Arduino Projekte für die Schule: 25 Ideen für Wettbewerbe

Du suchst Arduino Projekte für die Schule oder für einen Wettbewerb? In diesem Ratgeber findest du 25 Ideen für Wissenschaftsmessen und Forschungsprojekte mit Arduino, ESP32 oder Raspberry Pi Pico, sortiert nach Grundschule, Mittelstufe und Oberstufe. Zu jeder Idee bekommst du das Problem, das sie löst, die Funktionsweise (Methode), die nötigen Bauteile und die ungefähren Kosten. Die Liste ist für die türkischen TÜBİTAK-Programme 4006 (Schul-Wissenschaftsmessen) und 2204 (Forschungswettbewerbe) entstanden, die Ideen passen aber genauso zu Jugend forscht, Schüler experimentieren oder einem Projekttag an deiner Schule.

Was ein Projekt vor der Jury stark macht, ist nicht das teure Board, sondern ein echtes Problem, eine Messung und eine ehrliche Auswertung der Ergebnisse. Deshalb geht es in der zweiten Hälfte auch um Beispielcode, den Export deiner Messwerte nach Excel, die Gliederung des Projektberichts, das Poster und die häufigsten Fragen der Jury. Wenn du gerade erst mit Elektronik anfängst, lies zuerst Was ist Arduino?.

Was sind TÜBİTAK 4006 und 2204, und wo liegt der Unterschied?

Das TÜBİTAK-Förderprogramm 4006 für Wissenschaftsmessen unterstützt Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 12 dabei, Teilprojekte, die sie mit einer betreuenden Lehrkraft erarbeitet haben, auf einer Wissenschaftsmesse an ihrer eigenen Schule zu zeigen. Es ist kein Wettbewerb und es gibt keine Platzierungen; den Antrag stellt nicht der Schüler, sondern eine Lehrkraft der Schule als Projektleitung, und TÜBİTAK überweist der Schule ein Budget für die Messe. 2204 dagegen ist ein Wettbewerb: 2204-B richtet sich an die Mittelstufe, 2204-A an die Oberstufe. Fertige Projekte werden als Bericht eingereicht, wer die Vorauswahl besteht, präsentiert auf einer Regionalausstellung vor der Jury, und die Regionalsieger kommen ins Finale. Die wichtigsten Regeln für 2026–2027:

Bei 4006 bewirbt sich eine Schule mit mindestens 10 und höchstens 20 Teilprojekten. In der Ausschreibung 4006-A, die allen Schulen offensteht, müssen die Teilprojekte mindestens fünf verschiedene Themen abdecken; bei 4006-B, das nur Schulen mit mindestens zwei bisherigen Messen offensteht, sind höchstens fünf Themen erlaubt und nur die Projektarten Forschung und Design. Die Messe dauert zwei bis drei volle Schultage. Die 13. Ausschreibung nennt eine Förderung von 7.000 TL pro Messe für die Vorbereitung plus 750 TL (4006-A) bzw. 1.150 TL (4006-B) pro Teilprojekt und kündigt eine Anpassung an die Inflation an. Arduino-Projekte gehören meist zum Hauptgebiet Technik und Design oder Informationstechnik und Software und zu Themen wie "Robotik und Programmieren", "Naturkatastrophen und Katastrophenschutz" oder "Barrierefreie Technologien". Zeitplan und Beträge ändern sich jedes Jahr, lies die aktuelle Ausschreibung also gemeinsam mit deiner Lehrkraft.

Was aus einem Arduino-Aufbau ein Forschungsprojekt macht: eine messbare Frage

Am häufigsten kritisieren Jurys, dass eine Schaltung, von der es tausende Beispiele im Netz gibt, nur deshalb vorgestellt wird, weil sie "funktioniert". Im Bewertungsbogen der Vorauswahl von 2204 haben Kreativität und Wirkung sowie Ergebnisse und Diskussion das größte Gewicht, und auch bei 4006 werden Ziel, Methode und erwartetes Ergebnis bewertet. Die Lösung: Mach aus der Idee eine Forschungsfrage und miss und vergleiche etwas. Leg vorher fest, was du veränderst (unabhängige Variable), was du misst (abhängige Variable) und womit du vergleichst (Kontrollgruppe). Die Tabelle zeigt, wie aus gewöhnlichen Ideen Forschungsfragen werden:

7 einfache Projektideen für die Grundschule und Klasse 5

TÜBİTAK 4006 umfasst die Klassen 5 bis 12. Jüngere Kinder können diese Ideen bei einem Schul-Wissenschaftstag, im Unterricht oder in einer Begabtenförderung zeigen und sie ab Klasse 5 für eine Messe weiterentwickeln. Auf dieser Stufe gilt eine einfache Regel: ein Sensor, ein Ausgang (LED, Summer oder Servo) und eine Lehrkraft in der Nähe. Für das gemeinsame Programmieren eignen sich blockbasierte Werkzeuge wie mBlock. Kein Gerät mit Netzspannung wird angefasst, alles läuft über USB oder Batterien.

