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Wir basteln uns einen Datenlogger – Die Software, dem Logger sagen, dass er loggen soll

790px-Kaffeetasse_Milchkaffee_Cafe-au-Lait_CoffeeGut, mit dem Arduino, dem Loggershield und der Verdrahtung, sowie mit dem Sensor, haben wir jetzt alles beieinander und können unseren Logger zum Aufzeichnen bringen. Um das zu tun, müssen wir dem Arduino sagen, was er zu tun hat. Das tun wir mit der Arduino-Programmiersprache. Was ist das und warum brauchen wir das?

Wie wir im letzten Teil gesehen haben, ist ein Arduino nicht besonders intelligent. Zu jedem normalen Menschen kann man sagen: „Wärst Du so nett und bringst mir eine Tasse Kaffee?“ und er oder sie wird in der Lage sein, diesen Auftrag ohne weiteres auszuführen, vorausgesetzt, alles Notwendige ist vorhanden. Wenn man nun das gleiche von einer Maschine erwartet, muss man ihre Sprache sprechen (oder einen Übersetzer haben, der sich „Compiler“ nennt) und man muss über die Aufgabe für das Dings so nachdenken, als ob das Dings nichts von dieser Welt weiß. Was, genau betrachtet, ja für jede Maschine zutrifft. Also, um bei unserem Beispiel zu bleiben, um eine Maschine zu programmieren muss man sagen:

Wenn Du das Kommando „Wärst Du so nett und bringst mir eine Tasse Kaffee?“ hörst, tue folgendes:

1. Gehe in die Küche
2. Falls die Tür zu sein sollte, öffne sie, um in die Küche zu gelangen
3. Gehe zum Schrank
4. Öffne die Schranktür
5. Nimm eine Tasse heraus
6. Schließe die Schranktür
7. Platziere die Tasse unter der Kaffeemaschine
8. Drücke den ersten Knopf
9. Warte, bis die Flüssigkeit die Tasse gefüllt hat
10. Nimm die Tasse in aufrechter Position heraus
11. Bringe die Tasse der Person, die das Kommando gegeben hat

Blöd, oder? Sie würden wahnsinnig werden an einem Assistenten, der so präzise Anweisungen braucht. Das ist es, weswegen es manchen Menschen schwer fällt, zu programmieren – es ist sehr kompliziert, so einfach zu denken. Aber egal, wir wollen, dass unser Logger loggt, also lassen Sie uns Schritt für Schritt die Programmierung durchgehen. (Das komplette Programm können Sie aus dem Schnellstart heraus kopieren):

Der Teil, der durch /* eingeleitet wird und mit */ endet ist ein Kommentar, etwas, das für Menschen geschrieben wurde, nicht für den Arduino. Stellen Sie es sich so vor, wie man manchmal Wörter buchstabiert, damit Kinder sie nicht verstehen. Nun, bei Kindern kann man nie sicher sein, aber mit /* */ beim Arduino schon.

Sie verwenden Kommentare um sicher zu gehen, dass ein anderes menschliches Wesen versteht, was Sie mit einem bestimmten Teil der Programmierung bezwecken. Die Chance ist hoch, dass Sie dieses menschliche Wesen sind, denn nach einer gewissen Zeit werden Sie sich nicht mehr daran erinnern, warum Sie manche Dinge so und nicht anders gelöst haben. Kommentare sind Teil einer guten Dokumentation, etwas, was wir Sammlungsmenschen lieben, richtig?

Als nächstes fügen wir einige Bibliotheken, „libraries“, in unser Programm ein.

Wir haben ja schon gesehen, was ein Arduino-Gehirn braucht, um eine Tasse Kaffee holen zu können. Nun, jemand hat schon mal alle Schritte, angefangen von „1. Gehe in die Küche…“ in einer Bibliothek zusammengefasst. Wenn man jetzt seinen Arduino-Assistenten programmieren möchte, muss man nur am Anfang „#include <Kaffee.h>“ in das Programm einfügen und wann immer Sie sagen „Wärst Du so nett und bringst mir eine Tasse Kaffee?“ wird der Assistent in der Lage sein, alle notwendigen Schritte auszuführen, um Ihnen eine schöne, heiße Tasse Kaffee zu bringen. Die Bibliothek wird auch enthalten was er tun soll, wenn die Maschine abgeschaltet ist, der Wassertank leer ist, der Kaffee aus ist…

Nun muss ich zugeben, dass ich auch nicht alle Bibliotheken verstehe, die bei unserem Logger eingebunden wurden. Von manchen weiß ich nur so viel, dass ich sie brauche und das weiß ich, weil sie in einigen Beispielprogrammen eingebunden waren. Ich denke, das ist als ob man eine Restauratorin/Restaurator bräuchte – natürlich muss ich wissen, was er oder sie können sollte, aber man muss nicht vollständig verstehen, was er oder sie tut. Obwohl es natürlich auch so ist, dass, je besser man versteht was er oder sie macht, es desto effektiver ist, zusammen zu arbeiten.

Bei unserem Logger haben wir einige Bibliotheken eingebunden, damit er:

  • einige Funktionen der Programmiersprache C versteht (stdlib.h)
  • weiß, wie man mit Zeit umgeht, also versteht, dass es Sekunden, Minuten, Stunden, Tage,… gibt (Time.h)
  • weiß, wie man die Echtzeitumhr auf dem Loggershield abliest (DS1307RTC.h)
  • weiß, wie man über I2C kommuniziert (Wire.h)
  • versteht, was unser Sensor ihm zu sagen hat (DHT.h)
  • weiß, wie man mit Peripheriegeräten wie einem SD-Karten-Leser kommuniziert (SPI.h)
  • weiß, wie man eine SD-Karte liest und auf ihr schreibt (SD.h).

Als nächstes definieren wir, wo unser Sensor ist und welchen Typ wir verwenden. Die DHT-Bibliothek, die wir eingebunden haben kann nämlich unterschiedliche Sensoren verstehen: DHT11, DHT21 und DHT22, also müssen wir angeben, dass wir einen DHT22 verwenden und diesen an Pin 9 angeschlossen haben. Die Bemerkungen hinter den // sind wieder Kommentare für den Menschen, nicht für den Arduino:

Als nächstes bekommt der Sensor einen Namen, so dass wir ihm Befehle geben können.

Um die Sache einfach zu machen, haben wir ihn „dht“ in Kleinbuchstaben genannt, aber wir hätten ihn genau so gut „Walter“, „Gretchen“ oder „sensor1“ nennen können. Es ist nur wichtig, dass er konsequent so genannt wird und dass wir mit der Groß- und Kleinschreibung aufpassen. Denn für unseren Arduino ist „Gretchen“ etwas anderes als „gretchen“ und das Programm wird nicht laufen, wenn wir hier einen Fehler machen.

Die nächste Zeile stellt sicher, dass wir die SD-Karte verwenden können, obwohl wir ein Shield verwenden. In unserer Bibliothek ist nämlich der Pin 4 für eine bestimmtes Aktion vorgesehen, aber der wird vom Shield für etwas anderes verwendet. Also muss der Arduino statt dessen Pin 10 verwenden.

