WEBVTT
00:00:00.000 --> 00:00:12.630
rC3 Vorspannmusik
00:00:12.630 --> 00:00:15.660
Herald: Die vor der Industrialisierung
waren die CO2 Werte in der Atmosphäre
00:00:15.660 --> 00:00:20.400
relativ stabil. Seitdem sind sie nur noch
gestiegen. Unser nächster Redner,
00:00:20.400 --> 00:00:25.170
Sebastian Pischel, erklärt uns unter
anderem verschiedene Möglichkeiten dieses
00:00:25.170 --> 00:00:33.000
farblose unsichtbare Gas zu messen. Bitte
heißen Euch Sebastian herzlich willkommen.
00:00:33.000 --> 00:00:43.140
Sebastian: Ja, hallo RC3. Mir hat leider
mein Betriebssystem meine Präsentation ein
00:00:43.140 --> 00:00:47.790
wenig beschädigt. Deswegen wird das ein
bisschen holpriger als geplant. Aber wir
00:00:47.790 --> 00:00:54.890
haben ja eine Remote Chaos Experience und
damit wird das auch dem Motto gerecht.
00:00:54.890 --> 00:01:05.040
Also dann fangen wir mal an. CO2 messen.
Etliche Vorträge haben ja sowohl das Thema
00:01:05.040 --> 00:01:13.830
CO2 im Kontext von Klimaerhitzung als auch
im Kontext der Coronakrise behandelt. Und
00:01:13.830 --> 00:01:19.230
ich möchte hier ein bisschen die
Hintergründe beleuchten und eine Brücke
00:01:19.230 --> 00:01:23.010
schlagen zwischen dem, was einen als Maker
interessiert, was wenn man mit der
00:01:23.010 --> 00:01:30.790
Hardware spielt und was tatsächlich als
Prinzip im Hintergrund abläuft. Dann sehen
00:01:30.790 --> 00:01:35.740
wir da ein ziemlich großes Gerät und ein
Piktogramm für ein in der Regel sehr
00:01:35.740 --> 00:01:43.100
kleines Gerät. Wir schauen jetzt in Kürze
an, was die miteinander gemeinsam haben.
00:01:43.100 --> 00:01:52.840
So, warum will man überhaupt CO2 messen?
Man möchte sich anschauen, wie sich unser
00:01:52.840 --> 00:01:57.100
Klima weiterentwickelt, man möchte z.B. in
Gewächshäusern für kontrollierte
00:01:57.100 --> 00:02:01.780
Wachstumsbedingungen sorgen. Wir haben das
Thema mit künstlicher Beatmung in
00:02:01.780 --> 00:02:06.850
medizinischen Notfällen. Da möchte man die
Vitalparameter messen, aber auch was
00:02:06.850 --> 00:02:13.120
tatsächlich in den Atemgasen vorgeht. Das
Messen von oder die Überwachung von
00:02:13.120 --> 00:02:18.040
Abgasen von industriellen Anlagen, von
Kraftwerken, ist relevant. Man möchte
00:02:18.040 --> 00:02:23.920
wissen, ob man eventuell in einem Bergbau
gefährliche CO2-Konzentrationen hat und
00:02:23.920 --> 00:02:28.900
z.B. auch bei der Bierbrauerei wird auch
CO2 frei. Und das, wenn sich das im Keller
00:02:28.900 --> 00:02:40.240
anreichert, kann das gefährlich werden. Wo
begegnet uns CO2 im Alltag? Wir kennen
00:02:40.240 --> 00:02:45.160
Sprudelwasser. Wir kennen das als
Verbrennungsprodukt von sämtlichen
00:02:45.160 --> 00:02:49.000
Verbrennungen. Wir kennen es als
Autoabgase, wir kennen es als
00:02:49.000 --> 00:02:54.760
Kraftwerkabgase. Das mit dem Kaffee ist
vielleicht ist für uns Nerds natürlich
00:02:54.760 --> 00:02:59.470
wichtig, die wenigsten trinken
wahrscheinlich koffeinfreien Kaffee. In
00:02:59.470 --> 00:03:04.570
der Tat wird CO2 in dem einen sogenannten
überkritischen Zustand, also unter sehr
00:03:04.570 --> 00:03:10.510
hohem Druck dazu verwendet, Koffein zu
extrahieren aus Kaffeebohnen. Darunter
00:03:10.510 --> 00:03:14.200
sehen, ist unten links äh unten rechts in
der Ecke ist Trockeneis. Das haben wir
00:03:14.200 --> 00:03:19.810
gerade mehrfach in den Medien gehabt, weil
das benötigt wird, um den aktuellen oder
00:03:19.810 --> 00:03:25.300
die aktuell entwickelten RNA-Impfstoffe zu
kühlen und zum Betreiben von
00:03:25.300 --> 00:03:38.890
Getränkezapfanlagen. Und tatsächlich in
Backpulver wird auch CO2 freigesetzt. Wo
00:03:38.890 --> 00:03:44.430
CO2 auch noch eine Rolle spielt, ist
tatsächlich massiv in unseren Ozeanen, der
00:03:44.430 --> 00:03:50.200
Großteil vom CO2 ist nämlich tatsächlich
nicht in der Atmosphäre, sondern im Ozean
00:03:50.200 --> 00:03:56.950
gebunden, in einem Gleichgewicht aus dem
gasförmigen CO2 und den verschiedenen
00:03:56.950 --> 00:04:00.310
Stufen der Kohlensäure bis hin zum Kalk,
aus denen zum Beispiel Muscheln ihre
00:04:00.310 --> 00:04:07.420
Schalen bauen. Und dass wir keine so hohen
CO2-Level in der Atmosphäre sehen, wie wir
00:04:07.420 --> 00:04:10.660
eigentlich sehen müssten, das liegt
maßgeblich daran, dass der Ozean eine
00:04:10.660 --> 00:04:18.730
Menge davon bindet und das wegpuffert. So,
jetzt muss ich in meinen Folien springen,
00:04:18.730 --> 00:04:28.630
fürchte ich. Gut. Als Mensch hat man
natürlich auch ein Interesse daran, nicht
00:04:28.630 --> 00:04:34.810
zu viel CO2 einzuatmen, weil man eben
tatsächlich auch medizinische Beschwerden
00:04:34.810 --> 00:04:50.910
bis Vergiftungserscheinungen erleiden
kann. Mikroaussetzer ...präge oder hat
00:04:50.910 --> 00:04:58.680
man im Endeffekt das gleiche Ergebnis, als
wenn man sich so ein CO2 Sprudelgerät, was
00:04:58.680 --> 00:05:03.600
man in der Küche zum Mineralwasser
produzieren nimmt und damit CO2
00:05:03.600 --> 00:05:07.980
absichtlich ins Wasser rein drückt. Das
was ähnliches passiert dann im Ozean auch
00:05:07.980 --> 00:05:14.580
und man hat im Prinzip Kohlensäure im
Ozean und damit wird dieses Gleichgewicht
00:05:14.580 --> 00:05:20.400
wieder umgekehrt und die Muschelschalen
aufgelöst. Das ist eins der größeren
00:05:20.400 --> 00:05:29.110
Probleme, die wir noch in Zukunft haben
werden. Jetzt der Brückenschlag zum Thema
00:05:29.110 --> 00:05:37.680
CO2-Ampel. Als Mensch atmet man Luft ein
und aus. Stickstoff, Sauerstoff, wissen
00:05:37.680 --> 00:05:44.730
wir. 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, ein
paar, ein bißchen Spuren CO2, so 0,5%
00:05:44.730 --> 00:05:55.380
aktuell. Und ausgeatmet wird eben ungefähr
17% Sauerstoff, 4% CO2 und je nachdem
00:05:55.380 --> 00:06:01.680
Wasserdampf. Und eben auch beim Husten,
Singen, wie wir gelernt haben dieses Jahr,
00:06:01.680 --> 00:06:06.780
auch sogenannte Aerosole. Das heißt
einfach feine Partikel, die in der Luft
00:06:06.780 --> 00:06:13.770
schweben können, meistens Tröpfchen. Und
die Idee ist das tatsächlich, sollte ein
00:06:13.770 --> 00:06:20.790
Mensch mit dem SARS-CoV-2 Virus infiziert
sein, während er oder sie tatsächlich CO2
00:06:20.790 --> 00:06:27.870
ausatmet, auch gleichzeitig das Virus
ausscheidet und man sozusagen das CO2 oder
00:06:27.870 --> 00:06:33.750
auch die hier noch genannten
flüchtigen organischen Verbindungen als
00:06:33.750 --> 00:06:41.610
Platzhalter nimmt dafür, weil man das
Virus nicht direkt nachweisen kann. So,
00:06:41.610 --> 00:06:50.700
dann kommen wir zurück zu dem
Eingangsbild. Dieses große Instrument ist
00:06:50.700 --> 00:06:57.030
das Mauna Loa Oberservatorium. Steht auf
einem Berg in Hawaii auf 4000 Meter Höhe
00:06:57.030 --> 00:07:03.180
und damit relativ weit vom Meeresspiegel
entfernt und von auch sämtlichen Wolken,
00:07:03.180 --> 00:07:10.590
die eben mit Wasserdampf die Messung
beeinträchtigen können. Der Mensch oben
00:07:10.590 --> 00:07:16.410
rechts in der Ecke ist Herr Charles
Keeling. Der hat dieses Observatorium 1953
00:07:16.410 --> 00:07:24.060
mitbegründet und über 50 Jahre lang
geleitet. Und diese Kurve ist auch bekannt
00:07:24.060 --> 00:07:30.540
als Keeling-Kurve, ihm zu Ehren und zeigt
die Entwicklung der CO2-Konzentration über
00:07:30.540 --> 00:07:37.830
die Jahre. Wir fangen hier an bei ungefähr
1960 und bis in die aktuelle Zeit. Und wir
00:07:37.830 --> 00:07:43.200
haben einen Anstieg um 100 ppm ungefähr.
