🦇📡⚙️ NEXUS: Das Rig steht – Warum wir die Fledermausforschung neu kalibrieren müssen

Bei einem niedrigen oder normalen Dämpfungskoeffizient ɑ (alpha) kann man die Fledermäuse klar und deutlich erkennen bzw. aufnehmen.
Bei einer starken Dämpfung werden die Rufe immer leiser, obwohl das Tier immer noch da ist.
Bei einer sehr starken Dämpfung kann man die Rufe der Tiere gar nicht mehr hören, obwohl das Tier immer noch da ist.

Es ist vollbracht. Die Hardware-Phase für mein Projekt NEXUS ist abgeschlossen. Während viele in der Bioakustik „nur“ Rufe sammeln, geht es hier um das Fundament: Die Physik hinter dem Schall.

Der Gamechanger: Der Dämpfungskoeffizient ɑ

Warum der ganze Aufwand mit einer eigenen Wetterstation und hochpräzisen Umweltsensoren? Die Antwort ist ein einziger griechischer Buchstabe: ɑ (Alpha).

In der Welt des Ultraschalls ist die Luft kein leerer Raum, sondern ein massiver Widerstand. Der Dämpfungskoeffizient ɑ beschreibt, wie viel Energie ein Ruf pro Meter Wegstrecke verliert. Dieser Wert verändert sich massiv mit der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und dem Luftdruck.

Ohne die exakten Umweltdaten, die der NEXUS liefert, bleibt jede Analyse von Fledermausrufen nur eine Schätzung. Erst durch die Korrektur mit ɑ können wir die tatsächliche Quelllautstärke und die Reichweite der Rufe unter realen Bedingungen bestimmen. Der NEXUS liefert die Korrekturkurve, die vor mir in diesem Umfang im Feld niemand hatte.

Die Hardware: Präzision im Garten-Test

Das NEXUS-Rig ist für den autarken Einsatz konzipiert und zeigt sich aktuell in meinem Garten-Setup von seiner besten Seite:

• Rechenpower: Ein Seeed XIAO ESP32S3 sense, für die Validierungsphase sicher auf dem Expansionsboard montiert.

• Sensorik: BME680: Liefert die kritischen Werte für Temperatur, Druck und Feuchte zur  ɑ (alpha)-Berechnung.

  • AIR530 (GPS): Für präzise Zeitstempel und Standortdaten.

  • Sparkfun Wetterstation (SEN-15901): Ergänzt Wind- und Niederschlagsdaten.

• Konnektivität: Aktuell läuft das System stabil im WLAN und bietet vor Ort ein Komfort-Interface via HTML-Server (Grafiken). Die Nachrüstung auf LoRaWAN für Reichweiten über mehrere Kilometer ist bereits als nächster Ausbauschritt fest eingeplant.

• Energie: Eine robuste 10.000 mAh Powerbank sorgt für die nötige Ausdauer.

Handwerkliche Basis: Der TeensyBat-Decoder

Ergänzt wird der NEXUS durch den TeensyBat, der für die eigentliche Decodierung der Rufe zuständig ist. Als Maschinenschlosser überlasse ich hier nichts dem Zufall: Der TeensyBat sitzt auf einer massiven Bodenplatte. Das sorgt für die nötige mechanische Stabilität und Entkopplung im Außeneinsatz.

Ausblick: Frühjahr 2026

Sobald die Fledermäuse aus dem Winterschlaf erwachen, beginnt die Validierungsphase. Dann wird der NEXUS zeigen, wie er die akustischen Daten des TeensyBat und die Thermal-Aufnahmen der TOPDON TS004 in einen physikalisch korrekten Kontext setzt.

Blick hinter die Kulissen: Die Hardware im Detail

Ein Projekt wie der NEXUS entwickelt sich von der Skizze bis zum finalen Gehäuse. Damit ihr seht, wie der aktuelle Stand der Technik aussieht, habe ich die Dokumentation des Rigs direkt aus dem Testbetrieb für euch freigegeben.