Bisher haben wir nur dafür gesorgt, dass der Arduino grundsätzlich ein paar Dinge weiß. als nächstes gehen wir ins „setup“. Stellen Sie sich einfach vor, ihr neuer Assistent kommt zur Tür herein. Bevor Sie ihm irgendwelche Aufträge erteilen können, müssen Sie ihn herumführen. Wo ist die Toilette? Wo ist die Küche? Wo ist die Kaffeemaschine… Das passiert alles innerhalb der geschweiften Klammern nach „void setup“.

Tatsächlich sagen wir unserem neuen Assistenten erst einmal, wie er/sie mit uns reden soll. Unser Arduino wird in der Lage sein, uns zu sagen was er tut, in dem er etwas verwendet, was „serial communication“ heißt. Er wird in der Lage sein, Informationen über das USB-Kabel zu schicken, die wir dann auf dem Serial Monitor unserer Arduino-Software lesen können. Die Zeile Serial.begin(9600) ist als ob wir unserem Assistenten sagen, dass er deutsch mit uns reden soll.

Als nächstes sagen wir unserem Arduino dass er Pin 7 und 8 als Ausgang (output) verwenden soll. Dort sind unsere beiden LEDs angeschlossen, aber das weiß unser Arduino nur, wenn wir es ihm sagen. Es gibt für einen Pin zwei Möglichkeiten: entweder er ist ein Ausgang oder ein Eingang (input). Wenn wir ihn als Ausgang definieren können wir an ihn Signale senden, die dann mit dem Ding, das dort angeschlossen ist, etwas tun. In unserem Fall können wir ein „HIGH“ Signal senden, dann schaltet sich die LED an, oder ein „LOW“ Signal, dann schaltet sie sch aus.
Wenn wir einen Pin als Eingang definieren, dann „hört“ der Arduino darauf, was an diesem Pin passiert. Wenn der Arduino dort ein Signal erhält, kann er darauf entsprechend reagieren. Aber in unserem Fall brauchen wir nur einen Ausgang für die LEDs.

Jetzt testen wir, ob unsere SD-Karte funktioniert. Zunächst schicken wir den Satz „Initializing SD card…“ an unseren Serial Monitor, so dass wir es sehen können.
Dann definieren wir noch einen Pin, Pin 10, als Ausgang, da unser SD-Karten-Leser es so braucht (das wissen wir aus dem Beispielprogramm).

Nun testet der Arduino, ob er die SD-Karte lesen kann. Wenn er sie nicht lesen kann, schickt er die Nachricht „Card failed, or not present“ an den Serial Monitor.
Aber „in freier Wildbahn“ haben wir kein USB-Kabel und keinen Computer, nur den Logger an sich. Also benutzen wir unsere rote LED um uns die gleiche Nachricht mitzuteilen. Wenn der Arduino den SD-Karten-Leser nicht erkennt, schaltet er für 5 Sekunden die rote LED an. In Arduino-Sprache werden Zeitintervalle in Millisekunden angegeben. Sie sehen, dass wir der LED ein „HIGH“ Signal senden, dann für 5000 Millisekunden warten (delay), um dann ein „LOW“ Signal zum Abschalten der LED zu senden.
Hier kommt nun auch das Wattestäbchen zum Einsatz: Wenn die rote LED anzeigt, dass die SD-Karte fehlt oder nicht richtig eingeschoben ist, kann man die SD-Karte erneut einsetzen und auf das Wattestäbchen drücken, das im Inneren des Gehäuses mit dem Reset-Knopf verbunden ist. Der Arduino macht einen Neustart und versucht es noch einmal.

Wenn der Arduino die SD-Karte dagegen lesen kann, sendet er die Nachricht „card initialized.“ an den Serial Monitor. Als nächstes schickt er „DHTxx test!“. Wieder haben wir keine Ahnung, ob die SD-Karte gelesen werden konnte, also schalten wir die grüne LED an Pin 8 für 5 Sekunden ein wenn alles in Ordnung ist.

Mit dem einfachen Befehl „dht.begin();“ teilen wir unserem Sensor mit, dass er anfangen soll, seine Umgebung zu überwachen.

Damit ist unser setup beendet und wir können unserem Assistenten sagen, was er oder sie den lieben langen Tag tun soll. Das tun wir in der „loop“-Funktion. Diese Funktion wird sich ständig wiederholen, wenn wir nichts hineinschreiben, was sie stoppt (oder wenn der Stecker gezogen wird).

Was wir immer wieder machen wollen ist zu lesen, wie hoch die relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur in unserem Raum ist, richtig? Um die Werte von unserem Sensor zu lesen, rufen wir „dht.readHumidity“ für die Feuchtigkeit und „dht.readTemperature“ für die Temperatur.
Wenn wir diese Werte noch ein paar Mal in unserem Programm brauchen, benutzen wir etwas, was sich „Variable“ nennt. Eine Variable ist so etwas wie eine Tasche. Wir können einen Wert darin speichern und mit uns herumtragen. In unserem Fall nennen wir eine Variable „h“ für Feuchtigkeit (humidity) und „t“ für Temperatur. Taschen gibt es in allen Größen und Formen, genau so Variablen. Sie würden die kleine, schwarze Handtasche für eine Essenseinladung nehmen und Ihren Rucksack für einen Tagesausflug, eben für jeden Anlass und Platzbedarf genau das richtige. Unsere Daten vom Sensor sehen z.B. so aus: 14.5 oder 34.8, sie kommen als Fließkommazahlen. Also wählen wir den Variablentyp „float“ (Fließkommazahl) für sie. Es gibt noch viele andere Variablentypen, aber für heute reicht uns erst einmal zu wissen, dass „float“ der richtige Typ für unsere Sensorwerte ist.
Zusammengefasst: Die folgenden Zeilen unseres Programmes speichern die Sensorwerte in den Variablen „h“ und „t“. Wenn wir diese Variablen im folgenden Teil des Codes aufrufen, werden sie die aktuellen Sensorwerte ausspucken.

Aber was passiert, wenn unser Sensor etwas ausgibt, das kein gültiger Wert für Feuchtigkeit oder Temperatur ist? Der nächste Teil des Programms überprüft genau das und reagiert dementsprechend.

Wenn entweder der Feuchtigkeitswert in „h“ oder der Temperaturwert in „t“ keine Zahl ist, wird uns der Arduino darüber informieren, indem er auf dem Serial Monitor schreibt: „Failed to read from DHT sensor!“ Der Ausdruck dafür, dass etwas keine Zahl ist heißt „isnan“ (für IS Not A Number). Statt „oder“ zwischen diesen beiden Bedingungen zu schreiben, müssen wir eine Sprache verwenden, die der Arduino versteht, das sind hier die beiden vertikalen Striche || (davon gibt es wieder einige, wie && für „und“, > für „größer als“ oder < für „kleiner als“ ).

Wieder können wir das in freier Wildbahn nicht sehen, also lassen wir unsere rote LED wie verrückt blinken, wenn die Sensorwerte keinen Sinn ergeben, z.B. weil der Sensor falsch angeschlossen wurde. Es mag wesentlich elegantere Methoden geben so etwas zu programmieren, aber ich bin schließlich nur Depotleiterin, kein IT-Profi.

