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Bei dem Internet-Projekt Luftdaten.info haben bereits mehr als 5600 Bürger selbst einen Feinstaubsensor gebaut. Auch wir haben uns an das Experiment gewagt – und erklären, worauf es ankommt.

Selm

, 08.09.2018 / Lesedauer: 6 min


Dieser Text ist keine Anleitung, sondern ein Erfahrungsbericht. Die Arbeitsschritte werden nur kurz beschrieben. Eine detaillierte Anleitung gibt es auf der Website luftdaten.info.

Worum geht es bei dem Projekt?

Bei dem Projekt Luftdaten.info bauen Bürger selbst Feinstaubsensoren. Die Sensoren übertragen über das Internet die gemessenen Feinstaubwerte an eine Website, dort wird die Luftqualität auf einer Karte visualisiert. So ensteht ein Überblick über die Feinstaubbelastung in Echtzeit. Hier lesen Sie mehr zu dem Projekt und ein Interview mit dem Gründer Jan Lutz.

Wie baut man so einen Sensor?

Zuerst haben wir die elektronischen Komponenten und das Gehäuse gekauft. In der Selmer Lokalredaktion haben wir dann die Software auf einen Chip gespielt und die Bauteile miteinander verbunden. Die Technik haben wir in das Gehäuse eingebaut und den selbst gebauten Sensor aufgehängt. Dann wurde die Technik mit Strom versorgt und mit dem Internet verbunden. Am Schluss mussten wir noch eine Mail schreiben, um den Sensor beim Projekt anzumelden.

Woher bekommt man die Bauteile?

Für den Sensor werden folgende Teile benötigt: Eine Feinstaubsensoreinheit, ein Chip mit WLAN-Funktion (die sogenannte NodeMCU), optional ein Sensor für Luftfeuchtigkeit und Temperatur, Kabel zum Verbinden, ein flaches USB-Kabel mit Netzstecker, zwei gewinkelte Abflussrohre, einen dünnen Plastikschlauch, ein paar Kabelbinder, ein Fliegengitter und Material zum Befestigen des Sensors wie etwa Gafferband, Draht oder Ähnliches. Eine Einkaufsliste mit den exakten Bezeichnungen steht in der Anleitung.

Wir haben die elektronischen Komponenten im Netz bestellt. In der Anleitung werden mehrere Online-Versandhändler genannt, die alle Komponenten vertreiben. Das Paket ist in wenigen Tagen angekommen. Die restlichen Bauteile haben wir im Baumarkt bekommen, sie waren leicht zu finden. Leider haben wir nur einen durchsichtigen Plastikschlauch bekommen - besser wäre ein undurchsichtiger gewesen.

Experiment: Wie wir selbst einen Feinstaubsensor gebaut haben

Der zusammengebaute Feinstaubsensor besteht aus: der Sensoreinheit (1), einem Computer-Chip mit WLAN-Funktion (2), Kabeln (3), einem Schlauch, der die Luft zum Sensor führt (4), und einem Regenschutz aus Abflussrohren (5 und 6). Nicht auf dem Bild sind das Stromkabel und das Fliegengitter. © Büro für Gestalten by-nc-sa/4.0 Grafik: Mühe

Wie viel hat der Sensor gekostet?

Insgesamt haben wir für die elektronischen Komponenten 72 Euro inklusive Versand bezahlt. Es gibt aber auch deutlich günstigere Möglichkeiten: Wer die Komponenten in China bestellt, zahlt nur 22 Euro. Wir haben uns aber dagegen entschieden, da die Umweltbilanz durch den Versand deutlich schlechter ist. Die Bauteile für das Gehäuse im Baumarkt haben etwa 8 Euro gekostet, davon war das Gafferband mit 5 Euro am teuersten.

Muss man Programmieren können?

Nein. In der Anleitung steht ausdrücklich, dass keine Programmierkenntnisse erforderlich sind. Ein wenig Ahnung von Computern sollte man jedoch schon haben, da man etwa Programme installieren und per Kommandozeile einen Befehl ausführen muss, um die Software auf den Chip zu spielen. Aber auch dafür gibt es eine ausführliche Anleitung und Hilfestellungen.

