die Temperatur im Laufe der Zeit verändert.

Gab es Veränderungen? Wenn ja, was könnten die Ursachen dafür sein?
Wie schnell erwärmt oder kühlt sich die Umgebung ab?
Versuchen Sie, den Verlauf der Temperaturänderungen grafisch darzustellen.

Aufgabe 3: Vergleich der Temperatur verschiedener Objekte

Messen Sie mit dem Sensor die Oberflächentemperatur verschiedener Materialien – beispielsweise eines Metalllöffels, eines Plastikbechers, eines Holzschneidebretts oder Ihrer Hand.

Welches Material ist das wärmste und welches das kälteste?
Messen Sie die Gegenstände, nachdem Sie sie in der Sonne erwärmt oder im Kühlschrank abgekühlt haben.
Wie lange dauert es, bis sich ein Gegenstand wieder auf Raumtemperatur erwärmt?