Auch sehr schön in der Vergrößerung sieht
00:07:43.200 --> 00:07:50.160
man, dass es über den Jahr, über ein Jahr
schwankenden Zyklus gibt. Und das ist
00:07:50.160 --> 00:07:59.190
sozusagen die Entwicklung. Und der ein
oder andere hat vielleicht auf Social
00:07:59.190 --> 00:08:05.340
Media dieses Meme mitgekriegt: "Ich bin
geboren worden bei 384 ppm" oder sowas.
00:08:05.340 --> 00:08:13.440
Das ist sozusagen die Kurve, die diesen
ppm Wert in ein Jahr überführt. Jetzt
00:08:13.440 --> 00:08:18.030
sieht das irgendwie erstmal nicht so super
schlimm aus. Aber wenn wir jetzt auf der
00:08:18.030 --> 00:08:27.080
Zeitachse ein bisschen raus gehen, dann
landen wir, sehen wir, da ganz, ganz am
00:08:27.080 --> 00:08:31.550
rechten Rand ist so eine Linie, die quasi
senkrecht hochgeht. Das war gerade diese
00:08:31.550 --> 00:08:36.590
Keeling-Kurve und davor diese schwankende
Zick, diese hoch und runter schwankende
00:08:36.590 --> 00:08:43.850
Linie sind Messungen aus Eisbohrkernen und
der Verlauf der CO2-Konzentration in der
00:08:43.850 --> 00:08:49.730
Atmosphäre über die letzten, also hier
dargestellt, 800.000 Jahre. Das heißt, man
00:08:49.730 --> 00:08:55.550
sieht, bevor wir Menschen auf der Erde
gelebt haben, ging das immer in einem
00:08:55.550 --> 00:08:59.480
Bereich hoch und runter. Und dann
ausgerechnet auf der Spitze einer Warmzeit
00:08:59.480 --> 00:09:06.950
setzt die Industrialisierung ein und der
CO2 Wert schießt in die Höhe. Gemessen
00:09:06.950 --> 00:09:12.590
wird das eben nicht nur durch eben z.B.
das Observatorium am Boden, sondern auch
00:09:12.590 --> 00:09:17.300
unterstützt durch Satelliten, die eben
auch noch aus dem Weltraum durch die
00:09:17.300 --> 00:09:23.780
Atmosphäre durchschauen. So, jetzt ist die
Frage wie funktioniert das eigentlich? Man
00:09:23.780 --> 00:09:33.410
sieht schon, die Sonne hatte einen
zentralen Dreh- und Angelpunkt. Kommen wir
00:09:33.410 --> 00:09:39.120
zum Thema kurz Spektroskopie. Die
klassische Variante ist die obere Hälfte.
00:09:39.120 --> 00:09:45.420
Man hat eine Lichtquelle, schickt die
durch ein Prisma durch und beobachtet mit
00:09:45.420 --> 00:09:51.540
einem Objektiv. Was dann, was diese
Lichtquelle tatsächlich für
00:09:51.540 --> 00:09:56.550
Spektralkkomponenten hat. Und indem man
dieses Pris... dieses Objektiv über den
00:09:56.550 --> 00:10:01.170
Regenbogen, der da aus dem Prisma
rauskommt, verschiebt, kann man dann eben
00:10:01.170 --> 00:10:06.030
die verschiedenen Spektralfarben sich
ansehen. Unten ist dann die ganze Variante
00:10:06.030 --> 00:10:14.070
doch eher computerisiert. Und dann hat man
eben auf der linken Seite eine, ja
00:10:14.070 --> 00:10:19.560
meistens eine tatsächlich Halogen Wolfram
Glühbirne, die durchstrahlt 'ne Probe,
00:10:19.560 --> 00:10:23.820
dann wird das durch einen schmalen Schlitz
geleitet, dass man eine scharfe Auflösung
00:10:23.820 --> 00:10:30.810
hat und über ein Beugungsgitter wird
das ganze in die spektrale Anteile Fall
00:10:30.810 --> 00:10:34.080
zerlegt und hier eben durch ein Dioden
Array also durch ein Photondioden-Array
00:10:34.080 --> 00:10:39.300
dann ausgelesen. Und dann bekommt man z.B.
so ein Spektrum wie dort dargestellt ist.
00:10:39.300 --> 00:10:49.020
Wenn man jetzt das mit der Sonne macht,
bekommt man ungefähr diesen Verlauf. Man
00:10:49.020 --> 00:10:53.760
kennt noch aus dem Physikunterricht in der
Schule, dass die Theorie, dass der
00:10:53.760 --> 00:11:00.150
Schwarzkörperstrahlung und das passt auch
ziemlich gut zu dem, was aus dem Sonnen
00:11:00.150 --> 00:11:06.840
Spektrum raus kommt, das ist tatsächlich
dieses orangefarbene Muster ist das
00:11:06.840 --> 00:11:15.000
Lichtspektrum außerhalb der Erdatmosphäre
gemessen. Wenn man das jetzt aber auf der
00:11:15.000 --> 00:11:21.630
Erde macht, stellt man fest. Hoppla, da
sind ja solche, da sind solche doch
00:11:21.630 --> 00:11:26.520
erheblichen Kerben in diesem Spektrum
drinne. Das sind tatsächlich Beiträge,
00:11:26.520 --> 00:11:32.400
Absorption-Beiträge von Teilen der
Atmosphäre. Also vieles davon ist
00:11:32.400 --> 00:11:38.430
Wasserdampf und das CO2 tatsächlich das,
was uns am Schluss wirklich interessiert.
00:11:38.430 --> 00:11:43.830
Das kommt noch ein Stückchen weiter nach
rechts im Infrarot. Also wir sehen halt
00:11:43.830 --> 00:11:49.920
den Regenbogen des sichtbaren Lichts
und daran anschließend dann eben das Nah-
00:11:49.920 --> 00:12:03.300
IR, Ferne-IR und mit immer geringeren
Amplituden. Jetzt unten ist diese
00:12:03.300 --> 00:12:08.700
Wellenlängen-Skala noch weiter verlängert.
Also wir sind jetzt bei 2 Mikrometer bis
00:12:08.700 --> 00:12:13.380
16 Mikrometer, das ist schon thermisches
IR, wie man sagt. Relativ fernes Ethan
00:12:13.380 --> 00:12:20.910
Infrarotstrahlung. So ganz am linken Rand
sind noch Wellenlängenbereiche, die man so
00:12:20.910 --> 00:12:27.120
kennt aus CD-Playern oder Glasfaser-
Netzwerkeitung irgendwie so um ein
00:12:27.120 --> 00:12:32.190
Mikrometer herum und dann immer
längerwellig werden dann eben die
00:12:32.190 --> 00:12:36.990
Absorption von den Gasen, die uns
interessieren. Oben ist eine Darstellung
00:12:36.990 --> 00:12:42.660
des CO2 Moleküls. Das ist ein lineares
gestrecktes Molekül. Also quasi wieso drei
00:12:42.660 --> 00:12:52.800
Perlen einer Perlenkette. Und die können,
wenn man sich das genau anguckt, können
00:12:52.800 --> 00:12:58.590
die auf verschiedene Art und Weisen zur
Schwingung angeregt werden. Ganz oben
00:12:58.590 --> 00:13:03.840
links so hellblau unterlegt ist eine
symmetrische Streckschwingung. Die ist
00:13:03.840 --> 00:13:11.670
tatsächlich nicht, man sagt IR-aktiv, also
sie die nimmt keine IR-Strahlung auf oder
00:13:11.670 --> 00:13:15.870
keine Licht-Anregung auf, sondern
ist im sogenannten Raman-Spektrum zu
00:13:15.870 --> 00:13:22.170
sehen. Das ist dann was für Molekül-
Schwingungs-Spektroskopie. Das ist uns
00:13:22.170 --> 00:13:26.410
jetzt gerade nicht so wichtig. Das
interessante ist, die oben rechts, die
00:13:26.410 --> 00:13:33.130
asymmetrische Schwingung und das ist der
scharfe Peak bei 4,5 Mikrometern ungefähr.