Bei unserem Experiment war es kein Problem, die Software auf den Chip zu spielen – nur die verlagsinterne Firewall hat kurz Probleme bereitet. Außerdem sollte man eine gute Internetverbindung haben, da die Software mehrere hundert Megabyte groß ist.

Experiment: Wie wir selbst einen Feinstaubsensor gebaut haben

Auf den Chip wird die Software installiert - das sieht komplizierter aus, als es wirklich ist. Auf diesem Bild sieht man die Kommandokonsole von Windows, wo ein Befehl eingegeben werden muss. © Kevin Kisker

Ist es kompliziert, die Teile zusammenzubauen?

Die Komponenten haben Metallstifte, die nicht viel dicker als ein Draht sind. Dort werden die kleinen Käbelchen angebracht und so die elektronischen Komponenten verbunden. Dabei sollte man vorsichtig sein, um nicht aus Versehen einen der Stifte abzubrechen.

Bei unserem Experiment gab es dabei ein Problem: Unser Chip (die NodeMCU) hatte eine andere Konfiguration als in der Anleitung. Das heißt, dass die Anschlüsse anders beschriftet waren als in der Anleitung beschrieben. Der erste Test des Feinstaubssensors ist daher fehlgeschlagen, weil die Kabel nicht richtig verbunden waren. Hier konnte die Informationstechnik der Ruhr Nachrichten helfen: Nach einem kurzen Blick auf das Datenblatt hat ein Kollege das Problem lösen können.

Der Einbau in das Gehäuse ist unkompliziert. Wir empfehlen jedoch, zuerst die Elektronik zu testen und sie erst danach in das Gehäuse einzubauen - so muss man nicht erneut das Gehäuse auseinander bauen, wenn etwas nicht richtig verkabelt ist.

Experiment: Wie wir selbst einen Feinstaubsensor gebaut haben

Der Chip. Er steckt noch auf einem Stück Schaumstoff, damit die Steckverbindungen nicht beschädigt werden. An den langen Seiten sieht man in weiß die Beschriftungen der Metallstifte. © Kevin Kisker

Wie testet man, ob alles richtig verbunden ist?

Wir haben den Chip über ein Micro-USB-Kabel und Netzstecker mit Strom versorgt, dann kann der Sensor mit dem Internet verbunden werden: Der Chip öffnet ein eigenes WLAN, in das wir uns eingeloggt haben. Im Webbrowser mussten wir eine Adresse eingegeben, um den Sensor anzusteuern. Auf dieser Website haben wir in eine Eingabemaske das Passwort und den Namen des WLANs der Redaktion eingegeben. Hier haben wir nach der internen ID des Chips gesucht, diese erfährt man in der Eingabemaske - in unserem Fall 663314. Zuerst haben wir nur den Sensor für Luftfeuchtigkeit und Temperatur (DHT22) in der Liste gefunden, weil wir die anderen Komponenten falsch verkabelt hatten. Nachdem wir die Kabel richtig verbunden hatten, tauchte auch die Feinstaubsensoreinheit (SDS011) in der Liste auf.

Wie hängt man den Sensor auf?

Das hängt stark davon ab, wo man den Sensor befestigen möchte. Wir haben den Sensor an dem Gitter vor einem Fenster aufgehängt. Dafür haben wir mehrere Kabelbinder miteinander verbunden und später mehrfach Gafferband darum gewickelt. Natürlich lässt sich der Sensor auch mit Draht oder einer festen Schnur eleganter befestigen.

Experiment: Wie wir selbst einen Feinstaubsensor gebaut haben

Der Feinstaubsensor hängt am Gitter - mit viel Gaffer-Tape und einer Hand voll Kabelbindern befestigt. © Kevin Kisker

Wie wird der Sensor mit Strom versorgt? Wie gut muss die Netzabdeckung sein?

In der Anleitung wird ein flaches USB-Kabel empfohlen, das passt auch durch ein geschlossenes Fenster, ohne dabei beschädigt zu werden. Direkt hinter dem Fenster war eine Steckedose, sodass wir kein Verlängerungskabel brauchten. Die Stromkosten sind gering: Etwa zwei bis drei Euro pro Jahr kostet der Strom für den Sensor.