• 1. Energiesparendes Nachtlicht: Flur- und Gartenlampen brennen oft auch tagsüber. Ein Fotowiderstand (LDR) schaltet die LEDs ein, wenn es dunkel wird, und aus, wenn es hell wird. Die Kinder notieren tagsüber die Lichtwerte und entscheiden selbst, wo die Schwelle liegen soll; siehe LDR-Lichtsensor.
• 2. 20-Sekunden-Händewasch-Timer: Um die Ausbreitung von Krankheitserregern zu bremsen, sollte man die Hände mindestens 20 Sekunden waschen, doch die meisten hören zu früh auf. Erkennt der Ultraschallsensor HC-SR04 eine Hand am Waschbecken, leuchten vier LEDs auf und erlöschen nacheinander im Abstand von fünf Sekunden, und am Ende spielt ein Summer eine kurze Melodie.
• 3. "Meine Pflanze hat Durst"-Melder: Die Pflanzen im Klassenzimmer vertrocknen am Wochenende. Ein Bodenfeuchtesensor lässt bei trockener Erde eine rote LED leuchten und piept kurz, bei feuchter Erde leuchtet eine grüne. Man kann auch messen, wie schnell verschiedene Erdsorten austrocknen; siehe Bodenfeuchtesensor.
• 4. Fußgängerampel mit Taster vor der Schule: Die Straße vor der Schule zu überqueren ist schwierig. Wer den Taster drückt, bekommt nach kurzer Wartezeit Grün, und für blinde Fußgänger piept während der Grünphase ein Summer. Das Projekt wird auf einem Straßenmodell aus Karton gezeigt; siehe Arduino-Ampel.
• 5. Lärmampel fürs Klassenzimmer: In einer lauten Klasse fällt das Zuhören schwer. Ein Schallsensor misst die Lautstärke: Bei Ruhe leuchtet eine grüne LED, bei steigendem Lärm eine gelbe und bei großem Lärm eine rote. Die Kinder halten in einer Tabelle fest, in welchen Stunden und zu welcher Tageszeit es am lautesten ist.
• 6. Berührungsloser Mülleimer: Den Deckel eines Mülleimers mit der Hand anzufassen ist unhygienisch. Ein HC-SR04 erkennt die Hand, ein SG90-Servo öffnet den Deckel und schließt ihn nach ein paar Sekunden wieder; siehe Smarter Mülleimer.
• 7. Kühlschrank-offen-Alarm: Eine offen gelassene Tür verschwendet Energie und lässt Lebensmittel verderben. Ein Magnet an der Tür und ein Reedkontakt am Rahmen erkennen, wann die Tür offen ist; bleibt sie länger als 30 Sekunden offen, ertönt ein Summer.

Die Kosten sind grobe Schätzungen für Nachbau-Teile aus Online-Elektronikshops im Oktober 2026 und schwanken mit Wechselkurs und Verfügbarkeit. Board, Steckbrett, Jumperkabel und USB-Kabel sind nicht eingerechnet; hat deine Schule schon ein Starterset, brauchst du oft nur die Sensoren. Was in einem Set meist enthalten ist, steht in Arduino Starterset, und vor dem Kauf kannst du die Schaltung in Tinkercad ausprobieren.

9 Projektideen für die Mittelstufe (4006 und 2204-B)

In der Mittelstufe verbinden Projekte zwei oder drei Sensoren und treffen eine Entscheidung, etwa "wenn die Erde trocken und es hell ist, schalte die Pumpe ein". Für 2204-B muss das Projekt vor der Anmeldung fertig sein und Messungen enthalten; für eine 4006-Messe reicht es, Ziel, Methode und erwartetes Ergebnis kurz und klar zu beschreiben. Die meisten Ideen unten lassen sich mit einem Arduino Uno bauen; willst du die Daten aufs Handy schicken, baue dieselbe Schaltung mit einem ESP32.