00:13:33.130 --> 00:13:38.200
Also der rote Peak links in der Mitte, so
halblinks in der Mitte relativ deutlich zu
00:13:38.200 --> 00:13:43.690
sehen CO2 und die unteren beiden
Schwingungen. Das ist quasi wenn man diese
00:13:43.690 --> 00:13:47.824
Perlenkette., dieses lineare Molekül, zu
so einem kleinen Boomerang verbiegt. Zu so
00:13:47.824 --> 00:13:53.530
einem kleinen Winkel. Diese Schwingungen
sind dann auf der rechten Seite als so ein
00:13:53.530 --> 00:14:00.370
breites Linien-Muster zu sehen. Das ist
tatsächlich so weit weg, dass es eher
00:14:00.370 --> 00:14:09.400
schwierig zu vermessen ist, während diese
4,5 Mikrometer noch halbwegs erreichbar
00:14:09.400 --> 00:14:19.090
sind. So, und jetzt geht's tatsächlich zu
den Sensoren. Und zwar möchte ich mich
00:14:19.090 --> 00:14:25.450
hier fokussieren auf die wohl am
weitesten verbreitetste Type die NDIR
00:14:25.450 --> 00:14:29.440
Familie Sensoren, das sind Nondispersive
infrared, Nichtdispersive
00:14:29.440 --> 00:14:36.640
Infrarotsensoren. Nichtdispersiv heißt an
der Stelle es ist kein lichtbeugendes
00:14:36.640 --> 00:14:42.850
Element involviert, das heißt, es wird
einfach komplett breitbandig, quasi weißes
00:14:42.850 --> 00:14:50.260
Licht, könnte man sagen, eingestrahlt auf
die Probe und eben nicht durch ein Prisma
00:14:50.260 --> 00:14:56.890
oder Gitter oder sowas nach Wellenlängen
sortiert. Die zweite Klasse sind
00:14:56.890 --> 00:15:05.440
Metalloxid... Upsa, ja super, auch mal
weiterschreiten sind Metalloxid basierte
00:15:05.440 --> 00:15:11.970
Sensoren. Das Schlüsselwort MEMS ist die
meisten, also M-E-M-S ist den meisten
00:15:11.970 --> 00:15:16.935
wahrscheinlich auch schon mal unter die
Augen gekommen. Mikro mechanisch... Wie
00:15:16.935 --> 00:15:24.630
war das? Micro Mechanical Engineered
Microsystems. Das heißt, sie sind mit
00:15:24.630 --> 00:15:31.590
Silizium-Herstellungstechnologie feine
Mikrostrukturen, mit denen dann ebenso
00:15:31.590 --> 00:15:35.490
was, zuerst wurden Beschleunigungssensoren
damit gebaut und die werden eben auch,
00:15:35.490 --> 00:15:41.580
diese Methoden werden jetzt auch verwendet
um z.B. solche CO2-Sensoren zu bauen. Und
00:15:41.580 --> 00:15:48.420
das 3. ist eine Photoakustische Methode.
Das ist im Prinzip, dass man diese
00:15:48.420 --> 00:15:54.990
Schwingungen, die ich gerade gezeigt habe,
durch einen kurzen Lichtblitz im
00:15:54.990 --> 00:16:01.890
CO2-Molekül aktiviert und das zu einer
leichten Erwärmung des Gases oder der Luft
00:16:01.890 --> 00:16:06.930
führt. Und das tatsächlich hörbar ist . Es
ist natürlich sehr, sehr leise, aber mit
00:16:06.930 --> 00:16:10.620
einem guten Verstärker und einem guten
Mikrofon ist das tatsächlich eine reale
00:16:10.620 --> 00:16:18.390
Möglichkeit, um die Konzentration von CO2
zu messen. Und da gilt quasi, je lauter,
00:16:18.390 --> 00:16:29.460
umso mehr CO2 ist in der Probe vorhanden.
So, dann könnte man denken. Infrarot ja,
00:16:29.460 --> 00:16:38.220
kennt man. Fernbedienung? Alles klar? Ja,
leider nicht. Hier jetzt rechts nochmal
00:16:38.220 --> 00:16:44.220
das Spektrum von vorhin. Diese Infrarot-
Leuchtdioden, die wir von
00:16:44.220 --> 00:16:48.780
üblichen Fernbedienungen kennen, sind
leider wirklich gerade nur so am Rand des
00:16:48.780 --> 00:16:54.090
roten Spektrums. Gerade so nicht mehr
sichtbar, aber leider bei weitem noch
00:16:54.090 --> 00:17:01.410
nicht langwellig genug, als dass die für
unsere Messungen nützlich wären. So, dann
00:17:01.410 --> 00:17:06.630
ist hier so z.B. ein Teil der kaputten
Präsentation, da sollten eigentlich noch
00:17:06.630 --> 00:17:14.430
ein paar mehr Sensoren da sein.
Dieses Goldene ist quasi eine
00:17:14.430 --> 00:17:19.800
metallisierte Probenkammer und darunter
versteckt sind dann eben die Lichtquelle
00:17:19.800 --> 00:17:29.430
und der Lichtsensor. Die meisten Sensoren
sind so ähnlich aufgebaut. Und hier habe
00:17:29.430 --> 00:17:34.830
ich tatsächlich mal von jemandem
gefunden, der hat so einen Sensor
00:17:34.830 --> 00:17:45.510
auseinandergebaut. Und da sieht man
tatsächlich ganz rechts
00:17:45.510 --> 00:17:49.350
dieser kleine weiße Kreis,
das ist tatsächlich eine winzig kleine
00:17:49.350 --> 00:17:58.230
Glühbirne und ein bisschen links daneben
ist dann der Infrarot Sensor und das Licht
00:17:58.230 --> 00:18:04.140
wird eben durch dieses, in diesem goldenen
Gehäuse einmal im Zickzack
00:18:04.140 --> 00:18:10.290
geschickt. Und das weiße Fenster, was man
links oben sieht, oder in dem Bild
00:18:10.290 --> 00:18:14.730
links oben sieht, das ist ein
gasdurchlässiges Vlies, sodass die
00:18:14.730 --> 00:18:20.940
Umgebungsluft im Austausch steht, mit der
Luft in diesem Sensor innen drin und
00:18:20.940 --> 00:18:32.310
dementsprechend mit der Zeit sich anpasst.
So. Die zweite Sache ist, dass hier ist
00:18:32.310 --> 00:18:38.910
das Card10-Badge bzw. das noch ein Foto
vom Prototypen. Da möchte ich bloß zeigen,
00:18:38.910 --> 00:18:51.240
der Sensor ist da links unten in diesem
grünen Quadrat. Und. Ich fürchte - ja. Die
00:18:51.240 --> 00:18:56.520
ganze Sektion mit den Metall Oxid Sensoren
hat sich verabschiedet, das ist schade.
00:18:56.520 --> 00:19:08.970
Gut, dann kurz frei. Im Prinzip ist so
ein Metalloxid-Sensor eine dünne, also
00:19:08.970 --> 00:19:13.410
wie der Name schon sagt, Metalloxid, ein
Metall-Oxidischer Halbleiter, der in
00:19:13.410 --> 00:19:17.880
einer dünnen Schicht auf ein
Siliziumwafer aufgebracht ist. Und auf der
00:19:17.880 --> 00:19:22.290
Oberfläche kann sich dann eben
verschiedene Bestandteile der Luft
00:19:22.290 --> 00:19:28.470
ablagern und damit reagieren, wenn man
etwas hat, wie Kohlenmonoxid zum Beispiel.
00:19:28.470 --> 00:19:32.940
Das ist tatsächlich ein leicht
reduzierendes Gas, dann wird von dieser
00:19:32.940 --> 00:19:38.850
aus dieser, aus dem Sauerstoffanteil, aus
dieser Metalloxidschicht wird ein
00:19:38.850 --> 00:19:45.330
bisschen was abgezogen, um das
Kohlenmonoxid zu oxidieren. Und verändert
00:19:45.330 --> 00:19:51.900
die Leitfähigkeit von diesem Halbleiter.
Wenn man sowas hat wie Stickoxid z.B. -
00:19:51.900 --> 00:19:59.520
kennt man aus Autoabgasen. Das wiederum
könnte zum Beispiel diese
00:19:59.520 --> 00:20:04.470
Halbleiterschicht ein wenig oxidieren und
damit ebenfalls die Leitfähigkeit
00:20:04.470 --> 00:20:11.460
verändern. Und was hier eben in diesem, in
diesem grünen Quadrat links unten, das ist
00:20:11.460 --> 00:20:16.680
dieses kleine silbrige, dieses kleine
silbrige Kästchen, also ungefähr zwei Mal
00:20:16.680 --> 00:20:21.870
drei Millimeter groß, da ist sowohl dieser
Sensor drin als eben auch ein kleiner
00:20:21.870 --> 00:20:28.080
Mikrocontroller, der die Auswertung und
Ansteuerung macht und eine, ein kleines
00:20:28.080 --> 00:20:33.780
Heizelement, was dazu notwendig ist, wenn
diese Oberfläche mit Reaktionsprodukten
00:20:33.780 --> 00:20:40.800
beschichtet ist. Also wenn sich aus der
Luft Bestandteile darauf abgelagert haben,
00:20:40.800 --> 00:20:44.520
kleben geblieben sind quasi, dann müssen
die da ja wieder runter. Ansonsten hat
00:20:44.520 --> 00:20:53.820
sich die Leitfähigkeit dieses Sensors
sozusagen an die Situation angepasst. Und
00:20:53.820 --> 00:20:59.850
man möchte ja auch kurzfristig wieder
neues Ergebnis messen können. Das heißt,
00:20:59.850 --> 00:21:06.010
dann schaltet man kurz diese Heizung an,
um diese Reaktionsprodukte runterzukriegen
00:21:06.010 --> 00:21:09.840
und lässt das Ganze wieder abkühlen und
kann dann ein bisschen später wieder eine
00:21:09.840 --> 00:21:26.130
neue Messung machen. So. Und die Foto-
akustik ist komplett verloren gegangen.
