# Crashkurse für Lehrkräfte ## Die Smart City Der Digital.Point ist Teil der Smart City Hildesheim. Das Projekt Smart City ist ein Projekt des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen. Von 2021 bis 2026 standen 17,5 Millionen Euro zur Verfügung, um Projekte eines "Hildesheims von Morgen" zu entwickeln. [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/image.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-07/image.png) Der Digital.Point ermöglicht es Schulen, Materialien auszuleihen, die sonst in der Anschaffung teuer wären und viel Arbeit für Lehrkräfte bedeuten würden. Unser Ziel ist es, dass ihr euch für eines der Themen unserer modernen Welt interessiert – vielleicht arbeitet ihr eines Tages in einem großen Unternehmen oder entwickelt sogar ein modernes Startup wie ChatGPT von OpenAI. Die Smart City (auch HI Zukunft genannt) geht dabei weit über den Digital.Point hinaus. Basis einer intelligenten Stadt ist es, möglichst viele Daten über sie zu gewinnen: Wie viele Parkplätze sind gerade am Parkhaus der Arneken Galerie frei? Wie voll ist die Schuhstraße, sodass man sie besser umfahren sollte? Wie steht der Wasserstand der Innerste, und ist der Kanal warm genug zum Schwimmen? Wie ist die Luftqualität in der Innenstadt, und wie halten wir Energieverbrauch und CO2-Ausstoß niedrig? Dafür hat HI Zukunft eine **Urbane Datenplattform** aufgebaut, die all diese Daten sammelt. Ihr findet sie auf der Website oder über diesen Link: [Stadt.Monitor](https://grafana.hildesheim.io/public-dashboards/aac2821ba1a748e5b9d6d656cc2ff5ea). Um Daten in der Stadt empfangen zu können, brauchen wir Sensoren, die z. B. Temperatur, Luftdruck oder Feinstaubbelastung messen. Im Digital.Point könnt ihr mit eurer Klasse sogar Teil dieses Projekts sein: Wir haben dort sogenannte **senseBoxen** – Computer, an die unterschiedliche Sensoren angeschlossen werden können, die ihre Daten dann teilen. Gemeinsam könnt ihr die Live-Daten abrufen und die Werte sehen, die eure Klasse selbst gemessen hat. So lernt ihr viel über eure Stadt ## Die Sensebox #### das Mainboard Die **senseBox-MCU** ist die zentrale **Mikrocontroller-Platine** der senseBox. Auf ihr befindet sich der „kleine Computer“, der alle angeschlossenen Sensoren steuert, Messdaten verarbeitet und die Kommunikation übernimmt. Über Steckanschlüsse können verschiedene Sensoren und Module einfach mit der Platine verbunden werden. [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/rbSimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/rbSimage.png) Eine wichtige Weiterentwicklung ist das **integrierte WiFi-Modul**. Dadurch kann die senseBox Messdaten direkt über ein drahtloses Netzwerk an das Internet übertragen. Die Anmeldung in **WPA2-gesicherten Netzwerken** ist dabei ebenfalls möglich. Dies erhöht die Flexibilität der Datenerfassung erheblich, da Messwerte ohne zusätzliche Hardware in bestehende Netzwerkinfrastrukturen eingespeist werden können. Zusätzlich verfügt die senseBox-MCU über eine **integrierte RGB-LED**, die als visuelles Feedback-System dient. Sie zeigt unterschiedliche Betriebszustände des Programms an, indem sie verschiedene Farben ausgibt. Dadurch erhalten Nutzerinnen und Nutzer eine direkte Rückmeldung über den aktuellen Programmstatus, was die Bedienung und Fehlersuche erleichtert. --- #### Temperatur- und feuchtigkeitssensor (HDC1080) [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/S1Ximage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/S1Ximage.png) Der HDC1080 ist ein digitaler Feuchtigkeits- und Temperatursensor. Der Sensor hat eine hohe Genauigkeit und eine sehr geringe Stromaufnahme und eignet sich dadurch ideal zur Umweltdatenerhebung mit der senseBox. Der Temperatur- und Luftfeuchtesensor eignet sich besonders für die Untersuchung der Luftqualität in Innenräumen, aber auch zur Erforschung des Außenklimas. Die relative Luftfeuchtigkeit wird in Prozent erfasst und die Temperatur in Grad Celsius. Zum Anschluss an die senseBox wird ein passendes Qwiic-Kabel mitgeliefert. --- #### Lichtsensor (LTR329 & VEML6070) [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/Gb4image.