• 8. Smartes Gewächshaus: In Gewächshäusern wird oft nach Gefühl gegossen und gelüftet. Ein DHT11 misst Temperatur und Luftfeuchte, ein Bodenfeuchtesensor die Erde und ein LDR das Licht; wird die Erde trocken, schaltet ein Relais eine Mini-Wasserpumpe ein, wird es zu warm, einen Lüfter. Forschungsfrage: Wie viel Wasser verbrauchen dieselben Pflanzen mit sensorgesteuertem und mit zeitgesteuertem Gießen? Details in Smartes Gewächshaus.
• 9. Erdbebenalarm: Erschütterungen in den ersten Sekunden zu bemerken und laut zu warnen, ist besonders für Schlafende wertvoll. Ein MPU-6050-Beschleunigungssensor speichert die Beschleunigung in Ruhe; überschreiten die Messwerte mehrmals hintereinander eine Schwelle, schalten sich Summer und LED ein. Das System sagt keine Erdbeben voraus, es erkennt Erschütterungen; schreib das klar in deinen Bericht. Der Code folgt unten.
• 10. Smarter Blindenstock: Ein Langstock findet Hindernisse am Boden, übersieht aber solche auf Hüft- und Brusthöhe. Ein HC-SR04 am Stock misst den Abstand zum Hindernis; je näher es kommt, desto schneller vibriert ein Vibrationsmotor, und ganz nah piept zusätzlich ein Summer. Code unten, Details in Smarter Blindenstock.
• 11. Wasserspar-Zähler: Wir wissen nicht, wie viele Liter wir beim Duschen oder Abwaschen verbrauchen. Ein Durchflusssensor YF-S201 am Wasserhahn liefert etwa 450 Impulse pro Liter; der Arduino zählt sie, zeigt den Verbrauch auf einem LCD und warnt, wenn ein Grenzwert überschritten ist. Eine Woche Messung vergleicht den Wasserverbrauch der Familie vor und nach dem Zähler.
• 12. Brand-Frühwarnsystem: Bei einem Brand zu Hause oder in der Schule zählen die ersten Minuten. Ein Flammensensor achtet auf das Infrarotlicht einer Flamme, ein MQ-2 auf Rauch und ein DHT11 auf einen schnellen Temperaturanstieg; Alarm gibt es erst, wenn zwei Sensoren auslösen. Das senkt Fehlalarme gegenüber Systemen mit nur einem Sensor; siehe Flammensensor.
• 13. Wetterstation im Schulgarten: Klimawissen aus dem Schulbuch mit den eigenen Messwerten zu vergleichen, ist spannend. Ein DHT22 misst Temperatur und Luftfeuchte, ein BMP280 den Luftdruck und ein Regensensor den Niederschlag; die Werte erscheinen auf einem Display und werden stündlich gespeichert. Untersuchen lässt sich der Zusammenhang zwischen fallendem Luftdruck und Regen; siehe BME280 und BMP280.
• 14. Lüftungs-Erinnerung fürs Klassenzimmer: In einem vollen, geschlossenen Raum wird die Luft schnell schlecht und die Konzentration sinkt. Ein MQ-135-Luftqualitätssensor verfolgt relative Veränderungen der Gase in der Luft; steigt der Wert deutlich über den Ausgangswert, leuchtet erst eine gelbe, dann eine rote LED mit der Erinnerung, das Fenster zu öffnen; siehe MQ-135.
• 15. Smarter Parkplatz (Modell): Autos auf Parkplatzsuche verschwenden Zeit und Sprit. Ein Infrarotsensor in jeder Parklücke erkennt das Auto; ein Display an der Einfahrt zeigt die freien Plätze, und eine Servo-Schranke bleibt zu, wenn alles belegt ist. Am Modell lässt sich die durchschnittliche Suchzeit messen.
• 16. Smarte Tablettenbox: Ältere Menschen vergessen manchmal die Einnahmezeit oder nehmen eine Tablette doppelt. Ein RTC-Uhrenmodul löst zur Einnahmezeit Summer und LED aus; ein Reedkontakt am Fachdeckel speichert, ob er geöffnet wurde, und die Erinnerung wiederholt sich, wenn die Tablette nicht genommen wurde; siehe RTC-Uhrenmodul.

9 anspruchsvolle Projektideen für die Oberstufe (4006 und 2204-A)

In der Oberstufe erwartet die Jury eine mehrdimensionale Lösung: ein System, das Sensordaten sammelt, damit Entscheidungen trifft, den Nutzer informiert und dessen Erfolg gemessen wird. Auch der Projektleitfaden von 2204-A nennt statt eines Smart-Farming-Geräts, das nur gießt oder beleuchtet, lieber ein integriertes System, das Landwirte informiert und ihnen Empfehlungen gibt. Auf dieser Stufe stehen das WLAN des ESP32, Datenaufzeichnung und der Vergleich zweier Aufbauten im Vordergrund, deshalb sind die ESP32-Boards in der Tabelle unten mitgerechnet. Kennst du den ESP32 noch nicht, beginne mit Was ist der ESP32?.

