Im Rahmen des Projekts „Grüne Oase“ durften wir wieder eine ganz besonderen Kurs gestalten: Talking Plants. Finanziert wurde dieses Projekt von der Initiative „Labs4Future“ des bundesweiten Förderprogramms “Kultur macht stark” des Bundesbildungsministeriums. Die Kurse wurden gemeinsam mit dem SIN - Studio im Netz konzipiert und im Kreativlabor Freiham umgesetzt.

Talking Plants war einer dieser Kurse, auf die Flo und ich besonders stolz sind. Nicht nur, weil die Kinder unglaublich viel gelernt haben – sondern auch, weil wir selbst dabei enorm gewachsen sind. Gleichzeitig war es aber auch ein Kurs, der uns vor unerwartete Herausforderungen gestellt hat. Herausforderungen, mit denen ich ehrlich gesagt nicht gerechnet hatte. Warum nicht? Weil ich fest davon ausgegangen bin, dass wir auf einem bereits erprobten Konzept aufbauen.

Anfang des Jahres hatte ich die Möglichkeit innerhalb des Projektes Technik – Zukunft in Bayern eine Curriculum für mehrere Schulen zu entwickeln. Das Konzept wurde dort getestet, die Präsentationen waren fertig, die Unterlagen ausgearbeitet – alles schien bereit zu sein.

Also habe ich Flo gefragt:

„Hey, meinst du, wir können das alles auch für unseren Kurs in Freiham verwenden?“

Die Antwort kam prompt: „Natürlich, klar!“

Heike vom BBW war so nett und hat mir nicht nur erlaubt, die Unterlagen zu nutzen, sondern auch zwölf Platinen zur Verfügung gestellt, die ich im Kurs verwenden darf. In meinem Kopf war die Sache damit erledigt – null Prozent Vorbereitungszeit, dachte ich. Wie so oft bei meinen Kursen lag ich damit allerdings komplett daneben.

Die Idee: Sprechende Pflanzen

Im Kurs „Talking Plants" war das Ziel klar: Eine Pflanze zum „Sprechen" bringen. Doch was bedeutete das konkret? Die Kinder sollten eine automatische Bewässerungsanlage bauen – mit einem Feuchtigkeitssensor, der misst, wie trocken die Erde ist, und einer kleinen Pumpe, die bei Bedarf Wasser liefert.

Die Kinder arbeiteten mit der Roboter-Platinen, die mir im Rahmen der Kursunterlagen zur Verfügung gestellt wurden: ein Raspberry Pi Pico, programmiert mit MicroBlocks. Die Platinen konnte ich ausleihen – aber genau hier begann später die erste große Herausforderung.

Ich wollte das Konzept erweitern: Die Messwerte sollten über einen MQTT-Server bereitgestellt werden, damit die Pflanzen ihre „Zustände" nach außen melden können. So entstand die Idee, die Pflanzen tatsächlich sprechen zu lassen. In meinem Kopf war das Konzept schlüssig und gut durchdacht. Doch schon nach der ersten Stunde kam die Überraschung – diesmal von den Kindern.

Der Aufstand: „Das nehmen wir mit!"

Wir starteten direkt mit echtem Handwerk: Die Kinder löteten den Raspberry Pi Pico selbst auf die Platine. Das ist immer ein Highlight im Kurs, denn es vermittelt ihnen eine wertvolle Erfahrung: Sie erschaffen etwas mit ihren eigenen Händen, das so auch eins zu eins im Berufsleben vorkommen könnte. Dieses unmittelbare Erfolgserlebnis, echte Hardware zu verbauen, motiviert sie ungemein für alles, was danach kommt. Als ich beiläufig erwähnte, dass die Ergebnisse nicht mit nach Hause genommen werden können, brach eine Protestwelle los:

„Nein! Das wollen wir unbedingt mitnehmen!"

„Ich will das zu Hause weiterbauen!"

Ich konnte sie absolut verstehen. Wenn ich selbst so etwas gebaut hätte, hätte ich es auch nicht mehr hergeben wollen. Gleichzeitig war klar: Die Platinen konnte ich nicht einfach verteilen. Was also tun?

Die Lösung: Wahlfreiheit statt Einheitslösung

Nach langer Recherche kam mir eine Idee: Was wäre, wenn die Kinder selbst entscheiden können? Die Platinen könnten von den Kindern (bzw. den Eltern) selbst gekauft werden – nur von denen, die das Projekt wirklich mit nach Hause nehmen möchten. Alle anderen arbeiten weiterhin mit den Kurs-Platinen vor Ort.

Klingt einfach, oder? In der Praxis war es komplizierter. Ein gewisses Budget für Materialkosten war eingeplant, trotzdem zögerte ich. Viele dieser Boards werden zwei-, vielleicht dreimal ausprobiert – und landen danach in einer Schublade. Gleichzeitig gibt es im Kreativlabor Dinge, die wir dauerhaft brauchen: Seitenschneider, dritte Hände, Löthalterungen. Das wäre langfristig sinnvoller investiert gewesen.