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/Gb4image.png) Mit dem Lichtsensor (LTR329 & VEML6070) können Beleuchtungsstärke und UV-Strahlung präzise mit der mit der senseBox erfasst werden. Dieser Sensor liefert genaue Messwerte für die Umgebungslichtintensität sowie UV-Strahlungslevel, die für eine Vielzahl von Anwendungen in der Umweltüberwachung, Wetterstationen und Indoor-Beleuchtungskontrolle unverzichtbar sind. Die Helligkeit in lux gemessen und die UV-Intensität in μW/cm². Einfach zu integrieren und mit der senseBox kompatibel, ermöglicht dieser Sensor detaillierte Einblicke in die Lichtverhältnisse und die UV-Exposition der Umgebung. Das passende Qwiic-Anschlusskabel für die senseBox MCU S2 wird mitgeliefert. --- #### Luftdruck- und Temperatursensor (DPS310) [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/bs2image.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/bs2image.png) Mit dem leistungsstarken DPS310 Sensor können Luftdruck- und Temperaturdaten präzise erfasst werden. Dieser hochwertige Sensor bietet eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit und eignet sich ideal für Luftqualitätsmessungen mit der senseBox. Der Messbereich des Luftdrucks liegt bei 300 bis 1200 hPa. Die relative Präzision der Luftdruckmesswerte liegen bei ±0.06 hP, die absolute Präzision bei ±1 hPa. Die Genauigkeit der Temperaturwerte liegen bei ± 0.5°C. Der durchschnittliche Stromverbrauch der Druckmessung liegt bei 1.7 μA und bei 1.5µA zur Temperaturmessung bei 1Hz Sampling Frequenz. Das passende Qwiic-Kabel zum Anschließen des Sensors wird mitgeliefert. --- #### LED-Matrix [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/5j1image.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/5j1image.png) Mit der LED-Matrix WS2812 des Herstellers Adafruit mit 12 x 8 Pixel können eigene bunte Displays mit Neopixel mit der senseBox programmiert werden. So können LEDs nach eigenen Vorstellungen zum Leuchten gebracht und z.B. Schriftzüge oder Motive in verschiedenen Farben angezeigt werden, die für leuchtende Augen bei Groß und Klein sorgen. Mit der LED-Matrix ist die Darstellung in Farbe möglich und weitere Konzepte aus der Informatik, wie z.B. Arrays, können vermittelt werden. --- #### OLED-Display [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/2k2image.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/2k2image.png) Das OLED-Display bietet klare und deutliche Anzeigen für Sensorwerte, Statusinformationen und vieles mehr. Das OLED-Display zeigt Informationen als Text, Zahlen und Diagramme an. Somit wird eine Live-Anzeige der Messwerte möglich. Mit seiner kompakten Größe und einfachen Integration ist das OLED-Display ideal für Anwendungen mit der senseBox, bei denen eine visuelle Ausgabe erforderlich ist. Das Display hat eine Auflösung von 128 x 64 Pixel. Ein passendes Qwiic-Kabel zum Anschluss des Displays an die senseBox MCU S2 wird mitgeliefert. --- #### Bluetooth-Bee [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/SJgimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/SJgimage.png) Mit dem Bluetooth-Bee (oder BLE-Bee) kann der senseBox-Mikrocontroller um die Bluetooth-Funktionalität bzw. BLE (Bluetooth Low Energy) erweitert werden und macht die senseBox MCU S2 zu einem mobilen Umweltlabor. Da das Bluetooth-Modul kompatibel mit der Phyphox-App ist, können die Sensorwerte drahtlos an mobile Endgeräte wie Smartphones oder Tablets übertragen und direkt professionell visualisiert werden. Das Bluetooth Bee verwendet den uBlox B312, dessen Basis ein nRF52840 von Nordic Semiconductors ist. Das Bluetooth Bee ist kompatibel zu Bluetooth 5.0.
## Stromversorgung
[![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/PCRimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-07/PCRimage.png) Die Sensebox kann über ein USB-C Kabel mit dem PC verbunden und mit Strom versorgt werden. [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-07/scaled-1680-/ZILimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-07/ZILimage.png) Außerdem liegt den SenseBoxen ein Akku bei, der eine mobile Stromversorgung ermöglicht, sodass die Box auch unterwegs Messdaten aus der Umwelt erfassen kann.
## Anschließen der Sensoren [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/eTsimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/eTsimage.png) Alle Sensoren werden über QWIIC-Kabel an das Mainboard der Sensebox angeschlossen, dazu können die beiden I2C Anschlüsse (siehe Bild) genutzt werden. Die Sensoren können dabei auch hintereinander aneinander (in Reihe) geschalten werden.

