Um die Wartezeit zu überbrücken, bis das neue Gehirn für den NEXUS eintrifft, habe ich mir diverse Gedanken gemacht – was ist wichtig an dem Logger, was ist verzichtbarer Luxus? Diese Priorisierung ist entscheidend, um den Fokus auf die wissenschaftliche Relevanz zu legen und das Projekt nicht zu überladen.
Essentiell: Der Kern der Kontextualisierung
Die essenzielle Ausstattung definiert den minimal notwendigen Kontext, um einen Fledermausruf wissenschaftlich interpretierbar zu machen. Die Wahl ist hier kein Zufall, sondern direkt an die Ökologie der Fledermäuse und die Physik der Schallausbreitung gekoppelt.
Die wichtigsten Sensoren und ihre Relevanz:
GPS-Ort & GPS-Zeitstempel: Zwingend notwendig. Diese Synchronisation ist das Herzstück des NEXUS. Sie garantiert, dass jeder Ruf (der z.B. vom TeensyBat aufgenommen wird) exakt einer Koordinate und einer Sekunde zugeordnet werden kann.
Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck: Beeinflusst die Schallausbreitung (Luftdichte) und die Insektenaktivität. Ein kalter, windiger Abend führt zu weniger Jagdflügen, was ohne diese Daten falsch interpretiert werden könnte.
Windstärke und -richtung: Sehr wichtig. Fledermäuse wählen Flugrouten oft in Abhängigkeit vom Wind (z.B. fliegen sie gegen den Wind, um stabiler zu sein). Windböen stören zudem die Echoortung. Die Erfassung erfolgt über Interrupts zur präzisen Durchschnittsberechnung.
Bewölkungsgrad und Mondstand: Obwohl manuell erfasst, liefern diese Daten den visuellen Kontext zur Helligkeit. Ein voller Mond kann das Jagdverhalten von scheuen Arten beeinflussen.
Regenmesser: Regen ist ein starker Blocker für die Jagd und die Schallausbreitung. Die Erfassung ist unerlässlich für die Filterung der Daten.
Luxus: Optionen für NEXUS II
Thermalkamera für Flugaufnahmen: Dies wäre ein echter Mehrwert zur visuellen Bestätigung von Flugbahnen und Jagdverhalten. Die Integration in NEXUS I wäre jedoch aktuell zu komplex und würde zu viele Ressourcen binden. Ganz klar Luxus für NEXUS II!
WLAN und Bluetooth: Der Xiao ESP32S3 bietet diese Konnektivität. Da aber keine existierenden Fledermaus-Apps existieren, die direkt mit dem NEXUS kommunizieren, ist die Aufzeichnung auf der SD-Karte der sicherste Weg. Die drahtlose Datenübertragung ist daher ein optionales Feature, das wir für eine spätere Version planen können.
Datenmigration: Spektrogramm trifft Mikroklima
Meine Absicht ist, dass jedes Spektrogramm eines Fledermaus-Rufes die entsprechenden Umweltdaten bekommt. Das ist das Alleinstellungsmerkmal des NEXUS.
Wie das aussieht:
Stellen Sie sich vor, wir sehen das Spektrogramm des Pipistrellus pipistrellus – eine Aufnahme, die 2 Sekunden dauert. Unterhalb dieses Frequenz-Zeit-Diagramms fügen wir ein zweites Diagramm ein, das die Umweltdaten zeigt.
Visuelle Fusion: Wir erstellen zwei übereinander liegende Plots (Subplots) mit einer perfekt synchronisierten Zeitachse (der x-Achse).
Daten-Plot: Im unteren Plot sehen wir die Temperaturkurve und die Windgeschwindigkeitskurve, die exakt über dem Fledermausruf liegen.
Die Realisierung (Der Schlüssel: Der Zeitstempel)
Die Migration der Daten in die Auswertung von BatDetect2 (oder ein Python-Script) funktioniert nur über den GPS-Zeitstempel:
NEXUS-Logging: Der NEXUS speichert jede Sekunde (oder jedes 16-Sekunden-Intervall) einen Datensatz:
GPS_Zeitstempel, Temperatur, Wind_Geschw, etc..Ruf-Logging: Der TeensyBat speichert den Ruf und den exakten GPS-Zeitstempel des Rufbeginns.
Migration: Ein Python-Script kann dann die BatDetect2-Ergebnisse (Rufbeginn/Rufende) verwenden, um den NEXUS-CSV-Logger nach den passenden Umweltwerten abzufragen.
Das Hauptproblem, das noch vor mir liegt: Die GPS-Zeitstempel des NEXUS müssen maximal präzise sein, um mit dem Ruf-Zeitstempel des TeensyBat übereinzustimmen. Hier liegt die größte Herausforderung in der Software.
Priorität 1 ist daher der neue Microcontroller, um die extrem sensible GPS-Kommunikation endlich zum Laufen zu bringen und die zeitliche Synchronisation zu garantieren.
👍Daumen drücken, dass ich nicht wieder irgendetwas anstelle – wobei: Fehler passieren nun mal, und durch sie wird man schlauer! 👍
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