00:21:26.130 --> 00:21:34.140
Das ist sehr, sehr schade. Das ist
tatsächlich noch nicht so richtig
00:21:34.140 --> 00:21:39.810
marktreifes relativ oder zumindestens
relativ kurz vor Markteinführung
00:21:39.810 --> 00:21:45.390
befindliches Mess-Prinzip. Diese Sensoren
sind ungefähr so groß wie ein
00:21:45.390 --> 00:21:50.400
Zuckerwürfel. Das sind auch kleine
integrierte, kleine integrierte Platinen.
00:21:50.400 --> 00:21:55.020
Kann man sich so ein bisschen so ähnlich
denken wie so ein ESP-Modul. Also so eine
00:21:55.020 --> 00:22:00.480
kleine Metallkappe, die eben den Sensor
und die Elektronik verbirgt und montiert
00:22:00.480 --> 00:22:07.500
auf einer kleinen Platine. Und davon hab
ich tatsächlich an zwei Firmen mal
00:22:07.500 --> 00:22:13.560
gefragt, ob, wie deren Stand ist. Die sind
wohl schon im Prototyping-Stadium, aber
00:22:13.560 --> 00:22:22.140
die Sensoren sind noch nicht auf dem
Markt. Ja, wie gesagt, vom Prinzip her
00:22:22.140 --> 00:22:28.860
ist das eben auch, dass man eine
Infrarotlicht-Quelle oder eben einen, man
00:22:28.860 --> 00:22:37.110
ist, man kann im Prinzip im Labor auch so
einen Foto-Blitz benutzen. Und schießt dann
00:22:37.110 --> 00:22:46.710
ein Lichtblitz eben auf ein Gasvolumen,
das man testen will. Und hat
00:22:46.710 --> 00:22:52.590
tatsächlich wirklich einfach ein sehr
empfindliches Mikrofon und Messverstärker,
00:22:52.590 --> 00:23:02.730
der dann eben das daraus resultierende
Signal auffängt. So, das heißt, damit ist
00:23:02.730 --> 00:23:11.280
das Ganze schon etwas kurzfristig und
etwas holprig geworden. Was ich
00:23:11.280 --> 00:23:18.660
tatsächlich auch in Planung hatte,
aber auch nicht kurzfristig umsetzen
00:23:18.660 --> 00:23:24.090
konnte, wäre tatsächlich diese
verschiedenen Sensoren in einer
00:23:24.090 --> 00:23:36.210
gemeinsamen Proben-Kammer aufzubauen.
Und z.B. aus einer CO2-Patrone
00:23:36.210 --> 00:23:41.310
einfach mal ein bisschen CO2 draufströmen
lassen und vergleichen, welcher Sensor
00:23:41.310 --> 00:23:49.920
misst was. Mal mit dem Feuerzeug ein
bisschen Verbrennungsgase produzieren. Mal
00:23:49.920 --> 00:23:54.330
gucken, welcher Sensor misst was. Aber es
stellt sich raus. Ja, in einer globalen
00:23:54.330 --> 00:24:00.480
Pandemie, wo sowieso Lieferschwierigkeiten
in allen Richtungen sind und alle Welt
00:24:00.480 --> 00:24:04.500
daran interessiert ist, CO2-Ampeln zu
bauen, ist es nicht so einfach kurzfristig
00:24:04.500 --> 00:24:09.000
CO2 Sensoren zu kriegen und erst recht
nicht viele verschiedene. Von daher wird
00:24:09.000 --> 00:24:13.650
das wahrscheinlich dann ein nochmal
weiteres Projekt und vielleicht auch noch
00:24:13.650 --> 00:24:18.870
einen weiteren Talk geben. Und dann würde
ich sagen gehen wir noch zu Fragen und
00:24:18.870 --> 00:24:26.490
Antworten über. Ich denke, wir sollten.
Ja, auch noch gut die 10 Minuten haben
00:24:26.490 --> 00:24:28.837
jetzt in diesem Slot.
00:24:28.837 --> 00:24:36.320
Herald: Ja, haben wir. Erstmal, trotz der
technischen Schwierigkeiten. Danke
00:24:36.320 --> 00:24:42.800
Sebastian, für's großartige Vortrag. Wir
haben ja Fragen von dem Internetz. Ich
00:24:42.800 --> 00:24:48.320
fange mal an mit einer der einfachste.
Wird es die Folien zum Download geben?
00:24:51.350 --> 00:24:57.260
Sebastian: kein Ton ...habe Ja. Ich hab
tatsächlich einiges an Bildmaterial
00:24:57.260 --> 00:25:03.680
zusammengetragen und Links und auch
relevante Datenblätter und sowas. Und das
00:25:03.680 --> 00:25:07.490
ist jetzt doch ziemlich ärgerlich, dass
das alles flöten gegangen ist, jedenfalls
00:25:07.490 --> 00:25:13.190
zumindestens in der Zusammenstellung. Aber
ich schätze mal, im Januar wird auch nicht
00:25:13.190 --> 00:25:17.422
viel zu tun sein.
Herald: Kannst du uns vielleicht ein
00:25:17.422 --> 00:25:23.144
bisschen erklären über die Sensoren
kalibrieren z.B. Wie oft müssen die
00:25:23.144 --> 00:25:26.851
kalibriert werden und wie kalibriert man
die Sensoren?
00:25:26.851 --> 00:25:33.571
Sebastian: Das ist eine sehr gute Frage.
Diese NDIR Sensoren, also diese Infrarot
00:25:33.571 --> 00:25:40.739
Licht-Absorptions-Sensoren sind im Prinzip
ein absolutes Messverfahren. Das heißt man
00:25:40.739 --> 00:25:45.830
kennt sämtliche physikalischen und
chemischen Größen der beteiligten Gase.
00:25:45.830 --> 00:25:50.526
Und dann kommts eigentlich nur noch auf
die Geometrie der Messkammer an und
00:25:50.526 --> 00:25:55.473
blöderweise halt auch auf Alterung von der
Lichtquelle und von dem Sensor. Also man
00:25:55.473 --> 00:25:59.404
weiß ja, Halbleiter degradieren mit der
Zeit und auch eine Glühbirne geht
00:25:59.404 --> 00:26:03.388
irgendwann kaputt. Das heißt, wenn man
das, dann muß man hauptsächlich diese
00:26:03.388 --> 00:26:08.660
Teile weg kalibrieren. Aber die Physik
dahinter sozusagen ändert sich nicht. Bei
00:26:08.660 --> 00:26:17.960
diesen Metalloxid-Sensoren ist die Sache,
das ist quasi ständig im Wandel und
00:26:17.960 --> 00:26:24.697
dahinter hängt also bei dem auf dem was
ich gezeigt habe auf dem Card10-Badge z.B.
00:26:24.697 --> 00:26:30.836
da dieser Mikrocontroller der hat auch
noch einen Kalibrierungsalgorithmus mit
00:26:30.836 --> 00:26:36.781
eingebaut und der funktioniert tatsächlich
so, dass es in dem
00:26:36.781 --> 00:26:42.386
Datenblatt heißt, man soll dieses, diesen
Sensor erst mal 24 Stunden laufen
00:26:42.386 --> 00:26:48.235
lassen und der nimmt automatisch an, dass
er eben an Frischluft mit ungefähr 400 ppm
00:26:48.235 --> 00:26:54.158
CO2 ausgesetzt ist und pendelt sich darauf
ein und macht im Hintergrund so ein
00:26:54.158 --> 00:27:04.054
bisschen automagisch diese Kalibrierung.