Als nächstes lassen wir uns die ausgelesenen Werte auf dem Serial Monitor anzeigen, für den Fall dass ein Computer angeschlossen ist. Inzwischen sollten Sie in der Lage sein zu verstehen, was passiert:

Jetzt brauchen wir die Zeit von der Echtzeituhr. Übrigens: vergessen Sie nicht, dass Sie die Zeit am Anfang einmal einstellen müssen, wenn Sie die korrekte Zeit haben möchten, das passiert mit dem Beispielprogramm aus der RTC library. Im Grunde genommen sagen wir mit den folgenden Zeilen einfach „schau auf die Uhr und merke dir alles, was Du liest in der Variablen „tm“.“ Auf diese Weise können wir später nach dem spezifischen Tag, Monat, Stunde, Minute, Sekunde… fragen.

Was nun folgt, ist vielleicht ein wenig verwirrend zu erklären und anzusehen. Wir wollen unsere Daten auf der SD-Karte speichern, auf eine Art und Weise, bei der jeder Datenpunkt durch ein Komma vom nächsten getrennt ist. Auf diese Art können wir die Daten später in jedem beliebigen Tabellenkalkulationsprogramm verarbeiten, indem wir die Daten in einem Format einlesen, das CSV für „comma separated values“ heißt. Das Problem ist, unsere Daten sind Nummern. Sie erinnern sich, dass wir unsere Sensorwerte als Fließkommazahlen definiert haben? Genau!

Was wir aber brauchen, um die Daten abspeichern zu können sind Zeichen, in anderen Worten, einen „string“. Um noch genauer zu sein, wir brauchen einen string, eine Aneinanderreihung von Zeichen, der alle Daten umfasst, die wir speichern wollen. Wir möchten etwas erhalten, was in etwa so aussieht:
„34.8, 14.5, 2017, 04, 14, 2, 45, 23,“
Das können wir dann so in unser Tabellenkalkulationsprogramm importieren, dass wir eine Zeile erhalten, die 34.8 % Luftfeuchtigkeit, 14.5 Grad Celsius am 14. April 2017 um 14:45 (und 23 Sekunden) angibt.

Um das zu erreichen, nehmen wir eine neue Variable, unsere „Tasche“ heißt dieses Mal „dataString“ und soll alle unsere Daten aufnehmen. Ich muss zugeben, dass ich nicht verstanden habe, was Zeile 116 wirklich tut, aber sie hat etwas damit zu tun, welcher Platz für unsere Werte zur Verfügung steht.

Was als nächstes passiert ist, dass wir alle unsere Werte, die wir speichern wollen in unsere „Tasche“ namens „dataString“ packen. Das machen wir Stück für Stück, genau so, wie wir im wirklichen Leben unsere Tasche öffnen würden, um das Maßband, die Handschuhe, den Lippenstift,… hineinzutun. Das Tückische ist, dass wir erst unsere Nummern in Zeichen umwandeln müssen. Hmmm… vielleicht so, wie wenn man Flüssigkeiten in eine Tasche tun will. Man muss sie erst in einen Behälter packen. Naja, vielleicht nicht ganz so, aber so ähnlich.

Also tun wir unseren Feuchtigkeitswert in ein Behältnis. Wir nennen das Behältnis „stringH“. Die Funktion „dtostrf“ macht das mit unserer Variablen „h“, die, wie wir wissen, die Fließkommazahl unseres Luftfeuchtigkeitswertes ist. Dann tun wir unseren Behälter „stringH“ in unsere Tasche „dataString“:

Wir haben gesagt, wir wollen am Ende durch Komma getrennte Werte, also müssen wir jetzt noch ein Komma anhängen. Wir nehmen unsere „dataString“ Tasche und tun ein Komma rein, indem wir „+=“ als Kommando zum Anfügen verwenden. Los geht’s:

Das gleiche für unseren Temperaturwert:

Was ist jetzt in unserer Tasche? Etwas, was folgendermaßen aussieht: „34.8, 14.5,“. Man kann sicher gehen, wenn man sich das über den Serial Monitor bestätigen lässt, indem man folgende Zeile einfügt:

Das haben wir jetzt mal gelassen. Statt dessen sammeln wir nun in unserer Tasche nach und nach die Werte für den Tag, Monat, Jahr, Stunde, Minute und Sekunde, alle durch Komma getrennt. Randnotiz: Ich habe später herausgefunden, dass man nicht alle Werte hätte mit Komma trennen müssen, aber dazu vielleicht später in der Serie. Im Moment wissen wir erstmal nur, dass es funktioniert.

Puh, das ist eine Menge Programm. Unsere „Tasche“ dataString hat jetzt folgenden Inhalt: „34.8, 14.5, 2017, 04, 14, 2, 45, 23,“. Als nächstes schreiben wir das auf die SD-Karte. Dafür müssen wir erst einmal die Datei öffnen, auf die der string geschrieben werden soll.

Wenn der Arduino die Datei „Mylogger.csv“ auf der Karte findet, öffnet er sie, schreibt den Inhalt von „dataString“ darauf (er hängt ihn ans Ende aller darauf befindlichen Daten an) und schließt die Datei wieder. Auftrag ausgeführt!

Was daran großartig ist: wenn es keine Datei namens „Mylogger.csv“ auf der SD-Karte gibt, erzeugt sie der Arduino einfach. Nur in dem Fall, in dem eine solche Datei existiert, aber nicht geöffnet werden kann oder wenn die SD-Karte fehlt brauchen wir einen Fehlercode, der uns über den Serial Monitor informiert und die rote LED bis zum nächsten Durchgang anschaltet:

Zuletzt müssen wir noch definieren, wie lange der Arduino zwischen den Messungen warten soll. Je häufiger man ausliest, desto mehr Daten erhält man, was natürlich detaillierter ist, aber auch mehr Speicherplatz braucht. Im Beispiel warten wir 5 Minuten zwischen den Messungen, 300000 Millisekunden. Für ein 10-Minuten-Interval müsste man es auf 600000 Millisekunden setzen und so weiter.

Das ist alles, das ist das ganze Programm. Da ist natürlich noch viel Spielraum für Verbesserungen, zum Beispiel wenn wir die Temperatur in Fahrenheit messen oder den Taupunkt berechnen möchten. Aber das wird ein anderer Teil der Serie sein…

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Zwei Fragen für Registrare und Sammlungsverwalter

Liebe Kollegen,

I sure would like to be warned if humidity rises from 27 % to 43 % within 10 minutes!

Natürlich will ich gewarnt werden, wenn die relative Luftfeuchtigkeit innerhalb von10 Minuten von 27% auf 43% steigt.

Ich würde gerne ihre Köpfe, ihre Erfahrungen, ihr Bauchgefühl nutzen…

Das hat mit den Datenloggern zu tun, die ich zurzeit baue und teste.

Wir haben alle Grenzen für Temperatur und Feuchtigkeit unter oder über die die gemessenen Werte nicht sinken bzw. steigen sollten. Ganz sicher wollen wir wissen, ob die Feuchtigkeit in unserem Metalldepot über 55 % steigt oder die Temperatur unter 11 °C (51.8 °F) sinkt. Logischerweise soll unser Gerät uns eine Warnung senden, wenn das passiert.