• 17. Erdbebenisolatoren auf dem Rütteltisch: Wie die Basisisolatoren erdbebensicherer Gebäude wirken, lässt sich in der Schule schwer zeigen. Auf einem Tisch, den ein Servo oder Gleichstrommotor rüttelt, stehen zwei Gebäudemodelle, eines mit und eines ohne Isolatoren; je ein MPU-6050 misst die Beschleunigung am Fundament und auf dem Dach. Ein ESP32 speichert die Daten, und das Verhältnis von Dach- zu Fundamentbeschleunigung wird für beide Modelle verglichen.
• 18. Smarte Bewässerung nach Wettervorhersage: Kurz vor dem Regen den Garten zu gießen, verschwendet Wasser. Ein ESP32 liest einen kapazitiven Bodenfeuchtesensor und holt die Regenwahrscheinlichkeit für morgen aus dem Internet; ist die Erde trocken und kein Regen in Sicht, schaltet er über ein Relais eine Pumpe oder ein Magnetventil. Einen Monat lang wird der Verbrauch mit einem zeitgesteuert bewässerten Beet verglichen; siehe ESP32 Wetter-API.
• 19. Sturzmelder für ältere Menschen: Wer allein lebt und stürzt, bekommt manchmal zu spät Hilfe, mit ernsten Folgen. Ein ESP32 mit MPU-6050 an der Hüfte erkennt einen kurzen freien Fall, einen harten Aufprall und anschließende Bewegungslosigkeit und schickt Angehörigen eine Telegram-Nachricht. Getestet wird mit einer Puppe, die auf eine Matte fällt, nicht mit Menschen; siehe ESP32 Telegram-Bot.
• 20. Wirkungsgrad eines Solartrackers: Ein festes Solarpanel zeigt die meiste Zeit des Tages nicht direkt zur Sonne. Zwei Servos drehen ein Panel nach dem Helligkeitsunterschied zwischen vier LDRs zur Sonne; ein baugleiches zweites Panel bleibt fest, und Stromsensoren messen den ganzen Tag die Leistung beider. Zieht man die Energie der Servos vom Gewinn ab, sieht man, ob sich der Tracker wirklich lohnt; siehe Solartracker.
• 21. Station zur Wasserqualität: Leitungs-, Filter-, Mineral- und Bachwasser zu vergleichen, schärft das Umweltbewusstsein. Ein TDS-Sensor misst die gelösten Stoffe, ein wasserdichter DS18B20 die Temperatur; der TDS-Wert wird temperaturkompensiert gespeichert. Halte im Bericht fest, dass der TDS-Wert allein nichts darüber aussagt, ob Wasser trinkbar ist; siehe TDS-Sensor.
• 22. Mülltrennender Recycling-Behälter: Falsch getrennter Müll erschwert das Recycling. Ein induktiver Sensor am Einwurf erkennt Metall, ein Farbsensor oder ein auf einer ESP32-CAM trainiertes Bildklassifizierungsmodell unterscheidet Kunststoff und Papier; Servos lenken den Abfall ins richtige Fach. Bewertet wird das System am Anteil richtig sortierter Teile.
• 23. Sensornetz gegen Waldbrände: Wer einen Waldbrand entdeckt, solange er klein ist, kann ihn viel leichter löschen. Zwei oder drei ESP32-Knoten mit Solarpanel und Akku messen Temperatur, Luftfeuchte und Rauch und schicken die Daten per ESP-NOW an eine Zentrale, die bei Überschreiten einer Schwelle per Telegram warnt. Zwischen den Messungen gehen die Knoten in den Tiefschlaf; wie viele Tage der Akku hält, berechnest du mit dem Werkzeug Akkulaufzeit.
• 24. Verkehrsabhängige Kreuzung: Ampeln mit festen Zeiten lassen Autos auch auf leerer Straße warten. Auf einem Kreuzungsmodell mit vier Richtungen zählen Infrarotsensoren in jeder Spur die wartenden Autos, und der Arduino passt die Grünzeit an die Länge der Schlange an. Mit demselben Verkehrsszenario wird die mittlere Wartezeit von fester und adaptiver Steuerung verglichen.
• 25. Studie zum CO2-Anstieg im Klassenzimmer: In schlecht gelüfteten Räumen steigt der CO2-Gehalt, und viele Leitlinien empfehlen für Innenräume weniger als 1000 ppm. Ein NDIR-CO2-Sensor am ESP32 speichert den Wert jede Minute über den ganzen Unterricht; verglichen werden Szenarien wie Fenster zu, Stoßlüften in der Pause und Fenster gekippt. Die Ergebnisse gehen als konkreter Lüftungsvorschlag an die Schulleitung.

Beispielcode 1: Smarter Blindenstock (Arduino Uno)

Der folgende Code misst mit dem HC-SR04 den Abstand und warnt umso häufiger, je näher ein Hindernis kommt: über 150 cm bleibt er still, zwischen 80 und 150 cm vibriert er langsam, zwischen 30 und 80 cm schnell und mit Summer, unter 30 cm warnt er dauerhaft. Schall legt in Luft etwa 343 m/s zurück und muss hin und zurück, deshalb wird die Echozeit in Mikrosekunden durch 58 geteilt, um Zentimeter zu erhalten. Mehr zum Sensor findest du in HC-SR04 Ultraschallsensor. Verdrahtung:

1const int TRIG = 9;     // HC-SR04 tetik pini / trigger pin
2const int ECHO = 10;    // HC-SR04 yankı pini / echo pin
3const int MOTOR = 6;    // titreşim motoru modülü (PWM) / vibration motor module (PWM)
4const int BUZZER = 8;   // aktif buzzer / active buzzer
5
6long mesafeOlc() {
7  digitalWrite(TRIG, LOW);
8  delayMicroseconds(2);
9  digitalWrite(TRIG, HIGH);       // 10 µs tetik darbesi / 10 µs trigger pulse
10  delayMicroseconds(10);
11  digitalWrite(TRIG, LOW);
12  unsigned long sure = pulseIn(ECHO, HIGH, 25000UL);  // en fazla ~4 m bekle / wait for up to ~4 m
13  if (sure == 0) return 999;      // yankı gelmedi: engel yok / no echo: no obstacle
14  return sure / 58;               // mikrosaniye -> cm / microseconds -> cm
15}
16
17void titret(int guc, bool ses, int bekle) {
18  analogWrite(MOTOR, guc);
19  digitalWrite(BUZZER, ses ? HIGH : LOW);
20  delay(60);                      // kısa titreşim / short pulse
21  analogWrite(MOTOR, 0);
22  digitalWrite(BUZZER, LOW);
23  delay(bekle);                   // titreşimler arası boşluk / gap between pulses
24}
25
26void setup() {
27  pinMode(TRIG, OUTPUT);
28  pinMode(ECHO, INPUT);
29  pinMode(MOTOR, OUTPUT);
30  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
31  Serial.begin(9600);
32}
33
34void loop() {
35  long cm = mesafeOlc();
36  Serial.println(cm);             // Seri Çizici ile izle / watch it in the Serial Plotter
37
38  if (cm < 30) {                  // çok yakın: sürekli uyarı / very close: continuous alert
39    analogWrite(MOTOR, 255);
40    digitalWrite(BUZZER, HIGH);
41    delay(60);
42  } else if (cm < 80) {
43    titret(220, true, 120);       // yakın: sık titreşim ve ses / near: fast pulses and sound
44  } else if (cm < 150) {
45    titret(180, false, 400);      // orta: seyrek titreşim / medium: slow pulses
46  } else {
47    analogWrite(MOTOR, 0);        // engel yok / no obstacle
48    digitalWrite(BUZZER, LOW);
49    delay(60);
50  }
51}

Beispielcode 2: Erdbebenalarm mit dem MPU-6050

Schließe das MPU-6050-Modul mit VCC an 5V, GND an GND, SDA an A4 und SCL an A5 an; der Summer hängt an D8, die LED an D13. Beim Start misst der Code zwei Sekunden lang die Beschleunigung in Ruhe und legt einen Grundwert fest (wegen der Schwerkraft etwa 1 g). Danach berechnet er alle 10 ms den Betrag der Beschleunigung; weicht er fünf Messungen in Folge um mehr als 0,08 g vom Grundwert ab, gibt er Alarm und piept nach dem Ende der Erschütterung noch fünf Sekunden weiter. Öffnest du den seriellen Plotter (Werkzeuge > Serieller Plotter) mit 115200 Baud, siehst du die Erschütterung als Kurve; solche Kurven sind gute Belege für den Ergebnisteil deines Berichts. Echte Erdbeben-Frühwarnsysteme gewinnen einige Sekunden, indem sie die schnelleren P-Wellen vor den zerstörerischen S-Wellen erfassen. Dein Gerät ist dagegen ein Erschütterungsmelder, und auch ein Klopfen auf den Tisch löst es aus; ESIK_G und ART_ARDA zu verändern und die Fehlalarme zu zählen, macht daraus Forschung. Mehr zum Sensor in MPU-6050.

1#include <Wire.h>
2
3const int MPU = 0x68;         // MPU-6050 I2C adresi (AD0 = GND) / I2C address (AD0 = GND)
4const int BUZZER = 8;
5const int LED = 13;
6const float ESIK_G = 0.08;    // alarm eşiği (g) / alarm threshold (g)
7const int ART_ARDA = 5;       // eşiği üst üste aşması gereken örnek / samples in a row over the threshold
8
9float taban = 1.0;            // sakin haldeki ivme, yaklaşık 1 g / acceleration at rest, about 1 g
10int sayac = 0;
11unsigned long sonAlarm = 0;
12
13int16_t oku16() {
14  uint8_t yuksek = Wire.read();
15  uint8_t dusuk = Wire.read();
16  return (int16_t)(((uint16_t)yuksek << 8) | dusuk);
17}
18
19float ivmeOku() {
20  Wire.beginTransmission(MPU);
21  Wire.write(0x3B);             // ACCEL_XOUT_H yazmacından başla / start at ACCEL_XOUT_H
22  Wire.endTransmission(false);
23  Wire.requestFrom(MPU, 6);
24  float x = oku16() / 16384.0;  // ±2 g aralığında 16384 = 1 g / at ±2 g, 16384 = 1 g
25  float y = oku16() / 16384.0;
26  float z = oku16() / 16384.0;
27  return sqrt(x * x + y * y + z * z);
28}
29
30void setup() {
31  Serial.begin(115200);
32  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
33  pinMode(LED, OUTPUT);
34  Wire.begin();
35  Wire.beginTransmission(MPU);
36  Wire.write(0x6B);             // PWR_MGMT_1: sensörü uykudan uyandır / wake the sensor up
37  Wire.write(0);
38  Wire.endTransmission();
39  delay(100);
40
41  float toplam = 0;             // 2 saniyelik kalibrasyon, sensöre dokunma / 2 s calibration, don't touch it
42  for (int i = 0; i < 200; i++) {
43    toplam += ivmeOku();
44    delay(10);
45  }
46  taban = toplam / 200;
47}
48
49void loop() {
50  float fark = fabs(ivmeOku() - taban);   // sarsıntı = tabandan sapma / shaking = deviation from rest
51  if (fark > ESIK_G) {
52    if (sayac < ART_ARDA) sayac++;
53  } else {
54    sayac = 0;
55  }
56  if (sayac >= ART_ARDA) sonAlarm = millis();
57
58  bool alarm = (sonAlarm != 0) && (millis() - sonAlarm < 5000);  // 5 s daha çal / keep sounding for 5 s
59  digitalWrite(BUZZER, alarm ? HIGH : LOW);
60  digitalWrite(LED, alarm ? HIGH : LOW);
61
62  Serial.print("fark:");        // Seri Çizici etiketleri / Serial Plotter labels
63  Serial.print(fark, 3);
64  Serial.print(",esik:");
65  Serial.println(ESIK_G, 3);
66  delay(10);                    // saniyede yaklaşık 100 örnek / about 100 samples per second
67}