Aber natürlich eben auch nicht mich rein
00:27:04.054 --> 00:27:12.599
auf das CO2, weil wie angesprochen bzw.
das hab ich tatsächlich so explizit gar
00:27:12.599 --> 00:27:17.994
nicht gesagt. Diese Metalloxid-Sensoren
sind für CO2 quasi blind. Die können eben
00:27:17.994 --> 00:27:25.237
Kohlenmonoxid messen. Oder die können
organische Substanzen, die man eben wenn,
00:27:25.237 --> 00:27:32.022
was man als Mensch ausatmet, können die
messen. Und sie nehmen sozusagen da
00:27:32.022 --> 00:27:39.838
nochmal ein anderes, einen anderen Umweg
um eben die, um CO2 zu messen und darauf
00:27:39.838 --> 00:27:44.188
dann eben dann nochmal diese
Zusatzannahme mit der Virus-
00:27:44.188 --> 00:27:50.320
Ausscheidung zu machen. Also da sind halt
auch ne Menge. Eine Menge pi mal Daumen
00:27:50.320 --> 00:27:55.696
Annahmen im Hintergrund. Von daher muss
man da schon auch immer gucken, was misst
00:27:55.696 --> 00:27:59.318
man da eigentlich und welche
Messgenauigkeiten sind eigentlich
00:27:59.318 --> 00:28:02.679
angegeben? Aber ja, Kalibrierung macht es
nicht einfacher.
00:28:02.679 --> 00:28:09.504
Herald: Danke. Haltest du es für eine
wertvolle Strategie CO2-Sensoren bis 2021
00:28:09.504 --> 00:28:17.110
in möglichst viel Hände zu bekommen, d. h.
Arztpraxen, Klassenzimmer, Geschäfte usw.,
00:28:17.110 --> 00:28:22.090
um die Übertragung von SARS Covid19 in der
Luft zu verringern?
00:28:22.090 --> 00:28:27.641
Sebastian: Naja, die Sensoren können
die Konzentration nicht verringern.
00:28:27.641 --> 00:28:32.471
Und ich fürchte, dass es eher eine
politische und gesellschaftliche Frage als
00:28:32.471 --> 00:28:36.157
tatsächlich eine technologische. Ich hab
mir darüber jetzt im Verlauf des Herbst
00:28:36.157 --> 00:28:41.744
auch viel Gedanken gemacht und auch hier
im Chaos-Umfeld mit einigen Leuten drüber
00:28:41.744 --> 00:28:46.128
philosophiert, was man machen kann. Aber
am Schluss kommt es tatsächlich darauf an,
00:28:46.128 --> 00:28:52.831
ob es angewendet wird und Kostenfrage und
gewartet werden wird. Ich habe teilweise
00:28:52.831 --> 00:28:57.940
sogar gehört, dass ambitionierte Lehrer
solche CO2 Ampeln in ihrer Schule
00:28:57.940 --> 00:29:02.575
aufgehängt haben und der Rektor war nicht
so begeistert davon und wollte, dass das
00:29:02.575 --> 00:29:08.680
besser nicht passiert. Und dann muss
eben die Infrastruktur dahinter muss auch
00:29:08.680 --> 00:29:13.601
noch instand gehalten werden und Defekte
ausgebessert werden und die Daten müssen
00:29:13.601 --> 00:29:17.160
ausgewertet werden und sowas. Und das ist
eine Menge Arbeit und ich weiß nicht, ob
00:29:17.160 --> 00:29:26.565
das tatsächlich gesellschaftlich gewünscht
genug ist. Also ich bin nicht sicher,
00:29:26.565 --> 00:29:30.498
aber ich fürchte, es wird keinen großen
Ausschlag machen, jedenfalls nicht für die
00:29:30.498 --> 00:29:36.050
breite Gesellschaft.
Herald: Welche von den verschiedenen
00:29:36.050 --> 00:29:41.467
Sensoren lassen sich am einfachsten an
z.B. an einen Arduino anschließen?
00:29:41.467 --> 00:29:46.715
Sebastian: Das ist tatsächlich bei allen
ziemlich einfach. Also das Internet ist
00:29:46.715 --> 00:29:52.160
voll mit Howtos, wie man diese, wie man
diese Sensoren ansteuert. Die meisten
00:29:52.160 --> 00:29:57.132
haben entweder eine typische serielle
Schnittstelle oder einen I2C-Bus und
00:29:57.132 --> 00:30:01.748
lassen sich eben über diese eigentlich
sehr gängigen digitalen Schnittstellen
00:30:01.748 --> 00:30:09.768
auslesen. Es gibt auch wenn man
tatsächlich so einen Sensorsystem
00:30:09.768 --> 00:30:14.173
selber bauen will, kann man
tatsächlich auch mit den noch so weit
00:30:14.173 --> 00:30:17.894
runter gehen, dass man sich die analogen
Sensoren, also quasi wirklich den nackten
00:30:17.894 --> 00:30:23.702
Fotosensor oder den nackten Metalloxid-
Sensor nimmt und die Analogwerte
00:30:23.702 --> 00:30:29.798
ausmisst. Aber ich glaube nicht, dass sich
dieser Aufwand wirklich lohnt. Also von
00:30:29.798 --> 00:30:36.166
daher, wenn man tatsächlich so ein
System bauen will. Das umzusetzen ist
00:30:36.166 --> 00:30:41.652
relativ einfach, wenn man sich ein
bisschen mit Arduino auskennt.
00:30:41.652 --> 00:30:47.924
Herald: Danke! Wir haben noch einiges
Zeit. Wenn euch Fragen und Antworten
00:30:47.924 --> 00:30:54.080
wollen, könnt ihr uns Fragen stellen.
Entweder über IRC. Das ist unten verlinkt
00:30:54.080 --> 00:31:01.507
oder über Twitter und die Fediverse unter
der Verwendung des Hashtag rc3one also
00:31:01.507 --> 00:31:09.495
Richard Ceasar 3 Otto Nordpol Email. Wie
hoch kann der CO2-Gehalt in Innenräumen
00:31:09.495 --> 00:31:15.560
sein und bis wann ist es gefährlich oder
ab wann ist es gefährlich?
00:31:15.560 --> 00:31:36.367
Sebastian: Da könnte ich mal nochmal zu
dieser Folie zurückspringen. Moment. Wo
00:31:36.367 --> 00:31:52.019
ist der Mensch? Genau der. Also hier
sind so die Angaben, die ich gefunden
00:31:52.019 --> 00:31:59.509
habe, sind so wenige Prozent, also 1% sind
1000 ppm. Ppm heißt ja einfach nur parts
00:31:59.509 --> 00:32:07.670
per million, d.h. 1 000 parts per million.
Kürzt sich dann weg auf 1%. Quatsch!
00:32:07.670 --> 00:32:16.322
10.000 ppm, Unsinn. Also 1.000 ppm sind
ein Promille und Prozent sind nochmal eine
00:32:16.322 --> 00:32:21.618
Zehnerpotenz mehr so. Und also d. h. ein
Prozent, dieses grüne Quadrat sind dann
00:32:21.618 --> 00:32:28.404
eben 10 000 ppm. Das ist dann schon, weiß
ich nicht, das 25 fache der normalen
00:32:28.404 --> 00:32:35.370
Konzentration. Und da wird es dann langsam
gefährlich. Aber ich glaube so
00:32:35.370 --> 00:32:39.947
Konzentrationsstörungen und so
und so ein bisschen, dass man nicht mehr
00:32:39.947 --> 00:32:47.158
so komplett so schnell und konzentriert
arbeiten kann, fängt schon bei 1.000 ppm
00:32:47.158 --> 00:32:51.562
an. Und was ich so gehört habe in den
letzten Monaten erreicht man das in so
00:32:51.562 --> 00:32:55.100
einer typischen Schulklasse, wohl
innerhalb von ner Viertelstunde oder
00:32:55.100 --> 00:32:59.735
sowas. Und sicherlich auch in so dem
typischen Meeting oder Besprechungsraum
00:32:59.735 --> 00:33:04.378
irgendwie mit ein paar Leuten je nach
Luftvolumen. Das geht erstaunlich schnell.
00:33:04.378 --> 00:33:09.896
Ich hab's tatsächlich selber noch nicht
nachgemessen, das sind jetzt bloß Aussagen
00:33:09.896 --> 00:33:15.474
aus dritter Hand. Aber das geht wohl
relativ schnell. Das ist tatsächlich
00:33:15.474 --> 00:33:19.311
gefährlich wird, weiß ich nicht, das ist
eher eine Frage für nen Mediziner und
00:33:19.311 --> 00:33:23.821
hängt sicherlich noch so ein bisschen
vom individuellen Menschen an, aber ich
00:33:23.821 --> 00:33:28.199
glaube so im normalen Alltag wird das
nicht passieren, dass man ausversehen
00:33:28.199 --> 00:33:34.590
sozusagen in eine gefährliche
Konzentationsbereich kommt.
00:33:34.590 --> 00:33:38.765
Herald: Welches ist brauchbare Sensor für
CO2 Messungen?
