NEXUS Evolution: Vom Datenlogger zum physikalischen Interpreter

Was macht ein Maschinenschlosser an Heiligabend? Er schickt sein selbst entwickeltes Messgerät in den „Kälteschock“, um die nächste Evolutionsstufe der Fledermausforschung zu testen.

Mein Projekt NEXUS (Xiao ESP32-S3) hat ein massives Upgrade erhalten. Das Ziel: Die physikalischen Grenzen des Ultraschalls in Echtzeit berechenbar zu machen.

Das Problem: Wenn die Luft den Schall schluckt

Fledermausrufe, besonders die hochfrequenten Rufe der Hufeisennasen (um 80 kHz), werden von der Luft extrem gedämpft. Temperatur und Feuchtigkeit wirken wie ein unsichtbarer Vorhang. Bisher war diese Dämpfung eine Unbekannte in meinen BatDetect2-Analysen. Jetzt nicht mehr.

Das Upgrade: ISO 9613-1 auf dem Chip

Der NEXUS loggt jetzt nicht mehr nur, er rechnet. Ich habe die internationale Norm ISO 9613-1 direkt in den Code implementiert. Der ESP32-S3 nutzt die Sensordaten des BME680, um sekündlich den Dämpfungskoeffizienten alpha (in dB/m) für 20, 40, 60 und 80 kHz zu kalkulieren.

Der Härtetest: Wohnzimmer vs. Winternacht

Wissenschaft findet bei mir nicht im sterilen Labor statt, sondern mit Hausmitteln und logischem Verstand. Um das System zu prüfen, habe ich zwei Belastungstests durchgeführt:

1. Der Wind-Check: Mit einem Föhn habe ich das Anemometer auf Touren gebracht. Nicht um Wärme zu messen, sondern um das „Bouncing“ (Prellen) der Mechanik und die Software-Filterung bei schnellen Windböen zu testen.

2. Die Sprungantwort: Der NEXUS wanderte vom 23 °C warmen Wohnzimmer direkt in die frostige Nacht bei 0 °C. Ein extremer Klima-Sprung, der die ISO-Berechnungen sofort forderte.

Das Ergebnis im Log:

Man kann in der CSV-Tabelle zusehen, wie die Physik „atmet“. Beim Abkühlen der Sensoren sank die berechnete Dämpfung für 80 kHz von 3,10 dB/m auf 1,21 dB/m.

Das bedeutet schwarz auf weiß: In der kalten Nachtluft kommt ein Hufeisennasen-Ruf auf 10 Meter Distanz mit fast 19 dB mehr Energie am Mikrofon an als im warmen Zimmer.

Fazit: Bereit für Hohenburg

Auch wenn ich mangels Kalibrierlabor improvisieren muss: Die Daten sind konsistent und logisch. Wenn ich nächstes Jahr zu den Hufeisennasen nach Hohenburg fahre, liefert der NEXUS den entscheidenden Kontext. Wir wissen dann nicht nur, dass eine Fledermaus da war, sondern auch, wie weit wir in dieser spezifischen Nacht physikalisch überhaupt „hören“ konnten.

Ein großer Schritt für ein kleines Gerät. Frohe Weihnachten!