Daten sammeln mit ESP32 und Raspberry Pi Pico

Für den Ergebnisteil sind regelmäßig gespeicherte Daten am wertvollsten. Der folgende ESP32-Code liest den MQ-135 aus dem Lüftungsprojekt alle 30 Sekunden aus und behält die letzten 120 Messungen. Rufst du die IP-Adresse des Boards auf einem Handy oder Computer im selben WLAN auf, siehst du den letzten Wert, und über den Link "CSV indir / download" holst du die Daten nach Excel. Das MQ-135-Modul läuft mit 5 V und sein Analogausgang kann bis 5 V erreichen, die Pins des ESP32 vertragen aber nur 3,3 V; schließe AO deshalb über einen Spannungsteiler an GPIO 34 an: 10 kΩ zwischen AO und GPIO 34, 20 kΩ zwischen GPIO 34 und GND (5 V × 20/30 ≈ 3,3 V). Der Messwert ist kein ppm-Wert, sondern ein relativer Wert; Hersteller empfehlen, den Sensor vor dem ersten Einsatz länger als 24 Stunden vorzuheizen, und vor jeder Messung solltest du ihn einige Minuten warmlaufen lassen.

1#include <WiFi.h>
2#include <WebServer.h>
3
4const char* ssid = "AgAdi";          // Wi-Fi adın / your Wi-Fi name
5const char* password = "Sifre123";   // Wi-Fi şifren / your Wi-Fi password
6const int SENSOR = 34;               // MQ-135 AO, gerilim bölücü üzerinden / MQ-135 AO through a divider
7const int N = 120;                   // saklanan ölçüm sayısı / number of readings kept
8const unsigned long ARALIK = 30000;  // 30 saniyede bir ölç / measure every 30 s
9
10WebServer server(80);
11int deger[N];
12unsigned long saniye[N];
13unsigned long olcumSayisi = 0;
14unsigned long sonOlcum = 0;
15
16void olcumAl() {
17  int k = olcumSayisi % N;           // dolunca en eskinin üzerine yaz / overwrite the oldest when full
18  deger[k] = analogRead(SENSOR);     // 0–4095
19  saniye[k] = millis() / 1000;
20  olcumSayisi++;
21}
22
23void anaSayfa() {
24  String s = "<meta charset='utf-8'><meta name='viewport' content='width=device-width'>";
25  s += "<h1>Sınıf hava kalitesi</h1><p>Son değer / last value: ";
26  s += String(olcumSayisi ? deger[(olcumSayisi - 1) % N] : 0);
27  s += "</p><p>Ölçüm sayısı / readings: ";
28  s += String(olcumSayisi);
29  s += "</p><a href='/veri.csv'>CSV indir / download</a>";
30  server.send(200, "text/html", s);
31}
32
33void csvGonder() {
34  String s = "saniye,deger\n";
35  unsigned long ilk = (olcumSayisi > N) ? olcumSayisi - N : 0;
36  for (unsigned long i = ilk; i < olcumSayisi; i++) {
37    int k = i % N;
38    s += String(saniye[k]) + "," + String(deger[k]) + "\n";
39  }
40  server.send(200, "text/csv", s);
41}
42
43void setup() {
44  Serial.begin(115200);
45  WiFi.begin(ssid, password);
46  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);
47  Serial.println(WiFi.localIP());    // bu adresi tarayıcıda aç / open this address in a browser
48  server.on("/", anaSayfa);
49  server.on("/veri.csv", csvGonder);
50  server.begin();
51  olcumAl();
52  sonOlcum = millis();
53}
54
55void loop() {
56  server.handleClient();
57  if (millis() - sonOlcum >= ARALIK) {
58    sonOlcum = millis();
59    olcumAl();
60  }
61}

Mit dem Raspberry Pi Pico sind Langzeitmessungen ohne WLAN, etwa von Bodenfeuchte oder Gewächshaustemperatur, noch einfacher. Der folgende MicroPython-Code liest einmal pro Minute einen Bodenfeuchtesensor an GP26 und hängt den Wert an die Datei veri.csv im Speicher des Pico an. Versorge den Sensor über den 3V3-Pin des Pico, damit sein Ausgang nie über 3,3 V steigt. Speicherst du die Datei als main.py, misst der Pico auch ohne Computer an Akku oder Netzteil weiter; veri.csv lädst du später über das Dateifenster von Thonny auf den Rechner. Ist es dein erster Pico, lies Was ist der Raspberry Pi Pico?.

