Smarthome

Kurzinfo

SchülerInnen unterschiedlicher Altersstufen experimentieren im Rahmen des Projekts zu Energiesparmöglichkeiten an einem realistischen Modellhaus mit Smarthometechnologie.

Projektdaten

  • Projektleitung: Lippe Bildung eG, zdi-Zentrum Lippe.MINT
  • Fördersumme: 4.000 Euro
  • Laufzeit: 2015 bis 2017

Projekt

Schülerinnen und Schüler unterschiedlicher Altersstufen experimentieren im Rahmen des Projekts „Smarthome“ zu Energiesparmöglichkeiten an einem realistischen Modellhaus mit Smarthometechnologie (inkl. Heizung, Photovoltaik, Aktorik und Sensorik).  Das Projekt ist eine Entwicklung aus der Kooperation von Hochschule OWL, Centrum Industrial IT, Lippe Bildung eG, zdi-Zentrum Lippe.MINT und Schulen verschiedener Schulformen. Das Projekt startete im Frühjahr 2014.

Insgesamt wurden sechs SmartHomes erstellt, von denen zwei die Umweltstiftung finanzierte. Jeweils ein SmartHome erhielten: die Realschule Aspe und das Lüttfeld-Berufskolleg (finanziert von der Umweltstiftung Lippe), das Gymnasium Leopoldinum Detmold, das Engelbert-Kaempfer-Gymnasium Lemgo sowie die August-Hermann-Francke Schulen in Detmold.

Ziel

Die von Lehrer/innen für unterschiedliche Jahrgangsstufen entwickelten Lernmodule werden im Unterricht eingesetzt. Zielgruppe des Projekts ist SchülerInnen ab der Klasse 5. Durch eine der Jahrgangsstufe angepasste Entwicklung der Lernmodule bringt das Projekt Smarthome den SchülerInnen das Themenfeld Hausautomation sowie Energiesparen und Umwelt schützen näher.

Durch einen direkten Bezug zur Technik und Programmierung erfahren die SchülerInnen die typischen Tätigkeiten entsprechender Energieberufe und Studiengänge. So können sie für diese Themen begeistert werden und ihre Neigungen und Eignung prüfen. Der Beginn einer entsprechenden Berufsausbildung oder eines Studiums mit dem Kernthema Energie/Umwelt wird wahrscheinlicher.

Verlauf

(Quelle: Projektbericht der Lippe Bildung eG und des zdi Zentrum Lippe-MINT)

Nach Übergabe der Modellhäuser an die Schulen wurde für die beteiligten Lehrerinnen und Lehrer eine Lernplattform zur Verfügung gestellt. Die Arbeitsgruppe entschied sich gemeinsam für die Open Source Lernplattform Moodle, weil diese bereits in allen Schulen genutzt wird und weil sich Unterricht sehr gut in Moodle digital abbilden lässt. Die Lernplattform und die entsprechenden Zugänge wurden den Lehrerinnen und Lehrern kostenfrei durch die Lippe Bildung eG zur Verfügung gestellt. Ziel war es dabei, dass Lerninhalte passend zum Thema Programmierung digital aufbereitet werden, eine Kommunikation zwischen Lehrkräften und Schülerinnen und Schülern stattfindet und eine Servicemöglichkeit für die Hochschule OWL (z. B. Firmwaredownloads) ermöglicht wird. Darüber hinaus sollten die entwickelten Lernmodule auch anderen am Projekt beteiligten Schulen zur Verfügung gestellt werden.

Nach Erhalt der Modellhäuser haben sich die Lehrerinnen und Lehrer mit der Technik zur Steuerung und Programmierung der Häuser vertraut gemacht. Dazu führten die Hochschule OWL und die Lippe Bildung eG einen Programmierworkshop für die Lehrkräfte durch. Über die eigene Entwicklung mit der Beschäftigung wurden diverse Fehler beseitigt und einheitliche Firmware-Downloads bereitgestellt. Durch verschiedene Treffen der Projektgruppe wurden für die unterschiedlichen Schulformen und Jahrgangsstufen Ideen entwickelt.

Im nächsten Schritt wurden in den Schulen die Schülerinnen und Schüler eingebunden. Dies geschah recht unterschiedlich. Das Lüttfeld-Berufskolleg setzte das SmartHome Modellhaus in der Höheren Berufsfachschule ein. Dabei wurde das Verhalten der Temperatursensoren messtechnisch erfasst und ausgewertet. Die Höhere Berufsfachschule E-Technik realisierte eine Alarmanlage, die mittels eines Arduino Bausteins programmiert wurde. Die Höhere Berufsfachschule Informationstechnik realisierte diverse Projekte mit dem eingebauten Beaglebone Baustein z. B. Alarmanlage, Temperatur-Regelung und Beleuchtungssteuerung. Aktuell werden durch den zuständigen Lehrer Lerninhalte in die Lernplattform übertragen, so dass diese den Schülerinnen und Schülern digital zur Verfügung stehen.

Die Realschule Aspe hat die Arbeit an dem SmartHome Modellhaus zwei Projektgruppen übertragen. Die erste Gruppe konstruierte und baute Möbel für das SmartHome. Passend zum Thema IT und Programmierung wurden die Möbel mit einem CAD-Programm konstruiert und mittels eines 3D-Druckers erstellt. Die Einarbeitung in die Themen CAD, 3D-Druck und additive Fertigung erfolgte zum Großteil durch die Schülerinnen und Schüler selbst.

Die zweite Gruppe beschäftigte sich mit den Funktionen und der Programmierung des SmartHome Modellhauses. Nach erfolgter selbstständiger Inbetriebnahme inkl. Arbeit mit der Linux-Shell hat die Projektgruppe die Nachführung der Solaranlage neu programmiert und optimiert. Dabei erfolgte auch hier die Arbeit zum Großteil selbstständig. Unterstützung erhielten die Schülerinnen und Schüler durch einen Programmierer der Hochschule OWL vor Ort. Aktuell werden die bisherigen Arbeiten dokumentiert und für die Übertragung in die Lernplattform vorbereitet.

Info

Zum Projekt und den Modellhäusern gibt es eine eigene Internetseite, erreichbar unter www.lippe-smarthome.de.