Der Sensor sendet nur sehr kleine Datenmengen. Daher reicht auch eine schwache, aber stabile Internetverbindung. Bei unserem Experiment hängt der Sensor nur an einer Stelle mit einem bis zwei von vier möglichen Balken Netzabdeckung.

Wie meldet man den Sensor bei dem Projekt an?

Dafür gibt es ein Formular am Ende der Anleitung. Es hat sechs Tage gedauert, bis der Sensor angemeldet war. Das liegt daran, dass das Projekt von ehrenamtlichen Mitarbeitern betreut wird, die daher nicht immer sofort dazu kommen, den Sensor sofort anzumelden. Wir haben eine E-Mail zugeschickt bekommen, als die Anmeldung geklappt hat.

Wo kann ich die Messwerte des Sensors einsehen?

Die Feinstaubbelastung in der Nähe der Redaktion kann jeder hier einsehen.

Manchmal wird der Sensor auf der Karte nicht angezeigt - dann muss man ein paar Minuten warten. Alternativ können die Feinstaubwerte auch hier und die Luftfeuchtigkeit und Temperatur hier eingesehen werden.

Experiment: Wie wir selbst einen Feinstaubsensor gebaut haben

Der Sensor Selm wird auf der Karte angezeigt - er ist in Selm und der näheren Umgebung der einzige Sensor dieser Art. © Screenshot Luftdaten.info

Wo bekomme ich Hilfe, wenn ich ein unerwartete Probleme bekomme?

Das Projekt steht unter der Schirmherrschaft der Open Knowledge Foundation - Ziel der Organisation sind etwa Transparenz über Daten und zivile Technologie. Das OK Lab Ruhrgebiet ist ein Ableger der Organisation. Sie können bei Problemen helfen. Hier geht es zur Website des OK Lab Ruhrgebiet.

Was bedeuten die Messwerte?

Laut Marcel Langner, Leiter der Luftreinhaltung beim Umweltbundesamt, werde bei dem Projekt seriös gearbeitet und nicht auf Effekthascherei gesetzt. Die Werte seien zwar nicht gerichtsfest, aber einigermaßen genau. Über einen längeren Zeitraum könnten Bürger sich so einen Eindruck über die Feinstaubbelastung machen.

Für PM10 gibt die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine Empfehlung von maximal 50 µg/m³ pro Tag. Das ist auch der Wert, der laut EU-Gesetz an offiziellen Messtellen nur maximal 35 Tagen im Jahr überschritten werden darf.

Laut dem Umweltbundesamt (UBA) gibt es jedoch keine gesicherten Schwellenwerte für Feinstaub, bei dem die Gesundheit nicht gefährdet ist. Und auch bei kurzzeitig erhöhter Belastung gibt es laut Landesamt für Umwelt, Natur und Verbraucherschutz (Lanuv) mehr Lungenkrankheiten und eine erhöhte Sterblichkeit.

Das Projekt sei nach Langners persönlicher Einschätzung gut, um Öffentlichkeit über das Thema Feinstaub herzustellen und Bewusstsein für Luftreinheit zu schaffen.

Wie ist das Fazit zu dem Experiment?

Das Experiment ist gelungen - und es hat Spaß gemacht. Die Hardware ist bezahlbar, vor allem bei den günstigen Versandhändlern. Die Software zu installieren, ging wie versprochen ohne Programmierkenntnisse. Auch der Zusammenbau war bis auf das beschriebene Problem simpel - und hat nur etwa vier Stunden gedauert. Der Einbau in das Gehäuse, die Einstellung des WLANs und das Anbringen war wieder einfach.

Insgesamt lief - bis auf das eine Problem mit den Steckern - das Experiment also problemlos ab. Das liegt auch an der ausführlichen und gut verständlichen Anleitung auf der Website. Unsere Empfehlung: Wer Spaß am Basteln hat, der sollte das Experiment wagen. Wer sich noch unsicher ist, ob er sich das zutraut, der sollte sich einfach mal die Anleitung anschauen. Manche Schritte klingen komplizierter, als sie es sind.

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