1from machine import ADC, Pin
2import time, os
3
4sensor = ADC(26)               # GP26 = ADC0: toprak nem sensörü AO / soil moisture sensor AO
5led = Pin("LED", Pin.OUT)      # dahili LED (Pico ve Pico W) / onboard LED (Pico and Pico W)
6ARALIK = 60                    # ölçümler arası saniye / seconds between readings
7DOSYA = "veri.csv"
8
9if DOSYA not in os.listdir():  # dosya yeniyse başlık satırını yaz / write the header for a new file
10    with open(DOSYA, "w") as f:
11        f.write("saniye,ham,nem_yuzde\n")
12
13baslangic = time.time()
14while True:
15    ham = sensor.read_u16()                 # 0–65535
16    nem = round(100 - ham * 100 / 65535)    # kuru toprakta değer yüksektir / dry soil reads high
17    sure = time.time() - baslangic
18    with open(DOSYA, "a") as f:             # her ölçümü sona ekle / append each reading
19        f.write("{},{},{}\n".format(sure, ham, nem))
20    print(sure, ham, nem)
21    led.toggle()                            # çalıştığını göster / show that it is running
22    time.sleep(ARALIK)

So schreibst du den Projektbericht

1. Projekttitel: Höchstens 15 Wörter; er sollte sagen, was du gemacht hast und für wen. Die TÜBİTAK-Ausschreibungen verlangen, im Titel und im Bericht keine Marken hervorzuheben, beschreibe das Board also technisch, etwa als "mikrocontrollerbasiert".
2. Zusammenfassung: 150–250 Wörter mit Ziel, Methode und wichtigstem Ergebnis in wenigen Sätzen, darunter höchstens fünf Schlüsselwörter. Überarbeite die Zusammenfassung zuletzt, wenn das Projekt fertig ist.
3. Ziel und Einleitung: Beschreibe das Problem mit Zahlen (zum Beispiel den durchschnittlichen Wasserverbrauch beim Duschen) und fasse ähnliche Arbeiten mit Quellen zusammen. Schreib klar, worin sich deine Arbeit unterscheidet.
4. Methode: Schaltplan, Ablaufdiagramm, Messbereich und Genauigkeit der Sensoren (beim DHT11 zum Beispiel 0–50 °C und ±2 °C) sowie wie oft und unter welchen Bedingungen der Versuch wiederholt wurde. Der vollständige Code kommt in den Anhang.
5. Zeitplan: Teile Literaturrecherche, Bauteilbeschaffung, Prototyp, Tests und Schreiben in Wochen oder Monate auf und zeige das als Tabelle.
6. Ergebnisse: Stelle die Messwerte ohne Deutung in Tabellen und Diagrammen dar; nummeriere und betitele jede Abbildung und verweise im Text darauf, etwa "wie Abbildung 2 zeigt".
7. Fazit und Diskussion: Beantworte die Forschungsfrage, vergleiche deine Ergebnisse mit ähnlichen Arbeiten und nenne ehrlich die Grenzen, etwa Sensorgenauigkeit oder Modellmaßstab.
8. Ausblick und Quellen: Gib Hinweise für alle, die das Projekt weiterentwickeln wollen, und liste die Quellen im APA-Stil auf.

Das 4006-Formular für Teilprojekte ist viel kürzer: Bei 4006-A umfasst das Ziel 20–50 Wörter, Methode und erwartetes Ergebnis je 50–150 Wörter; bei 4006-B haben "Ziel und Bedeutung", Methode und erwartetes Ergebnis je 50–150 Wörter. Die Teilprojekte durchlaufen eine Plagiatsprüfung, kopierte Texte aus dem Internet führen also zur Rückgabe des Antrags. Wenn du Umfragen oder Messungen mit Menschen machst, zum Beispiel den Blindenstock mit Freiwilligen mit verbundenen Augen testest, hol dir unterschriebene Einwilligungen der Teilnehmenden und der Eltern; Umfragen an staatlichen Schulen in der Türkei brauchen außerdem eine Forschungsgenehmigung des Bildungsministeriums.

Poster und Messestand vorbereiten

• Poster bei 4006: Laut Leitfaden für 4006-A ist das Poster 100×80 cm groß und hat drei Felder. Links stehen Problem oder Fragestellung, Zusammenfassung und Methode; oben in der Mitte Titel, Projektart, Fachgebiet, Thema und Team, darunter die Ergebnisse; rechts Schlussfolgerungen, Vorschläge und Quellen.
• Poster bei 2204: Unter dem Titel folgen Zusammenfassung, Einleitung, Methode, Ergebnisse, Fazit und Diskussion, Ausblick und Quellen. Die Schrift muss aus der Entfernung lesbar sein; zeig dasselbe Ergebnis nicht doppelt als Tabelle und Diagramm.
• Optische Gewichtung: Schaltplan, Foto des Prototyps und das Diagramm deines wichtigsten Ergebnisses sollten die drei auffälligsten Elemente sein. Nutze kurze Stichpunkte statt langer Absätze.
• Funktionierender Prototyp: Zeig den Prototyp in Betrieb; ein Live-Messwert auf einem Display oder eine laufende Kurve im seriellen Plotter lässt Besucher stehen bleiben.
• Plan B: Am Messetag kann sich ein Kabel lösen oder ein Sensor ausfallen. Nimm einen Ersatzsensor, Jumperkabel, ein USB-Kabel, eine Powerbank und ein kurzes Video vom funktionierenden Aufbau mit.
• Projekttagebuch: Führe für 4006 das von TÜBİTAK empfohlene "Projekttagebuch für die Wissenschaftsmesse" und zeig es am Stand; auch Lösungen, die nicht funktioniert haben, sind für die Jury wertvoll.