Hier seht ihr den „ehrlichen“ Aufbau: Von der präzisen Integration des BME680 bis hin zum funktionalen Setup des Displays. Es ist ein echtes Arbeitsgerät für die Praxis – modular, zugänglich und bereit für die ersten Messreihen:

👉 HIER GEHT ES ZU DEN BILDERN (GOOGLE DRIVE)

Besonders beim Blick auf die Verkabelung des XIAO ESP32S3 wird deutlich, wie kompakt die Steuerzentrale für die ɑ-Berechnung bereits ist. Dass im aktuellen Stadium noch pragmatische Lösungen für die Befestigung genutzt werden, gehört zum echten Prototyping dazu – Funktion geht hier ganz klar vor Show-Effekt!

West-Nil-Virus in der Region: Die lautlose Gefahr und unsere fliegende „Flugabwehr“

In den letzten Sommern hat sich ein neuer „Mitbewohner“ in den Regionen rund um Leipzig und Berlin fest etabliert: das West-Nil-Virus (WNV). Was früher als tropische Seltenheit galt, ist heute Teil unserer heimischen Ökologie. Doch wie gefährlich ist es wirklich, und wie können wir uns mit der Hilfe der Natur schützen?

1. Das West-Nil-Virus: Herkunft und Wirkung

Das West-Nil-Virus gehört zur Familie der Flaviviren (verwandt mit dem Gelbfieber-Virus) und stammt ursprünglich aus Afrika. In Deutschland wurde es erstmals 2018 bei Wildvögeln und 2019 bei Menschen nachgewiesen. Es zirkuliert in einem Vogel-Mücke-Vogel-Zyklus.

Was passiert bei einer Infektion?

Für die meisten Menschen verläuft eine Infektion glimpflich, doch die Statistik mahnt zur Vorsicht:

 * 80 % der Infizierten bemerken gar nichts (asymptomatisch).

 * 20 % entwickeln das „West-Nil-Fieber“: Plötzliches Fieber, Kopf- und Gliederschmerzen sowie Abgeschlagenheit – oft verwechselt mit einem starken grippalen Infekt.

 * Unter 1 % erleiden schwere Verläufe: Hier greift das Virus das Zentrale Nervensystem an. Die Folge sind Hirnhaut- oder Gehirnentzündungen (Meningitis/Enzephalitis), die insbesondere für ältere Menschen oder Personen mit Vorerkrankungen lebensgefährlich sein können.

2. Die biologische „Flugabwehr“: 24 Stunden im Einsatz

Anstatt nur auf chemische Insektizide zu setzen, bietet uns die Natur ein hocheffizientes Verteidigungssystem gegen die Überträger (hauptsächlich die Gemeine Stechmücke Culex). 

Wir können uns das wie eine Schichtarbeit vorstellen:

 * Tagschicht (Schwalben & Mauersegler): Ein Mauersegler-Paar verfüttert während der Aufzucht zehntausende Insekten an seine Jungen. Sie fangen Mücken direkt im Flug ab, bevor diese uns erreichen können.

 * Nachtschicht (Fledermäuse): Sobald die Sonne untergeht, übernehmen die Fledermäuse. Eine einzige Zwergfledermaus kann pro Nacht bis zu 1.000 bis 3.000 Mücken vertilgen. Da viele Stechmücken dämmerungsaktiv sind, ist diese Phase entscheidend für die Risikominimierung.

3. Strategien zur Verbesserung: Hecken und Vielfalt

Um diese Flugabwehr zu stärken, müssen wir ihren Lebensraum schützen. Eine sterile Gartenlandschaft bietet keine Deckung.

 * Hecken als Lebensraum: Heimische Hecken (z. B. Hainbuche, Liguster oder Weißdorn) sind die „Kasernen“ unserer Flugabwehr. Sie bieten Nistplätze für Singvögel und Unterschlupf für Fressfeinde der Mückenlarven.

 * Biodiversität als Schutzschild: Eine hohe Artenvielfalt bei Vögeln führt zum sogenannten Verdünnungseffekt. Wenn eine infizierte Mücke auf einen Vogel trifft, der ein „schlechter Wirt“ für das Virus ist, unterbricht das die Infektionskette.

4. Forschung vor Ort: Das NEXUS-Projekt

Um die Ausbreitung des Virus und die Bedingungen für die Mückenpopulation besser zu verstehen, ist präzise Datenlage unerlässlich. Hier setzt mein aktuelles Forschungsprojekt an: Der NEXUS.