Aber es gibt noch etwas, das wir unbedingt auch wissen möchten: wir wissen, die größten Schäden richten plötzliche Klimaänderungen an, rasche Anstiege und Abfälle von Temperatur und Feuchtigkeit. Vielleicht bleiben sie insgesamt innerhalb des Rahmens, den wir für Schwankungen gesteckt haben, aber da sie besonders rasch passieren möchten wir doch gleich davon erfahren. Andererseits: wenn wir zu oft Warnungen bekommen, besteht die Gefahr sie zu ignorieren. Also suche ich einen guten Mittelweg und darum bitte ich um Ihre Meinung:

Stellen Sie sich vor, sie hätten ein Gerät, das ihnen rasche Klimaschwankungen im Zeitraum von 10 Minuten auf dem von Ihnen gewünschten Medium (E-Mail, Twitter, Handy) anzeigt,
was sollten dann die auslösenden Werte sein?

Wann sollte Alarm ausgelöst werde?

Wenn sich die relative Luftfeuchtigkeit ändert um

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Wenn sich die Temperatur ändert um

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Übertragung aus dem Englischen ins Deutsche von Brigitte Herrbach-Schmidt.

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Wir basteln uns einen Datenlogger – Arduino, das Shield und die Verkabelung

Bitte entschuldigen Sie die Verzögerung im Fortführen dieser Serie. Tatsächlich hatte die Verzögerung unter anderem damit zu tun, dass ein Kollege und ich zusammen ein Hands-On zum Thema Übersetzung/Gangschaltung beim Fahrrad entwickelt haben, das auf dem Arduino basiert…

Also, die Basis des Loggers ist ein Arduino, den wir Ihnen neulich als „Dings, das Dinge tun kann“ vorgestellt haben. Für dieses Projekt verwenden wir einen Arduino Uno:
Photo by Clic17 via Wikipedia, CC-BY-SA 4.0Photo by Clic17 via Wikipedia, CC-BY-SA 4.0

Nun, ein Arduino Uno kann viel mehr als nur Sensordaten auslesen, wie wir das tun möchten, aber mit ihm ist es eben sehr einfach, Projekte in die Realität umzusetzen, ohne immer gleich löten zu müssen, er wird mit einer einfach zu lerneneden Programmiersprache programmiert und es gibt eine breite Gemeinschaft auf der ganzen Welt, die mit ihm experimentiert, so dass man meistens Antworten zu auftauchenden Fragen im offiziellen Arduino-Forum https://forum.arduino.cc/ oder irgendwo sonst im Internet findet.

Um mit dem Arduino zu arbeiten werden wir den Sensor und andere Bauteile mit den Ports des Arduino verbinden. Zur Verfügung stehen uns digitale Aus- und Eingänge (0 to 13), analoge Aus- und Eingänge (A0 to A5) und einige Anschlüsse für die Stromversorgung (bezeichnet mit 3,3 V, 5 V und GND). Wir werden später sehen, was wir wie verbinden.

Zunächst brauchen wir aber ein anderes nützliches Ding, ein Datenlogger-Shield. Also, was ist denn ein Shield, fragen Sie? Nun, so wie der Arduino aus der Verpackung kommt ist er ein Generalist. Er kann alles machen, ob es nun darum geht, die Geschwindigkeit eines Fahrrads zu messen oder Klimadaten zu speichern. Man verbindet einfach alles, was man für ein Projekt braucht mit dem Arduino. Je nach Projekt können das ziemlich viele Kabel, Widerstände, Kondensatoren, Schalter… sein. Deshalb haben einige nette Leute bereits fertige Platinen entwickelt, die schon sehr viel von den Dingen an Bord haben, die man für ein spezifisches Projekt braucht und die man ganz einfach mit dem Arduino verbinden kann, indem man sie ihm auf den Rücken „klickt“. Jetzt sitzt dieses Shield wie ein Rucksack auf dem Arduino und ist bereit, seine Aufgabe wahrzunehmen und es stehen immer noch eine ganze Reihe von Ports zur Verfüngung, obwohl einige jetzt natürlich für die Zusammenarbeit zwischen Arduino und Shield belegt sind.

Und was ist nun ein Datenlogger-Shield? Sehen Sie hier:

Taken from Adafruit website https://www.adafruit.com/product/1141

Von der Adafruit-Website https://www.adafruit.com/product/1141


Ein Datenlogger-Shield hat zwei sehr nützliche Einrichtungen: Ein SD-Card-Lesegerät, um die Klimadaten mit zu schreiben und eine Echtzeituhr. Wir brauchen eine Echtzeituhr weil ein Arduino im Grunde genommen ziemlich dämlich ist. Wenn wir ihm sagen, wie spät es ist, erinnert er sich daran nur so lange, wie er Strom hat. Wenn wir ihn von der Stromquelle abklemmen, glaubt er sofort, es ist 0 Uhr. Die Echtzeituhr hat eine kleine Batterie dabei, die sicher stellt, dass der Arduino sein Zeitgedächtnis behält, auch wenn er abgestöpselt ist.

Nachdem wir das Shield auf den Arduino gesteckt haben, können wir damit beginnen, unseren Logger zu verkabeln. Das können wir tun, indem wir die Kabel direkt auf das Shield löten, das praktischerweise auch noch eine kleine Lochrasterplatine für diesen Zweck an Bord hat. Oder aber wir benutzen ein kleines Breadboard und stellen die Verbindung mit Breadboard-Kabeln her, wie wir das im Beispiel gemacht haben. Für den Langzeit-Einsatz würde ich immer das Löten bevorzugen, da diese Verbindung weniger anfällig für Wackelkontakte ist. Die Verkabelung sollte so aussehen:

logger

Der Daten-Pin des Sensors ist mit dem digitalen Port 9 verbunden, die grüne LED über einen 100 Ohm Widerstand mit dem digitalen Port 8, die rote LED über einen 200 Ohm Widerstand mit dem digitalen Port 7. Die „angewinkelten (kürzeren) Beinchen“ der LEDs, die deren Minuspol sind, und der Ground-Pin des DHT22 werden mit dem GND (Ground) Port des Arduino verbunden. Der Power Pin und der Daten-Pin des DHT22 über einen 10 Kiloohm-Widerstand werden mit dem 5V-Port des Arduino verbunden.

Bei unserem Logger haben wir das Breadboard mit dem Sensor und den zwei LEDs außerhalb des Gehäuses angebracht, während Arduino und Shield innerhalb des Gehäuses sitzen. Man kann sehen, wie die Breadboardkabel innen und außen verbinden:

DatLog_2

Schließlich benötigen wir noch etwas, um den Reset-Button zu bedienen, falls wir das Programm neu starten müssen. Dafür haben wir ein Wattestäbchen mit einem breiten Plastikdübel am Ende verwendet.

Als nächstes sehen wir uns dann die Programmierung an.

Angela Kipp

Mehr zum Thema:
Ein Dings, das Dinge tun kann – Ein Blick auf den Arduino aus Sicht eines Sammlungsmenschen
Wir basteln und einen Datenlogger – Schnellstart
Wir basteln uns einen Datenlogger – Der Sensor, Herz des Loggers

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Wir basteln uns einen Datenlogger – Der Sensor, Herz des Loggers

The first thing that can do things that actually DOES things for the TECHNOSEUM: A data logger that records the climate in a certain area of our museum.

Der „Q-Tip-Logger“, ein einfacher Datenlogger, der Temperatur und Feuchte auf SD-Card schreibt.

