AG Elektronik und Funk am Albert-Einstein-Gymnasium

Das Internet of Things (IoT)

In gut sortierten Elektronik Online Shops kann man heute schon fertig aufgebaute kleine Internet of Things Module (sogenannte Endpunkte) kaufen, die meist in einem sogenannten ISM-Band lokal erzeugte Daten übertragen. So wird beispielsweise Temperatur oder Luftfeuchtigkeit gemessen und übertragen, der Status einer Heizung oder das Gewicht einer Bienenwabe in einem Bienenstock. Durch die Übermittlung der Daten kann der Empfänger geeignete Aktionen einleiten, z.B. dem Bienenstockbesitzer eine Alarm-Meldung zusenden "Waben voll!". Weil oft ein fest verdrahteter  Anschluss ans Internet fehlt werden diese Daten oft drahtlos via Funk übertragen.

Internet of Things hat aber nicht nur mit kleinen funkenden Endpunkten zu tun, sondern auch mit dem Sammeln von Daten (Big Data), dem Analysieren, Darstellen und dem Ableiten von Aussagen und Trends. Noch haben IoT Anwendungen nicht ganz den Massenmarkt erreicht, was aber vermutlich nur eine Frage der Zeit sein wird.

Kleine funkende Endknoten werden heute oft mit LoRa Funk-Technik realisiert. LoRa steht für "Long Range" und wird häufig mit LoRaWAN in einem Atemzug genannt. Kommerzielle Lösungen arbeiten in Europa im Frequenzbereich um 860MHz und verwenden proprietäre Funkprotokolle und miniaturisierte und hoch integrierte, sehr leistungsfähige Module. Diese Module sind komplex und nicht ganz einfach zu verstehen, beruhen aber auf durchaus nachvollziehbaren Basis-Technologien.

Wir werden im Verlauf des Schuljahres miteinander eigene IoT Endpunkte entwickeln und aufbauen und dabei fast jede dieser Basis-Technologien im Detail untersuchen. Dabei werden wir Fertiglösungen sparsam benutzen, viel experimentieren, uns Grundlagen selbst erarbeiten und verstehen, und auf Basis dieses Verständnisses unsere eigenen IoT Endknoten und Anwendungen realisieren.

Wir werden physikalische Messgrößen erfassen, uns Gedanken um deren Auswertung und Aufbereitung machen, Daten digital verarbeiten, ein Modulationssignal für ein Sendemodul erzeugen, die Daten weiter funken und diese dann im Internet auswerten können. Daneben werden wir uns Gedanken um die Energieversorgung unserer IoT Endpunkte machen und geeignete Stromversorgungen konzeptionieren, entwickeln und aufbauen.

Alle Aktivitäten werden aus einem Mix aus Theorie, Konzeptarbeit und praktischem Aufbau bestehen. Wir werden nicht nur zusammenstecken oder zusammenlöten, sondern uns zuerst Grundlagen erarbeiten, einen Plan entwickeln, und danach zur Tat schreiten.

Ideel unterstützt und ermöglicht durch Mitglieder des Ortsvereins Ulm des Deutschen Amateur Radio Clubs.
Finanziell unterstützt auch durch den Verein Deutscher Ingenieure (vdi).