**Auch die Air-Explorer-Erweiterung kann über den I2C Anschluss angeschlossen werden**

## Programmieren der Sensebox [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/YFkimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/YFkimage.png) Die SenseBox wird über den Browser mit **Blockly** programmiert. Blockly basiert auf dem Blockframework von Google und ist daher häufig die Grundlage für den Einstieg in die Programmierung. Die Programmieroberfläche ähnelt Programmiersprachen bzw. Programmierumgebungen wie Scratch. Die Programmieroberfläche (Abbildung) besteht auf der linken Seite aus der Toolbar. Dort sind alle Programmierblöcke nach Kategorien sortiert und leicht zu finden. Rechts daneben befindet sich der Arbeitsbereich. Die Blöcke werden per Drag-and-Drop aus der Toolbar in den Arbeitsbereich verschoben und dort an die bereits vorhandenen Blöcke **„Setup“** und **„Endlosschleife“** angefügt. Auf der rechten Seite befindet sich im oberen Bereich das Menü zum Speichern und Kompilieren des Programms. Darunter werden Informationen zu dem aktuell ausgewählten Block angezeigt. Zusätzlich befindet sich dort ein Fenster, in dem der erstellte Arduino-Quellcode automatisch dargestellt wird. Nachdem Sie Ihr Programm per Drag-and-Drop erstellt haben, müssen Sie es über den Button **„Kompilieren“** in eine übertragbare Datei umwandeln. Diese Datei können Sie anschließend auf Ihre SenseBox übertragen. ##### Übertragen von Programmen auf die Sensebox
##### Übertragung per USB Kabel ##### Übertragung per App
Um die SenseBox über ein USB-Kabel zu programmieren, schließen Sie die Box wie beim Aufladen mit dem mitgelieferten USB-zu-USB-C-Kabel an Ihren PC an. Die SenseBox sollte Ihnen nun als Wechseldatenträger angezeigt werden. Anschließend können Sie das kompilierte Programm auf die SenseBox kopieren. Die Übertragung kann je nach Computer etwas länger dauern und funktioniert bei manchen PCs nicht immer problemlos. Die Installation des Programms ist abgeschlossen, sobald die LED der SenseBox grün aufleuchtet. Die senseBox Connect App ist eine Möglichkeit die Sensebox auch über ein Smartphone oder ein Ipad zu bespielen**.** **Eine Anleitung über die App programmiert werden kann finden Sie hier: [https://sensebox.de/de/app](https://sensebox.de/de/app)**
# Ein Testprogramm ## Hardware Nun wollen wir ein erstes Projekt starten, bei dem wir eine Messstation für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck erstellen. Zunächst bauen wir unseren Versuchsaufbau auf. Dafür schließen wir an einen der I2C-Anschlüsse des Mikrocontrollers das OLED-Display und an den anderen I2C-Anschluss den Luftfeuchtigkeits- und Temperatursensor **HDC1080** sowie den Luftdrucksensor **DPS310** an. Beide Sensoren können die Temperatur messen. ## Software Nun öffnen wir Blockly und erstellen unser Programm. Das Display muss zu Beginn immer initialisiert werden. Dazu wird der entsprechende Block aus dem Reiter **„Display“** in den **Setup-Bereich** des Programms gezogen. Anschließend sollen die Messwerte auf dem Display angezeigt werden. Dafür fügen wir in der **Endlosschleife** einen **„Zeige auf dem Display“**-Block ein. Die übersichtlichste Möglichkeit bietet dabei der **„Zeige Messwerte“**-Block. An diesen können die Sensoren angeschlossen sowie passende Titel und Einheiten eingetragen werden. Da mit einem **„Zeige auf dem Display“**-Block nur zwei Messwerte gleichzeitig dargestellt werden können, fügen wir in der Endlosschleife einen zweiten **„Zeige auf dem Display“**-Block mit einem weiteren **„Zeige Messwerte“**-Block hinzu. An diesen wird der Luftdrucksensor angeschlossen. Zum Schluss legen wir fest, wie lange die Messwerte angezeigt werden sollen. Unter jeden **„Zeige auf dem Display“**-Block setzen wir einen **„Warte 3000 Millisekunden“**-Block und anschließend einen **„Lösche Display“**-Block. Dadurch werden die angezeigten Werte nach drei Sekunden gelöscht und anschließend die nächste Seite mit den weiteren Messwerten dargestelld # senseBox resetten
[](https://github.com/sensebox/docs/blob/main/docs/boards/mcus2/reset-esp32.mdx#sensebox-resetten)
Wenn die senseBox nicht mehr wie gewohnt funktioniert, kann es helfen, sie zurückzusetzen. Hierfür musst du den Reset Knopf drücken während du den Boot Switch Knopf gedrückt hältst. Der Reset Knopf ist direkt neben dem Boot Switch Knopf. Beim Resetten werden alle Daten auf deiner senseBox gelöscht. 1. Drücke den Boot Switch Knopf und halte ihn gedrückt. 2. Drücke den Reset Knopf und halte ihn kurz gedrückt. 3. Lasse den Boot Switch Knopf los. 4. Warte bis die senseBox neu gestartet ist. Nun sollte die senseBox zurückgesetzt sein und wieder funktionieren.
## Die Open Sense Map [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/u6himage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-06/u6himage.png) [![image.png](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-05/scaled-1680-/TNiimage.png)](https://digitallibrary.hi-zukunft.de/uploads/images/gallery/2026-05/TNiimage.png)