Als mobiles „Set and Forget“-System zeichnet der NEXUS Umweltparameter direkt vor Ort auf. Ausgestattet mit einem Seeed XIAO ESP32S3, einem BME680 für präzise Luftdaten und einer Sparkfun Wetterstation, analysiere ich Mikroklimata. Warum ist das wichtig?

Das West-Nil-Virus benötigt eine bestimmte „Wärmesumme“, um in der Mücke infektiös zu werden. Durch die Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und Winddaten können wir besser vorhersagen, wann und wo das Risiko im Paderborn wächst oder gefährlich wird..

Fazit: Der Schutz vor West-Nil ist keine reine Medizinfrage, sondern eine Frage des ökologischen Gleichgewichts. Mehr Raum für Fledermäuse und Schwalben bedeutet weniger Druck durch infizierte Mücken.

Weiterführende Links:

Robert-Koch-Institut - Mückenübertragene Erkrankungen

Friedrich-Loeffler-Institut - TierSeuchenInformationsSystem

Der NEXUS lernt das Funken: Live-Daten direkt auf das Smartphone 🦇📡

 

Datum: 25. Januar 2026

Projektstatus: Validierungsphase NEXUS v4.3.0

Autor: Jochen Roth

Ein technisches Projekt durchläuft viele Phasen, aber der Moment, in dem aus einem "stummen" Datenlogger ein kommunizierendes Messgerät wird, ist ein echter Meilenstein. Während die Fledermäuse in ihren Winterquartieren noch auf wärmere Nächte warten, hat der NEXUS in der Werkstatt und im Garten-Test seine wichtigste neue Fähigkeit bewiesen: Das lokale Daten-Streaming.

Das Smartphone als Cockpit im Feld

Bisher hieß "Datencheck" beim NEXUS: SD-Karte entnehmen, ab an den Rechner, CSV-Datei auswerten. Mit dem Upgrade auf den Seeed XIAO ESP32S3 gehört das der Vergangenheit an. Der NEXUS spannt nun sein eigenes WLAN-Netzwerk auf – die NEXUS_Base.

Ein Griff zum Handy genügt, und unter der lokalen IP 192.168.4.1 öffnet sich das Dashboard. Wie man auf den aktuellen Screenshots sieht, haben wir jetzt volle Transparenz:

• Live-Klima: Temperatur, Feuchte und Luftdruck in Echtzeit.

• GPS-Status: Sofortige Kontrolle über Satellitenfix und Koordinaten.

• Der Clou – Die Dämpfung: Die Berechnung der Schallabsorption (ISO 9613-1) wird live und standortspezifisch durchgeführt.

Präzision bis in die letzte Einheit

Wissenschaft lebt von Genauigkeit. Während der Tests im Garten fiel auf, dass die Beschriftung der Dämpfungswerte noch auf dB/km geeicht war. Für die Reichweiten-Analyse von Fledermausrufen bei 40 oder 110 kHz ist das jedoch unpraktisch. Ein schneller Software-Fix später liefert der NEXUS nun die praxistaugliche Einheit dB/m.

Ein Wert von 2,3 dB/m bei 110 kHz zeigt uns sofort: Die Luft "schluckt" den Ultraschall heute Nacht massiv – eine extrem wertvolle Information für die spätere Dekodierung der Rufe.

Hardware-Tuning: Abwärme als Feature

Ein spannendes Detail für die Technik-Nerds: Der Prozessor läuft bewusst auf vollen 240 MHz. Das sorgt zwar für ein warmes Gehäuse, dient aber als notwendige "Keep-Alive"-Last für meine 10.000 mAh Powerbank, damit diese nicht in den Schlafmodus fällt. Da der BME680-Sensor thermisch entkoppelt an einem 12 cm Kabel sitzt, bleibt die Messung von dieser Prozessor-Hitze völlig unbeeinflusst.

Was kommt nach der Validierung?

Der aktuelle Garten-Test zeigt: Das System steht. Sobald die Validierung im Frühjahr 2026 abgeschlossen ist, plane ich bereits die nächste Stufe: NEXUS-LoRaWAN. Dann fliegen die Daten nicht nur ein paar Meter zum Handy, sondern über Kilometer hinweg direkt in die Cloud.

Der NEXUS ist bereit. Die Fledermäuse können kommen!