Zu meiner Überraschung hat der letzte Beitrag über den Selbstbau-Logger für einige Diskussionen gesorgt. Wie bereits im ersten Teil erwähnt ist dies keine Konkurrenz zu kommerziellen Loggern. Es ist eine alternative Lösung für Leute, die gerne basteln bzw. nach Ideen für Kooperationsprojekte mit Schulen und MINT-Clubs suchen. Wer keinen Spaß daran hat, sich in ein neues, vielleicht ungewöhnliches Thema einzuarbeiten und ein wenig zu basteln, für den wird dieses Projekt uninteressant sein. Wer einen genügend hohen Sammlungspflege-Etat hat, um sich professionelle Logger zu kaufen und diese regelmäßig zur Wartung einzuschicken für den mag es trotzdem interessant sein, um die Selbstbau-Lösungen mit den professionellen Varianten abzugleichen. Für denjenigen oder diejenige, der/die kein Geld im Sammlungspflege-Etat hat, dafür aber Sponsoren für die Bauteile werben kann, wenn er oder sie ein Kooperationsprojekt mit einer Schulklasse hat, für den/die eröffnet sich die Möglichkeit, eine Alternative zu billigen Baumarkt-Loggern zu bauen und gleichzeitig junge Leute für die Bedeutung der Sammlungspflege zu sensibilisieren.

Die kritischen Nachfragen, die ich durchaus begrüße, haben mich bewogen, die Reihenfolge dieser Anleitung umzudrehen: statt mit den Grundbauteilen Arduino und Datalogger-Shield beginnen wir mit dem Herzstück des Loggers: dem Sensor.

Beim Sensor entscheidet sich, wie gut der Logger für den Einsatz geeignet sein wird. Egal wie sorgfältig man arbeitet, wenn der Sensor schlecht ist, werden auch die Ergebnisse unbefriedigend sein. Andererseits haben gute Sensoren auch ihren Preis. Es gilt also, wie so oft, abzuwägen, was man für den vorgesehenen Einsatzzweck wirklich braucht. Hilfreich fand ich bei der Entscheidung die Tests, die Robert Smith mit den gängigsten Modellen für Selbstbauer, dem DHT11, DHT22 und SHT71 durchgeführt hat: http://www.kandrsmith.org/RJS/Misc/Hygrometers/calib_dht22_dht11_sht71.html. Dieser Vergleich zusammen mit seiner vorhergehenden Untersuchung von sechs DHT22-Sensoren haben mich schließlich dazu bewogen, den DHT22/AM2302 für meine Projekte einzusetzen, der sowohl Temperatur als auch relative Luftfeuchtigkeit misst.

Der DHT22, auch unter der Bezeichnung AM2302 zu finden.

Der DHT22, auch unter der Bezeichnung AM2302 zu finden.

Er erreicht zwar im Praxistest nicht die im Datenblatt auf Seite 3 genannten +/- 2% bei der Messung der relativen Feuchtigkeit (das wäre, nebenbei bemerkt, auch ein Wunder, die professionellen Logger, die diese Genauigkeit versprechen liegen in der Regel im hochpreisigen Segment…), bietet aber dennoch ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis. Er ist über den Elektronik-Fachhandel, über den Shop von Adafruit oder über ebay einfach zu beziehen und einfach einzubauen.

Grundsätzlich muss man beachten, dass alle Sensoren nicht für die Ewigkeit gebaut sind, weshalb man die professionellen Logger ja auch regelmäßig zur Kalibrierung einschicken sollte. Um aber festzustellen, ob der Logger überhaupt noch zuverlässig arbeitet, gibt es zum Glück auf der Seite von Connecting to Collections Care eine Anleitung von Samantha Alderson und Rachael Perkins wie man das anhand von gesättigten Salzlösungen überprüfen kann: http://www.connectingtocollections.org/wp-content/uploads/2012/03/Calibration-using-saturated-salt-solutions.pdf
Dies sollte man tunlichst auch mit den Sensoren der Selbstbau-Logger tun, hier kann man sich sogar einen entsprechenden Prüfstand bauen, um immer nur die Sensoren und nicht gleich die ganzen Logger dem Test auszusetzen.

Vor dem ersten Einsatz des Selbstbau-Loggers sollte man ihn mit einem entsprechenden professionellen Gerät abgleichen. Ich habe bei meinen Loggern in zwei Fällen eine lineare Abweichung bemerkt (d.h. z.B. immer 1% unter dem Referenz-Gerät), die ich über die Programmierung korrigiert habe. Dann gilt es, wie gesagt, den Sensor regelmäßig zu überprüfen. Alle Sensoren haben die Tendenz mit der Zeit zu driften. Arbeitet der Sensor nicht mehr zuverlässig, sollte man ihn austauschen. Hier ist der Preis von um die 8 € für den Sensor hilfreich.

Soviel zum Sensor. Im Nächsten Teil befassen wir uns dann mit den Komponenten Arduino und Datenlogger-Shield.

Angela Kipp

Dieser Beitrag ist auch auf Russisch erhältlich, übersetzt von Helena Tomashevskaya.

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Wir basteln und einen Datenlogger – Schnellstart

The first thing that can do things that actually DOES things for the TECHNOSEUM: A data logger that records the climate in a certain area of our museum.

Der „Q-Tip-Logger“, ein einfacher Datenlogger, der Temperatur und Feuchte auf SD-Card schreibt.

Wie versprochen stelle ich Ihnen hier vor, wie man einen einfachen Datenlogger mit dem Arduino baut. Nun möchte ich das gerne Schritt für Schritt tun und Sie dabei an der Entwicklung und den Überlegungen, die bei „unserem“ Logger eine Rolle gespielt haben, teilhaben lassen. Viele dieser Überlegungen haben mit den Anforderungen aus der praktischen Museumsarbeit zu tun und dürften deshalb selbst dann interessant sein, wenn man gar nicht vor hat, selbst einen Logger zu bauen, sondern das ganze an die nächste engagierte MINT-Gruppe oder den museumseigenen Bastelclub weiter zu geben. Für die ganz ungeduldigen aber, die entweder selbst schon viel gebastelt oder technikaffinen Nachwuchs haben, stelle ich hier schon einmal die Teileliste, die Verdrahtung und den Code online.

Noch ein Wort vorweg: Natürlich gibt es jede Menge kommerzielle Lösungen für die Klimaüberwachung und ich maße mir nicht an, mit ihnen konkurrieren zu wollen. Allerdings sehe ich häufig, dass Kolleginnen und Kollegen sich die professionellen Lösungen nicht leisten können und statt dessen zu billigeren, weniger geeigneten Modellen greifen. Hier bietet der Selbstbau eine interessante Alternative. Denn, da man die Kontrolle über die verwendeten Komponenten hat, bestimmt man selbst, wie gut die Lösung ist. Und, da man es selbst gebaut hat, kann man das Gerät auch selbst warten und reparieren.

Ein weiteres Wort vorweg: Schaltung und Code haben mit den angegebenen Komponenten bei uns tadellos funktioniert. Ich übernehme jedoch keinerlei Haftung für eventuell entstehende Schäden beim Nachbau.