00:33:38.765 --> 00:33:46.377
Sebastian: Ja, das wäre tatsächlich die
Frage, die ich eben mit diesem
00:33:46.377 --> 00:33:52.764
angesprochenen Vergleichsexperiment klären
würde. Ich bin tatsächlich nicht so
00:33:52.764 --> 00:33:59.520
überzeugt, ob alle von diesen Sensoren
auch halten, was sie versprechen. Aber da
00:33:59.520 --> 00:34:03.849
ich bisher tatsächlich es nicht geschafft
habe, welche halt auch in die Finger zu
00:34:03.849 --> 00:34:13.465
kriegen, kann ich das auch nicht
nachprüfen. Ich würde sagen, da sowieso
00:34:13.465 --> 00:34:19.947
die Annahme ist, dass also das war ja ganz
am Anfang diese Grundannahme, dass wenn
00:34:19.947 --> 00:34:26.310
ein Mensch infektiös ist und SarsCoV2
Viren ausscheidet, dass das irgendwie in
00:34:26.310 --> 00:34:32.769
Relation steht mit der Menge an CO2 oder
flüchtigen organischen Verbindungen,
00:34:32.769 --> 00:34:36.514
die der Mensch ausatmet,
dass wäre schon mal die erste Annahme.
00:34:36.514 --> 00:34:40.977
Weil es darauf kommen natürlich auch
viele, viele Menschen, die nicht infektiös
00:34:40.977 --> 00:34:46.535
sind, aber trotzdem CO2 und organische
Verbindungen ausatmen, d. h. das ist schon
00:34:46.535 --> 00:34:51.478
mal, wenn man auf dieser
Infektionsvorraussage möchte, ist das
00:34:51.478 --> 00:34:55.633
schon mal eine Sache, die man annehmen
muss und die nicht unbedingt zutreffen
00:34:55.633 --> 00:34:59.580
muss. Und wie gesagt, auch sind die
Genauigkeiten in den Datenblättern der
00:34:59.580 --> 00:35:03.435
verschiedenen Sensoren sind teilweise
angegeben mit irgendwie in der
00:35:03.435 --> 00:35:09.401
Größenordnung fast von 100 ppm oder sowas.
Also es sind manchmal schon eher grobe
00:35:09.401 --> 00:35:17.534
Richtlinien als tatsächlich präzise
Messwerte. Von daher das mit der CO2 Ampel
00:35:17.534 --> 00:35:21.552
triffts eigentlich ganz gut. Es ist
sozusagen so ein grobes Signal. So ist es
00:35:21.552 --> 00:35:26.437
rot gelb grün. Aber man kann jetzt nicht
z.B. die Farbe eines Regenbogens auflösen
00:35:26.437 --> 00:35:31.331
oder sowas. Dafür sind die nicht genau
genug. Und ich vermute mal für so Sensoren
00:35:31.331 --> 00:35:36.489
für 10, 20 Euro kann man das auch nicht
erwarten. Von daher weiß ich was soll ich
00:35:36.489 --> 00:35:44.249
sagen am Schluß. Der beste Sensor ist
wahrscheinlich den, den man bekommen kann.
00:35:44.249 --> 00:35:54.349
Herald: Also wo sollen dann CO2 Sensoren
am besten in Räumen befestigt werden?
00:35:54.349 --> 00:35:59.163
Sebastian: Das ist auch eine gute Frage,
weil auch da ist ja die Annahme, man
00:35:59.163 --> 00:36:06.296
misst... Oder das die
CO2-Konzentration im gesamten Raum
00:36:06.296 --> 00:36:13.077
gleichmäßig ist. CO2 ist schwerer als der
Rest der Raumluft, das heißt, es sammelt
00:36:13.077 --> 00:36:17.454
sich tendenziell eher Richtung Boden. Also
es wird ein Konzentrationsgefälle von
00:36:17.454 --> 00:36:21.991
geringstem an unter der Decke bis am
höchsten am Boden sein. Andererseits ist
00:36:21.991 --> 00:36:26.198
die Atemluft, die man ausatmet warm, dies
auch leichter als der Rest der Luft und
00:36:26.198 --> 00:36:29.445
steigt nach oben wie bei einem
Heißluftballon. Das Gegenteil mit der mit
00:36:29.445 --> 00:36:33.157
dem CO2 am Boden ist, vielleicht hat mal
jemand was von der Hundsgrotte gehört,
00:36:33.157 --> 00:36:36.815
dass es eine einer Höhle, wo sich
tatsächlich aus dem Gestein CO2 rauskommt
00:36:36.815 --> 00:36:41.465
und sich ein Teppich an CO2 auf dem Boden
ausbreitet, was schon dem einen oder
00:36:41.465 --> 00:36:46.377
anderen Hund zum Verhängnis gefallen
sein soll. Das heißt, diese beiden
00:36:46.377 --> 00:36:51.322
Effekte, dass das CO2 von sich aus auf den
Boden sinkt und die warme Luft aber nach
00:36:51.322 --> 00:36:56.561
oben steigt, arbeiten gegeneinander. Dann
hat man Raumluftverwirbelungen, dann hat
00:36:56.561 --> 00:37:00.952
man vielleicht noch, dann heißt es ja,
Fenster öffnen und lüften. Das sorgt auch
00:37:00.952 --> 00:37:07.813
für Verwirbelungen. Unterm Strich muss ich
sagen: Ich weiß es nicht. Es wäre sehr
00:37:07.813 --> 00:37:12.106
spannend, auch wieder. Dafür müsste man
erst wieder so viele Sensoren kriegen.
00:37:12.106 --> 00:37:16.754
Aber wenn man tatsächlich so ein müsste
man mal tatsächlich im Klassenzimmer sowas
00:37:16.754 --> 00:37:20.939
mit wahrscheinlich etlichen Dutzend
solcher Sensoren strategisch über
00:37:20.939 --> 00:37:28.082
den Raum verteilt vermessen und dann diese
Messwerte über die Zeit darstellen, dann
00:37:28.082 --> 00:37:34.480
hat man so ein hübsches Voxel-Diagramm
oder sowas. Das wäre sehr spannend, um
00:37:34.480 --> 00:37:42.706
diese Frage zu beantworten. Unterm Strich,
muss ich auch da sagen, kann ich nicht
00:37:42.706 --> 00:37:48.130
sicher sagen.
Herald: Und falls es einen Raum gibt, in
00:37:48.130 --> 00:37:53.923
dem kein mechanische Lüftung oder
eine Klimaanlage mit frischer Außenluft
00:37:53.923 --> 00:38:02.472
möglichs ist oder gibt. Wie kann er am
effektivsten belüftet werden?
00:38:02.472 --> 00:38:12.530
Sebastian: Tja. Durch die Tür? Also naja,
die Lüftung ohne Zugang zu Außenluft ist
00:38:12.530 --> 00:38:17.672
Sch... Es ist halt schwierig.
Herald: Gibt's z.B. U-Boot Anlagen oder
00:38:17.672 --> 00:38:22.467
sowas ähnliches?
Sebastian: Mit U-Booten kenne ich mich
00:38:22.467 --> 00:38:27.730
tatsächlich überhaupt nicht aus. Also ich
kann mir nur vorstellen, dass man
00:38:27.730 --> 00:38:34.728
irgendwie so ne faltbaren
Lüftungsschläuche oder sowas.
00:38:34.728 --> 00:38:40.706
Ich kenne das mit so einer
Drahtspirale, die mit mit Aluminium oder
00:38:40.706 --> 00:38:46.269
Aluminium-Folie oder Kunststoff-Folie
ummantelt ist, die man dann so ausziehen
00:38:46.269 --> 00:38:51.967
kann. Oder sowas wie die Seidenstraße-
Rohre oder sowas. Dass man die eben in den
00:38:51.967 --> 00:38:57.378
Raum reinlegt und dann irgendwo ans andere
Ende nimmt, quasi wirklich ein Staubsauger
00:38:57.378 --> 00:39:02.306
anschließt und dann einfach die Luft
durch dieses Rohr aus dem schlecht zu
00:39:02.306 --> 00:39:07.125
erreichenden Raum absaugt, raus pustet
oder rein pustet. Also da ist dann halt
00:39:07.125 --> 00:39:12.686
auch glaub ich wieder kreativer Hacker-
Herangehensweise gefragt, weil ja es
00:39:12.686 --> 00:39:19.820
baulich nicht vorgesehen ist, schwierig.
Aber durchaus sicherlich auch dann einen
00:39:19.820 --> 00:39:23.700
Anwendungsfall da, wo es Sinn
machen würde sich so eine CO2 Ampel hin zu
00:39:23.700 --> 00:39:29.010
hängen, damit man dann weiß okay, jetzt
ist die Luft wirklich so schlecht, dass
00:39:29.010 --> 00:39:36.240
man was machen muss.
Herald: Gibt's einen Effekt von Pflanzen
00:39:36.240 --> 00:39:45.120
im Innenraum?
Sebastian: Bestimmt. Ich habe mal
00:39:45.120 --> 00:39:50.100
irgendwie Projekte gesehen in der
Richtung, die das testen wollten, aber ich
00:39:50.100 --> 00:39:56.460
weiß nicht, ob das tatsächlich zahlenmäßig
ausgewertet wurde oder auszuwerten ist.
00:39:56.460 --> 00:40:02.190
Also im Sinne von, dass die Pflanzen
tatsächlich das CO2 in dem Raum sofort
00:40:02.190 --> 00:40:10.770
binden und wieder zu Sauerstoff umwandeln.
