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Ein ESP8266-Gyroskop für den Physikunterricht

ESP8266 trifft Sensor – mit diesem Gyroskop wird die Auswertung von Bewegungsexperimenten zum (Kinder-)Spiel. Der Mikrocontroller überträgt die Daten per WLAN, sodass sie gleich im Browser grafisch dargestellt werden können.

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In einem weißen Plastikgehäuse sind Elektronikbauteile

Wie bewegen und drehen sich genau Objekte, etwa ein Fußball auf dem Weg ins Tor? Für diese Aufgabe im Physikkurs hat Volker Ziemann ein günstiges WLAN-Gyroskop gebaut. Drin stecken der Mikrocontroller ESP8266 und 3-Achsen-Gyroskopsensoren. Die dreidimensionalen Experimente werden kabellos im Web-Browser ausgewertet, unabhängig vom Betriebssystem.

Grundlage des Projekts sind die Sensoren MPU-6050 und MPU-9250, die jeweils ein 3-Achsen-Gyroskop, und einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor aufweisen. Das MPU-9250 hat außerdem ein 3-Achsen-Magnetometer. Als ESP-Board wählte der Dozent der schwedischen Uppsala University das ESP-01. Es ist besonders klein – hilfreich, wenn der Aufbau später etwa in einen Fußball gesteckt werden muss.

Gyroskop mit ESP8266 (8 Bilder)

Grundlage des Wifi-Gyroskop: die Sensoren MPU-6050, MPU 9250 und das ESP-01-Board
(Bild: Volker Ziemann)

Ein Sensor erfasst zunächst die Flugdaten. Der ESP liest sie regelmäßig über eine I²C-Verbindung aus und speichert sie zwischen. Außerdem verbindet er sich mit dem lokalen WLAN. Ist der Zwischenspeicher voll, schickt der ESP die gesammelten Daten schließlich an den Rechner. Dort läuft ein Javaskript-Programm, das die Auswertung mitsamt übersichtlicher Kurvendarstellung übernimmt.

Eine ausführliche Projektbeschreibung mit dem verwendeten Code hat Ziemann auf seiner Webseite online gestellt. Die ESP-Programmierung erfolgt dabei über die bekannte Arduino-Umgebung. Mit dem ESP8266 und einem Lichtsensor baut auch das Schullabor der HAW Hamburg ein Messgerät für den Unterricht: Mit dem Photometer wird die Konzentration von verschiedenen Stoffen in wässrigen Lösungen bestimmt und auf einem Smartphone ausgewertet.

(hch)