Was das Gerät tut:
Der Logger zeichnet im 5 Minuten Abstand Temperatur in Grad Celsius und relative Luftfeuchtigkeit in Prozent auf und schreibt diese Werte zusammen mit Datum und Zeit als kommagetrennte Werte in die Datei MyLogger.csv. Diese Datei kann dann zur Weiterverarbeitung auf dem Rechner in ein Tabellenkalkulationsprogramm eingelesen werden 1

Benötigte Komponenten:

  • 1 Arduino Uno
  • 1 Logging Recorder Shield mit SD-Card reader und Zeitbasis
  • 1 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor (hier: DHT 22 / AM 2302)
  • 1 Minibreadboard
  • 1 LED rot
  • 1 LED grün
  • 1 Widerstand 200 Ohm
  • 1 Widerstand 100 Ohm
  • 1 Widerstand 10 Kiloohm
  • Breadboard-Kabel
  • 1 SD-Card (aufgrund der geringen Datenmenge ist die Kapazität fast gleichgültig, ich habe ein 2 GB Karte verwendet)
  • 1 Netzteil (230 V auf 9 V)
  • Gehäuse je nach persönlichen Vorlieben

Verdrahtung:

logger

Arduino Code:

Der Code basiert im wesentlichen auf den Beispielprogrammen, die bei den verschiedenen eingebundenen libraries mitgeliefert wurde. Ein paar Lösungen mögen allerdings aus Internetrecherchen stammen, bei denen ich den Urheber nicht vermerkt habe. Sollte als jemand „seinen“ Code wiedererkennen, so möge er oder sie sich melden, damit ich die entsprechenden Credits einfügen kann.

Das Gehäuse:
Hier sind der Kreativität keine Grenzen gesetzt. Ich habe einen ungefähr passenden Karton dafür verwendet und die Öffnungen für die Kabel und die SD-Karte mit einem Messer ausgeschnitten. Wichtig ist lediglich, dass der Reset-Knopf auf dem Shield irgendwie zu bedienen ist. Man kann ihn einfach frei lassen, in unserem Fall ist es ein Q-Tip, an dem unten noch ein breiter Plastikdübel befestigt ist, um den Knopf zuverlässig zu treffen.

Verbesserungen:
Man merkt diesem Bauprojekt an, dass es mit heißer Nadel gestrickt war, um schnell verfügbar zu sein. Es sind also zahlreiche Verbesserungen denkbar.
Statt des Minibreadboards bietet es sich natürlich an, die Komponenten gleich auf das Logger-Shield zu löten, wo angenehmerweise bereits eine Lochraster-Platine integriert ist. Dabei sollte man nur beachten, dass der Sensor nicht direkt auf der Platine sitzt, sondern außerhalb des Gehäuses angebracht werden kann. Schließlich soll er die Umgebungstemperatur und -feuchte überwachen.
Dann ist dieser Logger natürlich relativ stumm, d.h. um zu wissen, wie es mit dem Klima steht, muss man die SD-Karte auslesen oder einen Rechner anstecken und schauen, welche Werte auf dem Serial Monitor ausgegeben werden. Ein LCD-Display-Shield wäre hier eine komfortablere Lösung, dann könnte man sich auch die LEDs sparen und die Fehlermeldungen hier lesbar ausgeben.
Und schließlich könnte man das ganze noch per LAN- oder WLAN-Shield netzwerkfähig machen.

Viel Spaß beim experimentieren!
Angela Kipp

  1. Deutschsprachigen Tabellenkalkulationsprogramme haben manchmal Probleme damit, dass die Messwerte einen Punkt als Komma verwenden, also als 21.5 °C statt 21,5 °C erscheinen. Hier muss man dann im Programm entweder auf Englisch umstellen oder per „suchen und ersetzen“ den Punkt gegen ein Komma austauschen.
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Schönes Bild des Tages: Kistenkonstruktion

Ich arbeite mit einer ganzen Reihe von großartigen Leuten zusammen. Das weiß ich natürlich, aber ab und zu wird man nochmal daran erinnert. Während des Aufräumens unserer Packstation fiel mir ein Stückchen Papier in die Hände, auf dem eine unserer Hilfskräfte eine Spezialbox für eine unserer Röhren konstruiert hatte. Ich konnte mich nicht dazu überwinden, es weg zu werfen, ich musste es einfach mit all den Verpackungsenthusiasten da draußen teilen:

kiste roehren

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Tipps und Tricks für die Lagerung von Objekten #reorgtips

Von Simon Lambert

Wir Fachleute für die Sammlungen sind ein kreatives Völkchen. Auf Grund unserer großen Leidenschaft für unseren Beruf lassen wir uns durch beschränkte Ressourcen nicht von unserer Verpflichtung für den Erhalt unserer Sammlungen abbringen und davon, sie der Gesellschaft zugänglich zu machen. Ständig werden in Museen, Bibliotheken und Archiven ganze Berge an innovativen Ideen entwickelt, wie verschiedenen Arten von Objekten am besten zu lagern seien. Trauriger Weise erfährt der Rest der Welt davon nur selten etwas. Dabei gibt es in Ihren Depots Ideen, von denen andere profitieren könnten, wenn sie vor ähnlichen Herausforderungen stehen.

Wenn Sie mit Sammlungen arbeiten, haben Sie oder Ihre Kollegen sicher irgendwann eine Lösung gefunden, auf die Sie besonders stolz sind – egal wie einfach und bescheiden sie sein mag. Sie haben neue Wege gefunden, den vorhandene Platz besser zu nutzen, vorhandene Materialien wieder zu verwenden und die vorhandenen Mittel besonders nutzbringend ein zu setzen. Hier haben Sie nun eine Chance, ihre Ideen mit den Kollegen in aller Welt zu teilen und auch von deren Ideen zu lernen.

Senden Sie uns ein oder zwei Fotos Ihrer Lösung im Bereich der Lagerung mit einem kurzen Satz, der Auskunft gibt

  • Über die Art des Objekts
  • Über das verwendete oder wiederverwendete Material
  • Warum diese System eine Verbesserung darstellt

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Fotos zu teilen

  • Auf der Internationalen Facebook Seite von RE-ORG: http://www.facebook.com/reorgstorage
  • Auf Twitter, Instagramm oder Facebook unter dem Hashtag #reorgtips
  • Mit E-Mail unter: reorgstorage (at) gmail (dot) com

Letzter Termin für Ihre Einsendung ist der 31. März 2016
Die Ergebnisse werden auf einem Tumblr blog geposted und auf der ICCROM Website gehosted.

Wichtiger Hinweise: Wenn Sie Ihre Abbildung schicken bestätigen Sie, dass es Ihre eigenen sind, dass Sie sie übermitteln dürfen und dass sie bereit sind, sie unter der den Vorgaben der Creative-Commons Lizenz (Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International licence) mit anderen zu teilen

Hier ein paar Beispiele:

Lagerung von Rudern und Speeren

“Wir passten ein Regalteil an, um unsere Sammlung von Rudern und Speeren zu lagern. Wir brauchen nun weniger Platz und haben Raum für andere Objekte gewonnen”

Masken lagern in einer gebrauchten Transportkiste
“Wir haben große Holzkisten umgenutzt. Wir haben gesicherte Ketten an den Kisten angebracht um die Masken auf zu hängen. Jetzt sind sie vom Boden weg und wir riskieren nicht mehr, darauf zu treten.”
Lagerung von Stiften
“Wir haben in einer Schachtel Kompartimente geschaffen, indem wir Karton wie eine Zieharmonika falteten. Jetzt können wir jeden Stift einfach greifen. Außerdem reiben die Stifte so nicht aneinander.”

