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AG Science for Experts

Was passiert eigentlich so alles in der Stratosphäre, welche Temperaturen, Luftfeuchtigkeit und Druckverhältnisse herrschen dort? Und wie sieht unsere Erde von dort oben aus? Durch das Starten eines Wetterballons wollen wir diese Fragen beantworten.

Konzept:

Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 8 bis 12 experimentieren und programmieren Sensoren und gewinnen ganz unterschiedliche Einblicke in verschiedene Naturwissenschaften und Teile unserer Lufthülle.

Ziele:

  • Erwerb grundlegender Kenntnisse über Sensoren und Messinstrumente vor allem durch Experimente und die Aufnahme sowie Auswertung von Messreihen
  • Nutzen unserer Wetterstation auf dem NAWI-Gebäude, um Erkenntnisse über die Wirkungsweise verschiedener Instrumente zur Wetterbeobachtung zu erwerben, Daten über das Wetter zu sammeln und mit anderen Vorhersagen zu vergleichen.
  • Erwerb von Grundlagen der Arduino-Programmierung
  • In Zusammenarbeit mit dem NEARSPACE-Programm der Universität von Maryland Beteiligung am Start eines Wetterballons mit unserer eigenen Box. Die Box soll sowohl eine GoPro als auch verschiedene Sensoren enthalten, mit der wir Aufnahmen machen bzw. Messungen durchführen wollen. Die erhaltenen Daten sollen anschließend ausgewertet und u.a. Lehrern für ihren Unterricht zur Verfügung gestellt werden.

 

Durchführung:

  • Zu Beginn grundlegende Beschäftigung mit Sensoren, unter Verwendung der in der Schule vorhandenen PASCO-Sensoren; Messungen mit den Bewegungs- und Kraftsensoren sowie Auswertung der Messwerte. In diesem Zusammenhang lernen wir den Umgang mit den entsprechenden Mess- und Auswertungsprogrammen (SPARKvue).
  • Wir beschäftigen uns mit dem Aufbau und der Funktionsweise der verschiedenen Messinstrumente der Wetterstation auf dem NAWI-Gebäude, lesen Messdaten aus,  werten sie aus und versuchen, das Wetter vorherzusagen.
  • Für die Arduino-Programmierung haben wir Starterpakete und Zusatzteile erworben, um grundlegende Kenntnisse der Arduino-Programmierung zu erwerben. Aufbau und Test einfacher erster Schaltungen
  • Für den Wetterballon bauen wir eine Box, die mit dem Ballon in die Stratosphäre fliegen soll. Die Box muss sowohl die vorgeschriebenen Parameter erfüllen, als auch unserer Messgeräte beherbergen.
  • Für den Wetterballon wählen wir verschiedene Sensoren aus und programmieren einen Arduino/Raspberry Pi, um die Daten während des Fluges zu speichern, später auslesen und weiterverarbeiten zu können.
  • Mit einer GoPro-Kameras wollen wir Aufnahmen machen. Dazu müssen wir uns intensiv mit der GrPro, ihren Parametern und Möglichkeiten beschäftigen und das beste Programm für unseren Flug auswählen. Außerdem müssen wir eine externe Stromversorgung sowohl für die Kamera, als auch für die Sensoren bzw. den Arduino und Raspberry Pi auswählen, die auch für kalte Temperaturen geeignet ist.

> Bericht von unserem Experiment mit dem Wetterballoon: Die GISW über den Wolken

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