Ich recherchierte, welche Evaluation Boards für den Raspberry Pi Pico bezahlbar, robust genug für Kinderhände und ohne Spezialwerkzeug nutzbar sind. Am Ende fand ich ein einfaches Board, das genau diese Anforderungen erfüllte – ein Pico-Entwicklungs-Board **seeed Grove Shield **, mit dem man gut mit hilfe von Kabels zusätzliche Module und auch einen Steckbrett verbinden kann.

Der Quantenmechanik-Moment

Wie in all meinen Kursen lege ich großen Wert darauf, die Theorie durch spannende Experimente zum Leben zu erwecken. So haben wir mit Flo gemeinsam eine Volta’sche Säule gebaut – eine der ersten Batterien der Geschichte, ganz einfach aus Kupfermünzen, Unterlegscheiben und in Essig getränktem Papier.

Um die Kraft des Stroms greifbar zu machen, habe ich demonstriert, wie ein gezielter Kurzschluss so viel Energie freisetzen kann, dass Temperaturen von bis zu 300 Grad entstehen. Dieser Moment, in dem die Kinder sehen, wie Graphit glüht oder schmilzt, schafft einen bleibenden Respekt vor der Strom.

Als Kontrastprogramm durften sie erleben, wie man mit Kältespray einen überhitzten Prozessor in Sekundenschnelle auf eisige Temperaturen herunterkühlt. Und natürlich kam auch das Multimeter im Einsatz damit wir leitende Materialien gesucht haben.

Übrigens gab es einen Moment, der mich besonders überrascht hat: Ich hatte gerade ein spannendes YouTube-Video über das Doppelspaltexperiment gesehen und erzählte den Kindern „mal eben fünf Minuten" davon. Daraus wurden 45 Minuten intensive Diskussion über Quantenmechanik. Flo kennt sich in dem Thema sogar noch besser aus als ich, und wir hatten ein richtig tolles Gespräch.

Die größte Überraschung kam bei der Abschlussveranstaltung: Ich fragte aus Spaß, ob jemand erklären kann, was Schrödingers Katze ist. Ein Mädchen stand auf und erzählte fünf Minuten lang, warum Licht sowohl Welle als auch Teilchen sein kann. Der ganze Raum war baff, die Eltern super stolz. Für Flo und mich war das das schönste Geschenk: Wir konnten den Kindern etwas mitgeben, das vielleicht noch lange nachwirkt.

Die Relais-Krise: Wenn nichts funktioniert

Für die Pumpensteuerung besorgte ich Relais. Die ursprünglich empfohlenen waren nicht mehr verfügbar, also wich ich auf andere aus. Leider schaute ich nicht genau genug hin – und das holte uns im Kurs ein.

Wir schlossen alles an, testeten voller Erwartung … und nichts ging. Das ist immer ein besonderer Moment, wenn zwölf Kinder einen anschauen und sagen: „Okay, aber es funktioniert nicht." Oder besser: Manchmal ging es, manchmal nicht.

Flo hat ein ganzes Wochenende damit verbracht, die Fehler zu debuggen, um sie zu reproduzieren. Nach einigem Suchen wurde klar: Die Relais waren invertiert und für 5 Volt ausgelegt, während der Raspberry Pi Pico mit 3,3 Volt arbeitet. Flo und ich bauten das Ganze zu Hause komplett neu auf, bestellten andere Relais und testeten erneut. Beim nächsten Kurstermin schien zunächst alles zu funktionieren.

Dann die nächste Überraschung: Sobald wir die Pumpe über das Relais schalteten, brach die Verbindung zu MicroBlocks ab.

Elektromagnetische Störungen: Zurück ans Whiteboard

Flo und ich vermuteten elektromagnetische Störungen, aber wie kam die Störung durch das Relais hindurch? Wir mussten zurück ans Whiteboard: Spannungen, Ströme und Störquellen Schritt für Schritt durchgehen.

Und hier wurde aus dem Problem etwas Wertvolles. Es war eine hervorragende Gelegenheit, den Kindern diese Prinzipien zu erklären: Spannung, Strom, Störungen, reale Fehlerquellen. Ja, ich hörte öfter: „Schon wieder Theorie." Und ja, wir gingen manchmal eine ganze Stunde tief in die Details. Aber genau das ist echte Projektarbeit. Nicht alles funktioniert auf Anhieb – und gerade das zeigt, wie Technik in der Realität funktioniert.

Am Ende konnten wir die Anlage in Betrieb nehmen, auch wenn wir nicht zu 100% verstanden, warum die Störung uns so viele Probleme bereitete. Wir schlossen einfach einen Kondensator an – eine perfekte Gelegenheit, zu erklären, was Kondensatoren machen. Noch besser: Ich besorgte ein Oszilloskop und konnte den Kindern live zeigen, wo die Störung herkam und wie sie sich auf das Signal auswirkte.

Übrigens später, auf der Weihnachtsfeier bei OroraTech, habe ich Gonzalo davon erzählt. Er ist dort Experte für Satellitenelektronik und konnte mir sofort erklären, warum die Impulse trotz des Relais durchgeschlagen sind.