Naja, also es gibt auf jeden Fall
00:40:10.770 --> 00:40:17.100
Pflanzen, die machen das schneller und
effektiver, je nach Lichteinstrahlung, das
00:40:17.100 --> 00:40:21.960
ist halt auch nochmal eine Komponente. Und
dann müsste man sich wahrscheinlich so
00:40:21.960 --> 00:40:30.870
richtig ordentlichen Dschungel in einen
Raum packen. Ja, also auch gute Frage. Ich
00:40:30.870 --> 00:40:35.790
würde sagen, find's raus. Das ist leider
ziemlich häufig die Frage, oder die Antwort
00:40:35.790 --> 00:40:39.870
wenn man nichts genaues sagen kann.
Irgendjemand muss den ersten Schritt
00:40:39.870 --> 00:40:49.172
machen.
Herald: Vielleicht eine feste Frage.
00:40:49.172 --> 00:40:53.010
Kannst du uns ein bisschen mehr erklären?
Wie stellt man sicher, dass die
00:40:53.010 --> 00:41:02.070
Card10-Badge sich richtig kalibriert ist?
Sebastian: Dazu kann ich noch nicht
00:41:02.070 --> 00:41:06.870
wirklich was sagen. Ich hab halt ein
bisschen mitbekommen, dass jetzt in den
00:41:06.870 --> 00:41:12.000
letzten Monaten tatsächlich so langsam die
Firmware auf einem Stand ist, dass dieser
00:41:12.000 --> 00:41:21.090
BME 680, dieser Umweltsensor vollständig
ausgelesen werden kann. Da lohnt sichs auf
00:41:21.090 --> 00:41:28.980
die Seite vom Card10-Badge
card10.events.ccc.de mal zu gehen und
00:41:28.980 --> 00:41:33.390
gegebenenfalls auch mal mit dem Team in
Kontakt zu treten oder wenn man Lust hat
00:41:33.390 --> 00:41:40.770
auch gerne mitzuentwickeln. Das sind halt
als auch Programmieraufgaben die noch
00:41:40.770 --> 00:41:43.410
umgesetzt werden müssen. Da gibt's
irgendwo ein riesig dickes Datenblatt
00:41:43.410 --> 00:41:50.820
wo drinne steht, wie man dem Chip sagen
muss was er tun soll. Und dann macht er
00:41:50.820 --> 00:41:59.520
das. Und ich glaube, der Stand der
Firmware ist, dass man sozusagen schon die
00:41:59.520 --> 00:42:07.740
ersten Messwerte auslesen kann. Und da
würde ich empfehlen, sich an Schneider zu
00:42:07.740 --> 00:42:13.470
wenden. Der einer, der der Team Leads ist,
der die Card10 Badge tatsächlich umgesetzt
00:42:13.470 --> 00:42:20.010
hat. Der ist unter anderem gerade jetzt in
den letzten Wochen noch damit beschäftigt
00:42:20.010 --> 00:42:26.550
gewesen, genau sich damit zu beschäftigen.
Herald: Da das jetzt verschiedene Typen
00:42:26.550 --> 00:42:31.860
von Sensoren und die reagieren ja auch auf
verschiedene andere Gase mit anderen
00:42:31.860 --> 00:42:38.880
Kurven, gibt es ein bestehendes Konzept
für Sensor Fusion, um das Genauigkeit zu
00:42:38.880 --> 00:42:49.350
steigern durch mehr verschiedene Sensoren?
Sebastian: Ich bin nicht sicher, ob ich
00:42:49.350 --> 00:42:53.760
die Frage verstanden habe.
Herald: So, weil die verschiedene Sensoren
00:42:53.760 --> 00:42:59.940
haben andere Kurven für den verschiedenen
Gase, gibt es schon eine Konzept, mehrere
00:42:59.940 --> 00:43:05.780
verschiedene Sensoren gleichzeitig zu
nutzen um die Genauigkeit der Messung
00:43:05.780 --> 00:43:11.100
hoch zu steigern?
Sebastian: Das man quasi so einen
00:43:11.100 --> 00:43:15.240
Metalloxid mit so einem NDIR Sensor
verpaart und dann die beieinander
00:43:15.240 --> 00:43:17.929
vergleicht das.
Herald: Ja, ja.
00:43:17.929 --> 00:43:27.150
Sebastian: Durchaus möglich. Ich hab
bei der Recherche bei einem Hersteller
00:43:27.150 --> 00:43:32.460
gesehen, dass die genau das gemacht haben,
dass sie ihren Metalloxid-Sensor eben
00:43:32.460 --> 00:43:38.530
gegengeprüft haben, gegen einen auch
hochwertigen NDIR Sensor und
00:43:38.530 --> 00:43:45.460
festgestellt haben, dass ihr Messwert...
Das wird meistens angegeben als eCO2,
00:43:45.460 --> 00:43:51.640
also equivalent CO2 oder estimated CO2
eins von beiden. Dass sich dieser Wert
00:43:51.640 --> 00:43:58.420
schon ziemlich gut mit dem von dem echten
CO2 Sensor gemessenen Wert, das die beiden
00:43:58.420 --> 00:44:02.530
sehr gut übereinstimmen. Die Voraussetzung
ist natürlich immer oder die Annahme ist
00:44:02.530 --> 00:44:07.990
immer, dass tatsächlich auch Menschen für
den CO2-Anstieg verantwortlich sind im
00:44:07.990 --> 00:44:11.380
Raum, weil die dann eben auch diese
flüchtigen organischen Verbindungen
00:44:11.380 --> 00:44:18.670
ausatmen. Das wäre z.B. eine Sache, die
ich gerne im Experiment selber ausprobiert
00:44:18.670 --> 00:44:23.170
hätte von wegen was passiert, wenn man
eben diese beiden Sensor Typen nur CO2
00:44:23.170 --> 00:44:28.300
aussetzt. Dann müsste eigentlich eben
dieser Metalloxid-Sensor quasi keine
00:44:28.300 --> 00:44:32.230
Veränderungen zeigen und nur der echte CO2
Sensor sollte eine Veränderung anzeigen.
00:44:32.230 --> 00:44:40.870
Während man z.B. wenn man jetzt nen Zug
Atemluft einfach in so eine Messkammer
00:44:40.870 --> 00:44:45.610
reinpustet, dann müssten eben beide
gleichmäßig den Ausschlag zeigen.
00:44:45.610 --> 00:44:57.175
Inwieweit man dafür so einen Sensor-Fusion-
Konzept hat, ausarbeiten kann? Es gibt
00:44:57.175 --> 00:45:00.514
sicherlich Ansätze, aber dass es da
irgendwie was offizielles oder sowas gäbe,
00:45:00.514 --> 00:45:06.070
davon weiß ich jetzt auch nichts.
Herald: Ok. Ihr könnt uns Fragen stellen.
00:45:06.070 --> 00:45:11.980
Wir haben ein paar Minuten mehr. Entweder
über IRC, das unten verlinkt ist, oder
00:45:11.980 --> 00:45:18.850
über Twitter, Fediverse unter Verwendung
des Hashtags rc3one. Also Richard Ceasar 3
00:45:18.850 --> 00:45:27.970
Otto Nordpol Email. Ja, ist es, möglichst
großflächige CO2 durch Satelliten zu
00:45:27.970 --> 00:45:31.270
messen?
Sebastian: Jaja, das wird, das wird
00:45:31.270 --> 00:45:36.010
gemacht. Also es gibt. Ich hab nicht
nachgezählt, aber ich glaube schon zwei
00:45:36.010 --> 00:45:40.630
Dutzend mindestens Satelliten, die genau
das tun und halt auch unterschiedlichen
00:45:40.630 --> 00:45:47.880
Alters und mit unterschiedlichen
Messgeräten an Bord. Aber das wird
00:45:47.880 --> 00:45:52.710
gemacht, natürlich. Also es gibt. Es gibt
ja auch so richtig so Karten, die so
00:45:52.710 --> 00:45:57.030
Falschfarben die CO2-Konzentration je
nach Ort auf der Erde anzeigen und sowas.
00:45:57.030 --> 00:46:07.170
Das wird genau so gemacht.
Herald: Da das CO2 eine sehr wichtige Gas
00:46:07.170 --> 00:46:17.610
ist in Richtung Klimawandel. Weißt du
zufällig welche Prozesse verursacht die
00:46:17.610 --> 00:46:29.130
meisten CO2? Im Sinne von Abgas?
Sebastian: Nein, kann ich
00:46:29.130 --> 00:46:33.780
leider nicht sagen. Es ist auch ein riesen
Bereich. Ich war selber irgendwann mal
00:46:33.780 --> 00:46:42.900
ziemlich überrascht, dass da tatsächlich
die Fleischindustrie zum Beispiel einen
00:46:42.900 --> 00:46:48.360
signifikanten Anteil hat und auch deutlich
mehr als ich selber erwartet hätte. Ich
00:46:48.360 --> 00:46:56.010
weiß die Zahl tatsächlich nicht mehr
auswendig. Aber das ist so. So vegane oder
00:46:56.010 --> 00:47:00.600
vegetarische Ernährungsweise wäre
tatsächlich wie's aussieht einen doch
00:47:00.600 --> 00:47:05.730
nicht zu vernachlässigender Teil, um so
die Gesamt-CO2-Entwicklung zu reduzieren.
