Feuchtigkeitsmesser

Teilnahme am Wettbewerb Feuchtigkeitssensor von Cornelsen und Make

Wir benötigen:

• 2 an beiden Seiten angespitzte Bleistifte (mitzubringen) - Leider klappt das nicht so recht. Wir nehmen Holzstiele (z. B. vom Stieleis) und kleben Kupferstreifen darauf)
• 2 Wäscheklammern (mitzubringen)
• 1 stabiles Lineal mind. 15 cm (mitzubringen)
• etwas Klebestreifen
• 4 Bechergläser mit unterschiedlichen Stoffen zur Untersuchung der Feuchte
• Widerstand 10 bis 100 kΩ
• 4 Kabel mit Krokodilklemmen

Feuchtigkeit messen - Teilnahme am Wettbewerb von Cornelsen Experimenta

Damit eine Pflanze im Topf überleben kann, muss der Boden feucht genug sein. Feuchtigkeit im Tank kann Rost verursachen und ist die Luft in einem Zimmer dauerhaft zu feucht, kann Schimmel auftreten. Auch in einer Gemäldegalerie darf die Luft nicht zu feucht, aber auch nicht zu trocken sein, da sonst die teuren Kunstwerke beschädigt werden. Das sind nur einige wenige Beispiele von Situationen, in denen die Luftfeuchtigkeit kontrolliert werden muss. Diese Kontrolle übernehmen heutzutage Sensoren, die uns über ein elektronisches System warnen, wenn etwas zu feucht oder nicht feucht genug ist. 

Bau des Sensors

Informiere Dich auf Seite zwei der Projektbeschreibung über Möglichkeiten des Messens der Feuchte. Begründe, dass folgende Anordnung geeignet ist, als Feuchtigkeitssensor zu fungieren. Baue den Sensor mit Deinen Materialen nach.

Programm und Tabelle zur Erfassung des Messwertes

Entwickle zur Erfassung eines Messwertes ein einfaches Programm für den Calliope mini, dass nach Druck auf Knopf A den analogen Messwert an Pin 1 zwei Mal, im Abstand von 10 ms abfragt und den Mittelwert im Anschluss sorobancodiert auf dem Display anzeigt.

Hinweise:

• Pin 1 kann über den Block Fortgeschritten → Pin → lese analoge Werte von Pin 1 abgefragt werden.
• Um den Block Zahlencodierung zu erhalten, muss das Programm mini-Codierung.hex als Ausgangsprogramm verwendet werden.

Entwickle für die Auswertung eine Tabellenkalkulationsvorlage, die für fünf Bodenproben die Feuchte erfasst.

Verkabelung des Calliope mini

Die Messung der Feuchte erfolgt indirekt über den elektrischen Widerstand der Probe. Leider können wir den Widerstandswert nicht direkt bestimmen und messen stattdessen die Spannung, die über die Probe abfällt. Dazu kommt eine Spannungsteilerschaltung zum Einsatz. Der Calliope mini bildet die gemessene Spannung nach einem Digitalisierungsprinzip, welches wir leider noch nicht in Klasse 8 erklären können, in den Zahlbereich von 0 bis 1023 ab.

Die Verkabelung erfolgt nach dem Prinzip der Spannungsteilerschaltung mit einem Hilfswiderstand R1 nach folgendem Schema:

Durchführung und Auswertung der Messung

1. Miss für die verschiedenen Proben die Feuchte und erfasse die Daten in der Tabellenkalkulationsvorlage.
2. Erzeuge aus den Daten eine geeignete grafische Darstellung.
3. Interpretiere die Daten.
4. Leite Schlussfolgerungen ab.