Sensorikworkshop: CO2 und Luftverschmutzung messen

Beim Sensorikworkshop der KI-Ideenwerkstatt für Umweltschutz am 1. April 2023 „Dicke Luft – CO2 messen und Luftqualität bestimmen“ haben die Teilnehmenden eine CO2-Ampel gebaut, die aus Mikrocontroller, farbigem Display und eCO2-Sensoren bestand.

CO₂-Sensoren sind relativ teuer, im Workshop haben wir daher einen eCO₂-Sensor verbaut, der anhand anderer Gase und Teilchen einen guten Annäherungswert für den CO₂-Gehalt der Luft in Innenräumen liefert.

Andreas Kugel vom OK Lab Karlsruhe der Open Knowledge Foundation leitete den praktischen Teil so, dass er für alle gut verständlich war. Verwendet wurden die Sensoren von M5 Stack, die nicht viel größer als eine Briefmarke (bzw. App-Icon) sind. Das zentrale Element besitzt einen Mikrochip und mehrere farbigen LED-Leuchten, die in Rot, Gelb oder Grün leuchten konnten, je nach Programmierung. An diese zentrale Einheit können weitere Sensoren angesteckt werden, ganz ohne zu löten oder ohne besondere elektrotechnischen Kenntnisse der Teilnehmenden. Die Daten können per Kabel übertragen werden oder an einen Server gesendet werden, dies kann in einer grafischen Programmierumgebung frei programmiert werden.

Dank einfacher Eingabehilfen und exzellenter Anleitung durch Andreas Kugel stand daher auch nicht die Programmierung im Vordergrund, sondern die Rolle der Programmiererinnen und Programmierer; schließlich sind diese dafür zuständig, unter anderem die Farben der CO₂-Ampel innerhalb des Workshops festzulegen. Für Innenräume gibt es vom Umweltbundesamt »hygienische Leitwerte für die Innenraumluft«, dort sind CO₂-Konzentrationen bis 1000 ppm als »hygienisch unbedenklich« und Werte über 2000 ppm als »hygienisch inakzeptabel« bezeichnet. Rund 400 ppm sind auf der Erde ein normaler Wert. Eine naheliegende Entscheidung wäre daher, die LEDs bis zu einem bestimmten Grenzwert grün leuchten zu lassen, danach gelb und ab 2000 ppm mit roter Leuchte Alarm zu schlagen. Doch genau hier fängt die Kritik an: Müssen wir akzeptieren, dass die momentane Luftqualität der Erde normal (=grün) sein sollte? Sollten wir nicht eher das vorindustrielle Niveau der Luftqualität anstreben und die CO₂-Ampel bereits gelb oder orange leuchten lassen? Dies sind genau die Fragen, die sich erst stellen, wenn es an den Teilnehmenden in ihrer Rolle als Programmiererinnen und Programmierern liegt, dies festzulegen.

Am Ende des Workshops sendeten die Sensoren ihre Daten an einen Server in Karlsruhe, den Andreas Kugel extra entsprechend eingerichtet hatte. Es war großartig zu sehen, wie sich die eigenen Messungen mit den Messungen anderer Teilnehmenden zu einem großen Graphen verbanden. Diese große Verbundenheit wird auch ein zentrales Thema des geplanten Workshops im Mai sein.

Im Rahmen der Sensorik-Workshops gelingt es, eine Community aufbauen, die sich konstruktiv-kritisch mit der Rolle von Daten für den Umweltschutz beschäftigt. Eine offene Frage konnte an diesem Tag nicht technisch gelöst werden: Was sollen wir tun, wenn die CO₂-Ampel auf Rot springt? Das ist eine Frage, die politisch und gesellschaftlich diskutiert werden sollte. Gern bietet die KI-Ideenwerkstatt einen Raum dafür.

In der Veranstaltungsreihe „Sensorikworkshops der KI-Ideenwerkstatt für Umweltschutz“ geht es darum, die für die Umweltmessung benötigten Sensoren und Daten praktisch vorzustellen. Wozu brauchen wir KI, um die Umwelt zu schützen? Was „sieht“ das KI-System eigentlich? Welche Daten können wir überhaupt erfassen? Wie teuer ist die eingesetzte Technik? Wie einfach kann jede Person selbst KI nutzen, um die Natur zu beobachten? Diese Fragen wollen wir gemeinsam beantworten, in jedem Monat setzen wir einen anderen Schwerpunkt. Der nächste Workshop findet am 6. Mai 2023 zum Thema »Vernetzte Bäume – LoRaWAN und Umwelt-IoT « statt. Weitere Informationen folgen.