Dies ist eine von ICCROM zusammen mit dem Kanadischen Institut für Restaurierung (CCI) auf den Weg gebrachte RE-ORG International Initiative.

Dieser Beitrag ist auch auf Italienisch erhältlich, übersetzt von Marzia Loddo.

Übertragung aus dem Englischen ins Deutsche von Brigitte Herrbach-Schmidt.

Dieser Beitrag ist auch auf russisch erhältlich, übersetzt von Helena Tomashevskaya.

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Lagerungslösungen: Ein Zuhause für den Barcode-Scanner

Motiviert durch die Erfahrungen von Sheila Perry (vgl.: „Wenn es sich bewegt – gibt ihm einen Barcode! „), sind wir im TECHNOSEUM nun dabei, die Verwendung von Barcodes bei der Objektverwaltung ein zu führen. Wir brauchen dazu tragbare Sannner, die vor allen Gefahren, die das Depot eines Technischen Museums bietet, geschützt sein müssen. Wir kauften Standard-Aluminium-Koffer in ROT, so dass man sie leicht findet (die Farbe hat sich bei Klemmmappen und Cuttern schon bewährt). Dann reichte ich die Aufgabe, einen Schutz für Scanner und Zubehör zu finden an meine Hilfskraft Linda weiter. Dies ist das erste Prunkstück, das sie schuf:

scanner

Das Material ist der schwarze Polypropylenschaum, den wir bei Ausstellungen für die Halterung von Objekten verwenden. Man kann erkennen, dass sie sogar kleine Grifflöcher schnitzte, so dass man alles Zubehör, wie USB-Sticks, leicht entnehmen kann. Das sind nun sicher unsere am besten verwahrten Geräte! Inzwischen begann Linda mit der Serienproduktion, denn wir haben noch ein paar Scanner…

Übertragung aus dem Englischen ins Deutsche von Brigitte Herrbach-Schmidt.

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Vögel in der Sammlung!

One single bird can keep a registrar occupied for quite a while.(c) Hans Bleh http://www.highspeedfotografie.de/

Ein einziger Vogel kann eine Depotverwalterin eine ganze Weile beschäftigen.
(c) Hans Bleh http://www.highspeedfotografie.de/

Neulich ging es um unsere Wunschvorstellungen und Träume als Registrare. Ich habe da einen ganz speziellen Wunsch: Ich möchte nur ein einziges Mal wenn mein Direktor auftaucht saubere Arbeitsklamotten anhaben, an meinem aufgeräumten Schreibtisch sitzen und sagen können: „keine besonderen Vorkommnisse“. Tja, leider ist das in den letzten 10 Jahren noch nie vorgekommen. Wann auch immer er auf mich trifft starre ich vor Staub und/oder Maschinenöl und es gibt Kollegen, die beschwören, dass ich ihm einmal sogar gesagt haben soll er möge sich beeilen, ich hätte noch zu arbeiten. Es sei wie es will, ich bin jedenfalls froh, dass er neulich nicht da war, als ich mit einem Besen bewaffnet brüllend im Depot auf und ab rannte, all das, um einen Vogel aus der Halle zu scheuchen. Nicht nur, dass ich mich wie ein Idiot aufführte, ich sah auch noch aus wie ein zeitgenössisches Kunstwerk aus Spinnweben, weil der Vogel in die hintersten Ecken flog, die jahrelang keinen Besen mehr gesehen hatten. Als ich da stand und zu dem Vogel hinaufsah, der es tatsächlich fertig brachte ein weit aufgerissenes Tor zu ignorieren, fragte ich mich plötzlich, ob ich eigentlich die einzige Depotverwalterin bin, die von einem Vogel veralbert wird und ob ich es besser machen könnte.

Logischerweise erhält man sehr einseitige Antworten, wenn man sich selbst fragt, also fragte ich meine Kolleginnen und Kollegen vom RCAAM. Ich erhielt eine ganze Reihe hilfreicher Ratschläge und einige großartige Geschichten über Vögel in Sammlungen. So bin ich jetzt in der Lage, eine Schritt-für-Schritt-Handreichung zur Verfügung zu stellen, wie man mit Vögeln in der Sammlung umgeht (sofern sie nicht tot und ausgestopft sind, natürlich):

  1. Schließe alle Türen, die zu dem Raum führen, in dem der Vogel ist.
  2. Öffne alle Türen und Fenster, die nach draußen führen.
  3. Schalte alle Lichter im Raum aus, so dass die Ausgänge für den Vogel erleuchtet erscheinen.
  4. Klatsch in die Hände, schwinge den Besen, führe Dich wie ein Idiot auf, mach alles, um den Vogel in Richtung der Öffnungen zu scheuchen. Je höher das Fenster oder das Tor, desto wahrscheinlicher, dass der Vogel hinausfliegt.
  5. Wenn der Vogel draußen ist, verschließe alles Fenster und Türen.
  6. Suche nach Löchern, die es dem Vogel ermöglicht haben einzudringen und verschließe sie (wie Elizabeth Alberding so schön schreibt: „Wenn Du Dein Gebäude nicht versiegeln kannst, wirst du in deinem Museum bald als die „Vogelflüsterin“ bekannt sein.“)

Kara Vetter wies darauf hin, dass es akustische Vogelschrecks gibt, die man in der Nähe der Tore installieren kann, falls die Vögel dort hineinkommen.

Anne T. Lane lieferte eine Geschichte, die eigentlich aus der Fernsehserie „MacGyver“ stammen könnte:

It's a good idea to inform the colleagues with a sign.

Wenn man die Tür geschlossen hta, weil ein Vogel im Raum ist, ist es eine gute Idee, die Kollegen zu informieren.

„Wir hatten dieses Problem in einem sehr offenen Gebäude in dem ich gearbeitet habe, man konnte die einzelnen Stockwerke nicht gegeneinander abriegeln. Die Vögel kamen nicht in die Sammlungsbereiche, aber sie konnten und kamen in die Spalten um die Fenster hoch oben im Zwischengeschoss, wo sie immer schwächer wurden und starben. Einen haben wir mal gefangen, indem wir eine Art Fischernetz aus einer Drahtschlinge, einem Besenstiel und etwas leichter Plastikfolie gebaut haben. Oh ja, und mit Blue Tape (einer Art Malerkrepp, Anm. d. Übers.). Mein Registrar ist auf einer hohen Leiter unter die Rotunde geklettert und hat das Netz wild nach dem Vogel geschwungen – ich war in Panik, dass er sich selbst von der Leiter und direkt auf den Fliesenboden schwingen würde. Aber hat er es nicht tatsächlich geschafft, den armen Kerl zu fangen! Ich habe ihn dann nach draußen gebracht und er ist weggeflogen.“

Kein Vogel sondern eine Fledermaus narrte Janice Klein als sie Direktorin eines kleinen Museums war:

„Das Museum hatte einen ziemlich offenen Grundriss und mein Büro war der einzige Raum mit einer Tür (von den Toiletten einmal abgesehen), als also eines späten nachmittags eine kleine braunnasige Fledermaus auftauchte und alle anderen schon nach Hause gegangen waren, musste ich sie genau da hinein treiben. Als ich sie schließlich in dem Raum hatte, bekam sie Panik und stieß wie wild Echolotsignale aus (und, ehrlich gesagt, ich machte auch solche hohen spitzen Schreie, da ich überhaupt nichts über Fledermäuse wusste). Ich schaffte es, sie unter einem Kistendeckel einzusperren, aber dann wusste ich nicht mehr weiter. Es war frostig kalt draußen, was möglicherweise der Grund war, warum sie in das schön warme Gebäude gekommen war, deshalb wollte ich ihr nicht so einfach die Tür weisen. Ich rief einen der Vorstandsmitglieder an (es zahlt sich immer aus, einen Naturforscher im Vorstand zu haben, der bereit ist, wilden Tieren eine Zuflucht in seinem Keller anzubieten) und während wir beide auf ihn warteten, wurde mir plötzlich klar warum einer der Bewegungsmelder letzte Nacht Alarm ausgelöst hatte.“

Und Suzanne Quigley steuerte noch einen Praxistipp bei, falls man es mit Spechten zu tun hat:

Of course, there are birds in collections that are not an issue.

Natürlich gibt es auch Vögel in der Sammlung, die kein Problem sind.

„Ich lebe auch in einem ländlichen Gebiet (eine erst vor kurzem erfolgte Veränderung des Lebensstils). Nachdem ich mein ganzes Leben lang in Großstädten gelebt habe, gab es vieles zu lernen. Passend zu dieser Diskussion habe ich ein bißchen was über Spechte gelernt. Das war wichtig, denn ich wohne in einem Haus mit Holzverkleidung. Nachdem wir festgestellt hatten, was die furchtbaren Geräusche machte und sahen, was die kleinen Teufel mit der Hauswand anstellten – war Krieg! Die Schlacht wurde gewonnen, auf eine etwas bizarre, aber lustige Art und Weise. Niemandem fällt auf (weil sie nicht darauf achten), dass um die ganze Außenseite herum an mehr oder weniger unauffälligen Stellen ein Duzend etwa 25 cm lange Streifen silbernes Geschenkband angebracht sind, die mit der Klinge einer Schere gekräuselt wurden (wie man das eben auch beim Geschenke einpacken tut). Das war vor drei Jahren und seither: keine Spechte mehr!“

Also, ich habe viel mehr gelernt als ich dachte. Dank an Kara Vetter, Anne Lane, Elizabeth Alberding, Julie Blood und Suzanne Quigley für die Antworten und Maria O’Malley für die Anregung, daraus einen Beitrag für Registrar Trek zu machen.

Ach, übrigens, ich habe es schließlich doch geschafft, den kleinen Kerl aus dem Depot zu scheuchen und meinem Kollegen in Rufbereitschaft dadurch einen gesunden Nachtschlaf zu ermöglichen. Einen Vogel jagen müssen ist das eine, aber mitten in der Nacht wegen eines Einbruchalarms aus dem Bett gerissen zu werden ist viel, viel schlimmer.

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Silikagel (Kieselgel) – das ist kein Wunder, sondern Physik!

Mir begegnen immer wieder falsche Vorstellungen davon, wie Silikagel funktioniert. Eine ist, dass Silikagel in einer Vitrine ununterbrochen Wasser absorbiert, bis entweder die Kapazität des Silikagels erschöpft, oder bis eine relative Luftfeuchtigkeit von 0% erreicht ist – und das stimmt nicht.

Am nützlichsten ist es wohl zu wissen, dass die physikalischen Gesetze, die das Funktionieren von Silikagel bestimmen genau die gleichen sind, die auch das Verhalten von Papier, Leder, Holz, Fotografien und vielen anderen Dingen im Museum regeln. Was passiert, wenn man ein Stück Papier in eine neue Umgebung bringt? Je nach den Bedingungen unter das Papier zuvor aufbewahrt wurde, wird es Feuchtigkeit aufnehmen oder abgeben, bis es sich in einer Art Gleichgewicht mit der neuen Umgebung befindet. Wenn wir dann die RH erhöhen, wird auch der Wasseranteil am Papier zunehmen, bis wiederum ein Gleichgewicht erreicht ist. Und entsprechend, wenn wir die RH reduzieren wird das Papier Wasser verlieren, bis auch da das Gleichgewicht hergestellt ist.

Es geht also immer und das Gleichgewicht zwischen dem Wasser im Objekt und dem Wasserdampf in der Luft um das Objekt. Ein weiteres wichtiges Detail ist, dass alle diese „trockenen“ Materialien das Wasser aDsorbieren (mit „d“) und nicht aBsorbieren (mit „b“). Bei der aBsorption wird das absorbierte Teil im Körper des aufnehmenden (absorbierenden) Mediums festgehalten. Wenn man einen Schwamm mit Wasser füllt –und wenn man ihn dann durchschneiden könnte, ohne dass das Wasser heraus läuft – dann würde man viele große und kleine Löcher voller Wasser sehen. Das ist eine Aktion, die sich in relativ großem Maßstab abspielt.
Bei der ADsorbtion verbinden sich einzelne Moleküle des Adsorbats mit einzelnen Molekülen des Adsorbens, auch Substrat genannt, wie kleine Kühlschrankmagneten.
Sie bleiben relativ leicht hängen und lösen sich auch wieder relativ leicht.

Von adsorbierten Gasen nimmt man an, dass sie sich in kondensiertem Zustand befinden. Üblichere Kondensat-Zustände bei Wasser sind der flüssige und gefrorene (Eis). Es geht also um ein Gleichgewicht zwischen den Phasen der Adsorption und der Dampf-Phase.

In der Regel wollen wir eine gegebenen RH erhalten und deshalb konditionieren wir das Silikagel auf die gewünschte relative Luftfeuchtigkeit. Wir schütten das Silikagel in die Vitrine und wenn die Konditionierung von Vitrine und Silikagel übereinstimmen passiert gar nichts. Wenn kein Gleichgewicht herrscht, wird das Silikagel – wie Papier – so lange Wasser adsorbieren oder abgeben, bis dieses hergestellt ist. Damit folgt es dem Prinzip vom kleinsten Zwang (Le Chatelier-Prinzip). Dies besagt: wenn ein System im Gleichgewicht ist und wir darauf einwirken und es verändern (z. B. indem wir die RH ändern, oder die Temperatur, oder den Luftdruck) , dann wird es sich in die dem Wechsel entgegengesetzte Richtung verschieben. Wenn also die RH in der Vitrine sinkt wird das Silikagel Wasser entlassen und die RH wird wieder steigen (wenn auch nicht bis zu dem ursprünglichen Wert). Wenn man also ganz wissenschaftlich daher kommen will, dann erklärt man den Leuten, dass es dem ersten Thermodynamischen Gesetz gehorcht: dem Erhalt der Energie.

-Doug
Douglas Nishimura
Image Permanence Institute
Rochester institute of Technology

Übertragung aus dem Englischen ins Deutsche von Brigitte Herrbach-Schmidt

Dieser Beitrag ist auch auf Französisch erhältlich, übersetzt von Aurore Tisserand.

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