00:47:05.730 --> 00:47:10.350
Davon abgesehen haben wir natürlich auch
noch andere Klimagase, wie zum Beispiel
00:47:10.350 --> 00:47:14.940
Methan, was eben auch Kühe noch in
nennenswerter Weise ausscheiden und auch
00:47:14.940 --> 00:47:21.330
Klimagas ist. Methan kann man tatsächlich
mit ähnlichen Methoden wie eben diese
00:47:21.330 --> 00:47:26.370
optischen CO2-Sensoren messen. Bloß eben
mit anderen Lichtwellenlängen. Deshalb das
00:47:26.370 --> 00:47:32.430
hab ich jetzt hier natürlich nicht im
Detail angesprochen, aber im Prinzip geht
00:47:32.430 --> 00:47:38.430
das auch und wird auch gemacht. Von daher
ist halt auch nochmal die Frage geht es um
00:47:38.430 --> 00:47:44.470
Klimaerwärmung insgesamt? Da muss man
natürlich sämtliche Klimarel...oder
00:47:44.470 --> 00:47:48.400
sämtliche klimarelevanten Gase in
Betracht ziehen und die sind auch nicht
00:47:48.400 --> 00:47:55.870
alle gleichmäßig schlimm sozusagen. Das
Stichwort dazu sind ich glaube
00:47:55.870 --> 00:48:00.850
CO2-Äquivalente werden die auch
tatsächlich genannt. Sozusagen wie viel
00:48:00.850 --> 00:48:12.550
Tonnen von Gas x haben eine Auswirkung wie
y Tonnen CO2 in der Atmosphäre. Und das
00:48:12.550 --> 00:48:20.050
ist eben für die Gase unterschiedlich.
Herald: Was ist eigentlich dein
00:48:20.050 --> 00:48:24.594
Hintergrund? Wie bist du an CO2-Messungen
gekommen?
00:48:24.594 --> 00:48:33.665
Sebastian: Tatsächlich war ich neugierig
im Spätsommer, als eben diese CO2-Ampel-
00:48:33.665 --> 00:48:42.798
Geschichte in den Medien Traktion gewonnen
hat. Und hab' dann angefangen zu gucken,
00:48:42.798 --> 00:48:46.000
was machen die eigentlich? Wie
funktionieren die Dinger eigentlich? Kann
00:48:46.000 --> 00:48:52.289
das funktionieren? Das ist ja eigentlich
irgendwie alles sehr komisch. Und mein
00:48:52.289 --> 00:48:57.839
Hintergrund ist ich bin Diplom-Chemiker,
hab' dementsprechend eben auch so
00:48:57.839 --> 00:49:04.439
analytische Chemie und den ganzen Kram
dahinter dann gelernt und was sozusagen
00:49:04.439 --> 00:49:11.550
auch die Hintergründe hinter diesen
Anregungen und Schwingungs-Spektroskopie
00:49:11.550 --> 00:49:17.842
hatte ich vorhin kurz eingeworfen, das
Wort, das gehört halt alles ins Studium
00:49:17.842 --> 00:49:22.510
mit rein. Aber es ist natürlich alles
viel zu viel zu tief für so'n Oberflächen-
00:49:22.510 --> 00:49:27.882
Vortrag. Aber das hat eben meine Neugierde
geweckt. Und um da nach zu bohren. Okay,
00:49:27.882 --> 00:49:33.999
was haben sich da tatsächlich die
Hersteller einfallen lassen, um eben diese
00:49:33.999 --> 00:49:39.430
Mess-Aufgaben zu lösen? Und die Sache ist
ja auch: Das muss man natürlich auch
00:49:39.430 --> 00:49:43.706
möglichst preisgünstig machen bei so
vielen CO2-Ampeln. Ich glaube, da kosten
00:49:43.706 --> 00:49:48.062
so die Sensoren, die also benutzt
werden, so höchstens, weiß nicht, niedrig
00:49:48.062 --> 00:49:52.560
zweistellig oder sowas? Mittel
zweistellig? Und industrielle Sensoren, die
00:49:52.560 --> 00:49:57.747
halt auch genauer sind, die sind dann doch
eher im dreistelligen Bereich und die wird
00:49:57.747 --> 00:50:03.798
wahrscheinlich ein Maker nicht mal ebenso
kaufen. Von daher ist das eben dann mit
00:50:03.798 --> 00:50:09.175
einer CO2-Ampel, die keiner bauen oder
kaufen will, weil sie zu teuer ist, hat
00:50:09.175 --> 00:50:15.985
dann am Schluss natürlich auch keinen Wert
mehr. Ja, ich vermute da sind auch noch
00:50:15.985 --> 00:50:23.959
ein paar Innovationen in Zukunft drin.
Herald: Ja, in die Zukunft erlaubt die
00:50:23.959 --> 00:50:30.345
Keeling-Kurve werden wir alle mit einer
Höhe CO2 -Werte in der Atmosphäre, also
00:50:30.345 --> 00:50:36.504
Umluft mitleben. Kannst du schon was dazu
sagen? Wie wäre es zum Beispiel, wenn es
00:50:36.504 --> 00:50:45.630
500 ppm in der Umluft ist?
Sebastian: Ne, kann ich in dem Rahmen
00:50:45.630 --> 00:50:54.947
nicht. Das ist also so Atmosphären-Umwelt-
Wissenschaften, das ist nochmal so ein
00:50:54.947 --> 00:51:02.370
ganzer Fachbereich für sich und wie
tatsächlich dann diese Auswirkungen sind,
00:51:02.370 --> 00:51:07.645
mit diesen Kipppunkten und was dann alles
passieren wird. Ich glaube das ist auch
00:51:07.645 --> 00:51:12.489
sehr sehr schwer vorauszusagen. Ich hab'
gesehen, im Fahrplan für das
00:51:12.489 --> 00:51:17.457
rc3-Konferenz-Programm gibt's auch ein
paar Vorträge, die sich in die Richtung
00:51:17.457 --> 00:51:25.280
beschäftigen. Da sind dann eher Leute aus
der Richtung gefragt.
00:51:25.280 --> 00:51:33.353
Herald: Okay. Und letztendlich möchtest
du, dass unser Publikum etwas tut?
00:51:33.353 --> 00:51:44.041
Sebastian: Ja, seid neugierig, hinterfragt
Dinge, baut Dinge. Nervt eure Politiker.
00:51:44.041 --> 00:51:50.715
Also das ist tatsächlich eine Sache. So
persönliche Anekdote: Ich hab Politik
00:51:50.715 --> 00:51:53.741
lange, lange Zeit vermieden, weil ich
dachte, es ist irgendwie alles so
00:51:53.741 --> 00:51:59.398
Wischiwaschi und alles so schwierig und
unverbindlich und so … Wissenschaft und
00:51:59.398 --> 00:52:06.252
Technologie, das, da hat man dann Methode,
da hat man Mess-Ablauf, da hat man dann
00:52:06.252 --> 00:52:12.969
seine Daten und dann kriegt man eindeutige
Antworten und eine Lektion jetzt dieses
00:52:12.969 --> 00:52:24.802
Jahres 2020 ist ja auch: Die Wissenschaft
und auch Ingenieure und Daten-
00:52:24.802 --> 00:52:30.488
Wissenschaftler haben alle möglichen
Forschung angestellt, nach Antworten
00:52:30.488 --> 00:52:36.732
gesucht, Antworten gefunden. Haben die der
Politik weitergegeben. Und da hakt es. Das
00:52:36.732 --> 00:52:45.231
heißt, diese politische Komponente ist
leider einfach nicht zu umgehen. Und von
00:52:45.231 --> 00:52:54.018
daher würde ich sagen: Wenn ihr euch
dafür tatsächlich engagieren wollt und da
00:52:54.018 --> 00:52:59.813
irgendwie aktiv werden wollt, guckt euch
an, wie man in die Richtung auch
00:52:59.813 --> 00:53:04.458
weitermachen kann.
Herald: Alles klar.
00:53:04.458 --> 00:53:08.362
Sebastian: Wie es in die eigenen
Überzeugungen, auch in die eigenen
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Kapazitäten passt. Aber ich würde sagen
ja, also ein Teil der Motivation, warum
00:53:12.541 --> 00:53:17.477
ich hier mich auch hingestellt habe, ist
eben Wissen teilen, Impulse geben, andere
00:53:17.477 --> 00:53:22.671
Leute inspirieren, nach Möglichkeit, und
so eine Kaskade los stoßen. Also
00:53:22.671 --> 00:53:29.244
einfach nicht nichts tun.
Herald: Verstanden. Top! Ganz herzlichen
00:53:29.244 --> 00:53:31.815
Dank, nochmals, Sebastian.
00:53:31.815 --> 00:53:34.321
Abspannmusik
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Untertitel erstellt von c3subtitles.de
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