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Bildungsideen für das Internet der Dinge mit Wio Link und IFTTT

Mit der zunehmenden Einbindung von physischen Objekten ins weltweite Netz, dem sogenannten Internet der Dinge (IoT, Internet of things), steigt die Relevanz, dies auch in Schule und außerschulischen Bildungseinrichtungen zum Thema zu machen. Nötig wird dies nicht nur wegen der zunehmenden Verbreitung der Technik, sondern insbesondere wegen der damit verbundenen Datenschutzproblematik, beispielsweise bei  der automatischen Erfassung von Standortdaten bei vernetzten Autos oder durch die laufende Übermittlung der Stromverbrauchsdaten an den Energieversorger durch die neuen „Smart Meter“.

Eine bewährte Methode zum Einstieg ins Thema ist in der Medienbildung das praktische Ausprobieren der Technik. Das war bisher immer mit viel Löten von elektrischen Kontakten, Sensoren und Controllern verbunden. Anschließend musste noch die nötige Software programmiert werden, was viel Zeit und Programmierkenntnisse erforderte und höchstens im Informatikunterricht oder in speziellen AGs in der Oberschule zu leisten war.  Seit kurzen gibt es mit dem Mikrocontroller „WIO Link“ in Kombination mit dem Internetservice IFTTT eine niedrigschwellige Alternative.

Der „Wio Link“ ist ein Mikrocontroller mit WiFi-Modul von Seeedstudio und lässt sich durch die ebenfalls von Seeedstudios entwickelten Grove-Module um verschiedene Funktionen erweitern. Ca. 40 der angebotenen Grove-Module funktionieren mit dem Wio Link, weitere sollen hinzukommen. Die Sensormodule registrieren u.a. Temperatur, Licht, Lautstärke, Luft- und Bodenfeuchtigkeit, Luftqualität und Entfernungen, die Aktionsmodule steuern u.a. Servomotoren, Stromflüsse, LEDs und Magnetschalter. Der Wio Link ist nicht teuer. $14 verlangt Seeedstudio dafür. Die Grove-Module kosten zwischen $10 und $30.

„IFTTT“ steht für „If this then that“ und ist ein Internetdienst mit dem verschiedene Webanwendungen verknüpft werden können. Der Nutzer/die Nutzerin erstellt sogenannte Rezepte nach dem Motto „Wenn dies, dann das“, die aus einem Auslöser (dem „this“) und einer Aktion (dem „that“) bestehen. So können sehr leicht immer wieder kehrende Aufgaben automatisiert werden. Beispielsweise können Facebookbilder auf denen ich markiert wurde, automatisch in meiner Dropbox gespeichert werden. Tweets mit einem bestimmten Hashtag können in Evernote archiviert werden oder Emailanhänge automatisch zu Google Drive hochgeladen werden.  Die Rezepte können mittlerweile aus über 300 Channel erstellt werden. Dazu gehören nicht mehr nur Webdienste, sondern inzwischen auch „smarte“ Geräte wie die Phillips Hue oder auch die Lokalisierungsfunktion von Android- und iOS-Geräten. Damit kann ich dann z.B. automatisch Licht anschalten, wenn ich in die Nähe meiner Wohnung komme. Sehr nützlich finde ich gerade die Benachrichtigung auf dem iPad wenn meinem Handy der Strom ausgeht. Die bei IFTTT erstellten Rezepte können mit anderen geteilt werden. Die beliebtesten finden sich auf den Rezeptseiten von IFTTT.

ifttt

IFTTT ist einer meiner derzeitigen Lieblingsdienste im Netz, bei dem ich immer wieder erstaunt bin, wie wenig er eigentlich genutzt wird. Auch ohne die Nutzung eines Wio Link lässt sich IFTTT gut in Bildungsszenerien einsetzen, um zu demonstrieren wie viel Daten eigentlich täglich bei den von uns benutzen Geräten und Diensten anfallen, welche Möglichkeiten die Kombination der Dienste bietet und wie man sich eigene Filter und automatisierte Prozesse programmieren kann. Alleine mit der Nutzung eines Smartphones plus einiger sozialer Netzwerke verfügen Kinder und Jugendliche bereits über genug Datenmaterial, das sich mit IFTTT sinnvoll oder auch völlig widersinnig verknüpfen lässt.