Wie die Jury bewertet und was sie fragt

In der Vorauswahl von 2204 wird der Bericht in vier Bereichen bewertet. Bei Regional- und Finalausstellung kommen mündliche Präsentation und Beherrschung des Projekts hinzu und tragen das größte Gewicht; in der Regionalrunde zählen außerdem 30 Prozent der Punkte aus der Vorauswahl. Die Präsentation dauert höchstens 10 Minuten, alle Teammitglieder müssen anwesend sein, und die betreuende Lehrkraft darf sich weder in die Präsentation noch in die Fragen einmischen. Die Gewichte in den Bögen von 2025:

• "Was ist an deinem Projekt originell?" Zeig, dass du ähnliche Produkte und Arbeiten kennst, und nenne dann den Unterschied in einem Satz: günstiger, sparsamer oder für eine neue Zielgruppe.
• "Warum dieser Sensor, und wie genau ist er?" Kenne Messbereich und Genauigkeit und zeig eine Kalibriertabelle, in der du den Sensor mit einer bekannten Referenz verglichen hast (Thermometer, Lineal, Messbecher).
• "Wie oft hast du getestet?" Ein einzelner Versuch beweist nichts; wiederhole jedes Experiment mindestens drei- bis fünfmal und zeig Mittelwert und Streuung.
• "Was macht diese Zeile?" Die Jury kann nach einem Teil des Codes fragen. Versteh ihn so gut, dass du jede Zeile erklären kannst; deine Kommentare helfen dabei.
• "Was kostet es, und ist es alltagstauglich?" Bereite eine Bauteilliste mit Preisen vor und erkläre, wie es in Serie günstiger würde und wo seine Grenzen liegen.
• "Was wäre der nächste Schritt?" Ein konkreter Plan, etwa ein genauerer Sensor, ein Praxistest oder eine App, zeigt, dass das Projekt wirklich deines ist.

Häufige Fehler

• Ein Projekt aus dem Netz nachbauen: Berichte durchlaufen eine Plagiatsprüfung, und fremde Arbeit ohne Quellenangabe führt zum Ausschluss. Du darfst von einem bestehenden Projekt ausgehen, musst aber eine Variable verändern, die Wirkung messen und die Quelle nennen.
• Mit einer bloßen Idee anmelden: Bei 2204 werden nur fertige Projekte angenommen, Ideen und laufende Arbeiten scheiden aus. Prototyp, Messungen und Bericht müssen vor der Anmeldung fertig sein.
• "Es funktioniert" statt Messwerte: "Die LED leuchtet" ist kein Ergebnis. Miss, nach wie vielen Sekunden das System reagiert, wie viele Liter Wasser es spart oder wie viele Fehlalarme es auslöst.
• Gefährliche Versuche: Versuche, die die Gesundheit gefährden, führen zum Ausschluss. Arbeite nicht mit Netzspannung, lege kein echtes Feuer und teste Stürze nicht mit Menschen; teste den Brandsensor mit einer kleinen Flamme unter Aufsicht der Lehrkraft und den Sturzmelder mit einer Puppe.
• Das falsche Fachgebiet wählen: Das Fachgebiet richtet sich nach dem eigentlichen Ziel des Projekts und lässt sich nach der Anmeldung nicht mehr ändern. Ein Projekt, das mit Sensoren das Pflanzenwachstum untersucht, passt eher zur Biologie, eines, das das Gerät selbst entwickelt, zum Technischen Design.
• Die Stromversorgung unterschätzen: Dass der Arduino neu startet, sobald ein Servo oder eine Pumpe anläuft, ist der häufigste Ausfall am Messetag. Versorge Motoren aus einer eigenen Quelle und verbinde alle Massen miteinander; siehe Arduino Stromversorgung.

Ein Wettbewerbsprojekt ist der beste Weg zu lernen, den Arduino nicht als Spielzeug, sondern zur Lösung eines echten Problems einzusetzen. Die Schaltungen hinter vielen dieser Ideen, etwa LDR-Nachtlicht, Parksensor, Flammen- und Gasalarm, smarte Bewässerung und Temperaturaufzeichnung mit dem ESP32, findest du in der BlueGrays-App mit Schritt-für-Schritt-Schaltplänen und Code, als soliden Ausgangspunkt für dein eigenes Projekt.