Ohne zu tief in die Details zu gehen (ich will euch ja nicht mit zu viel grauer Theorie langweilen): Es geht um die sogenannte Gegen-EMK (elektromotorische Kraft). Wenn die Spule im der Motor der Pumpe abgeschaltet wird, bricht das Magnetfeld zusammen und erzeugt eine plötzliche Spannungsspitze – den sogenannten ‚Flyback‘-Effekt. Diese Störung kann so stark sein, dass sie über die Stromversorgung zurück zum Mikrocontroller wandert und diesen zum Absturz bringt.

Mein Rat an euch: Falls ihr mit solchen kleinen Wasserpumpen und Relais arbeitet, seid auf diese Störsignale vorbereitet! Ein einfacher Kondensator oder eine Freilaufdiode können hier Wunder wirken und verhindern, dass eure Hardware im entscheidenden Moment den Dienst versagt.

Wie spricht eine Pflanze? Internet, MQTT und die Realität

Die Bewässerung funktionierte einwandfrei, aber die große Frage blieb: Wie bringt man die Pflanze zum Sprechen? Dafür mussten wir den Raspberry Pi Pico mit dem Internet verbinden. Wir nutzten das AdafruitIO, und mit etwas Hilfe von ChatGPT schrieb ich ein kleines JavaScript, das ich in Google Sites einband. Sobald die Pflanze etwas „zu sagen" hatte, konnten wir die Daten online abrufen und anzeigen.

MQTT und die Adafruit-Einbindung waren im Nachhinein vielleicht etwas über das Ziel hinausgeschossen – einfach zu komplex. Stattdessen verlagerten wir den Fokus auf die Grundlagen:

• Was ist eine IP-Adresse?

• Was ist ein Server?

• Wie funktioniert DNS?

• Wie sicher ist man im Internet?

• Was kann man aus einer IP-Adresse herausfinden?

MQTT lief dann eher „out of the box". Ich zeigte und erklärte es, aber setzte es nicht mehr im Detail mit allen gemeinsam um. Im Nachhinein war es für die Gesamtgruppe tatsächlich zu viel. Von zwölf Kindern haben vielleicht zwei wirklich verstanden, wie das Ganze funktioniert – und diese beiden setzten es selbstständig um.

Die Frage: Muss ich alle mitnehmen?

Ich frage mich oft, ob es okay ist, nicht immer die gesamte Gruppe bei jedem Thema vollständig mitzunehmen. In meinen Kursen sehe ich immer wieder, wie unterschiedlich Kinder sind. Gegen Ende des Kurses wurde es so komplex, dass einige Kinder ausstiegen – sie fokussierten sich verständlicherweise nur noch auf die reine Funktionalität statt auf das tiefe Verständnis der Hintergründe.

Doch für mich ist klar: Wenn ich auch nur zwei Kinder dazu begeistern kann, richtig tief zu graben und wirklich verstehen zu wollen, wie MQTT und Adafruit IO funktionieren, dann habe ich mein Ziel erreicht. Ich habe mir die Zeit genommen, diesen beiden alles bis ins letzte Detail zu erklären. Als Anerkennung für ihre außergewöhnliche Aufmerksamkeit und ihren Wissensdurst gab es am Ende ein besonderes Geschenk: Ein eigenes OLED-Display, damit sie ihr Projekt zu Hause noch weiter ausbauen und verfeinern können.

Es ist dieser Moment der individuellen Förderung, der für mich den Kern echter Projektarbeit ausmacht – auch wenn nicht jeder am Ende zum Experten für Netzwerkprotokolle wird.“

Das Finale: Alle Anlagen funktionieren

Am Ende gab es eine große Abschlusspräsentation mit allen Eltern. Zu meiner großen Freude – und Erleichterung – funktionierten alle Bewässerungsanlagen. Natürlich hatten wir vorher alles mehrfach getestet, aber es war trotzdem ein sehr schöner Moment. Flo und ich konnten durchatmen: ein weiterer Kurs erfolgreich abgeschlossen, wieder eine Menge gelernt.

Eines weiß ich allerdings jetzt schon: Beim nächsten Mal kombiniere ich kein Projekt mehr mit Wasser und Elektronik. Das war durchgehend eine Herausforderung. Stattdessen könnte ich mir ein Projekt gegen Online-Sucht vorstellen: einen Behälter, in den man sein Handy legt. Liegt das Handy drin, wird die Pflanze beleuchtet – liegt es nicht drin, bleibt sie dunkel. Auch so kann eine Pflanze sprechen.

Dankeschön

Ein ganz besonderer Dank gilt wie immer dem Studio im Netz (SIN), das nicht nur die Idee und Förderstruktur ins Leben gerufen hat, sondern uns auch mit viel Vertrauen und Engagement die Umsetzung des Kurses ermöglicht hat – von der Raumorganisation über die Bewerbung bis zur intensiven Begleitung durch Björn.

Ich möchte mich auch wie immer ganz besonders bei Florian Lohmann bedanken. Ohne seine Kreativität, Geduld und seinen unermüdlichen Einsatz wären diese Kurs nicht möglich gewesen.