Wenn allerdings nicht mit den persönlichen Daten der SchülerInnen gearbeitet werden soll, kann auf „smarte“ Geräte wie den Wio Link zurückgegriffen werden, der durch die Vielzahl der Sensoren reichlich Datenmaterial bietet. Die Einrichtung des Wio Link ist denkbar einfach und hat bei mir problemlos funktioniert. Benötigt wird dafür lediglich die Wio Link App (Android und iOS) und Wlan. Nachdem der Wio Link mit dem Wlan verbunden und benannt wurde, werden die unterschiedlichen Module angeschlossen, dabei muss nur darauf geachtet werden, welches Modul an welchen Port passt: Digital, Analog, UART oder I2C. Nachdem die Module angeschlossen wurden, ist ein Update erforderlich um die passende Firmware zu laden. Ob die Einrichtung der Module erfolgreich war, kann sofort im API-Menü ausprobiert werden. Hier sind die Webadressen zu finden über die entweder die Werte der Sensoren ausgelesen werden oder bei Aktions-Modulen ein Event ausgelöst wird; je nach Modul ergänzt um zusätzliche Attribute. GET ruft den Wert des Moduls auf, POST löst eine Aktion eines Moduls aus.

wio_sensorhinzufuegen_android wio_api_android

Funktionieren die Module am Wio Link muss bei IFTTT der Channel „Seeed“aktiviert werden. Wird nun ein neues Rezept erstellt, kann eines der Wio Module entweder als Trigger (für Sensoren) oder als Action (für Output-Module) ausgewählt werden. Sobald das Rezept aktiviert ist, fragt IFTTT alle 15 Minuten den Status des Triggers ab und löst gegebenenfalls die zugehörige Aktion aus.

In der Kombination mit verschiedenen Social Media Diensten lassen sich daraus eine Vielzahl von Rezepten kreieren. Ich habe zum Ausprobieren vorwiegend Twitter benutzt und dafür einen eigenen Account angelegt. Über den Twitteraccount mein_zuhause informiert mich meine Wohnung nun wenn eine bestimmte Temperatur unterschritten wird und ich die Heizung anschalten sollte,  wann es Zeit wird, die Pflanzen zu gießen, ob die Luftfeuchtigkeit zu hoch wird und wann es hell und dunkel wird. Und damit es keine Einbahnstraße ist, ist ein LED Strip angeschlossen, der durch Aufleuchten signalisiert, wenn mein_zuhause auf Twitter erwähnt wird.

Inzwischen gibt es Dienste wie dweet.io und freeboard.io mit denen ich alle Werte meiner Sensoren als übersichtliche Anzeige im Browser sichtbar machen kann. Und dies funktioniert auch für den Wio Link hervorragend.

freeboard

Dashboard von freeboard.io

do_button

Do-Button App

Auch die IFTTT App „Do Button“ (Android und iOS) kann Aktionen über den Wio Link und die angeschlossenen Module auslösen. Das funktioniert ähnlich wie bei IFTTT, nur der Trigger ist bereits vorher festgelegt und besteht aus einem Klick auf den Button der Do-App. Damit kann dann z.B. die LED oder der LED-Strip angeschaltet, der Servomotor in eine bestimmte Position gedreht oder das Relais aktiviert werden, um ein beliebiges Gerät anzuschalten, das über einen 220V-Stromanschluss verfügt (vorausgesetzt, es lässt sich lediglich durch Stromzufuhr aktivieren und nicht noch zusätzlich über einen Einschaltknopf). Damit würde ich dann z.B. übers Internet die Wasserpumpe aktivieren, die den Garten in meiner Abwesenheit bewässert.

Die Aktion, die mein Lieblingsrezept mit dem Wio Link gerade auslöst, bekomme ich gar nicht zu sehen, denn eine mit Hilfe des Servomotor gebastelte Anzeige informiert meine Familie automatisch, wie weit weg von Zuhause ich noch (oder schon;-)) bin.

wio_link_clock

Ich freue mich über Fragen, Anregungen und Erfahrungsberichte in den Kommentaren.

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