UNGEZÄMT
Datenlogger
Datenaufnahme für Wissenschaft, Ozeanographie und ZUKÜNFTIGE EXPEDITIONEN Leistung
Das Ziel des UNTAMED-Dataloggers ist es, eine genaue und kontinuierliche Sammlung von Sensor- und Positionsdaten während unserer gesamten Expedition im Indischen Ozean zu ermöglichen, unabhängig von der Konnektivität.
Das System basiert auf dem ESP32-S3 Mikrocontroller, der aufgrund seiner drahtlosen Fähigkeiten, seiner Verarbeitungsleistung und seiner umfangreichen Unterstützung von Peripheriegeräten ausgewählt wurde. Es erfasst eine Vielzahl von Umwelt- und Bewegungsparametern mit den folgenden Sensoren:
- Ein 9-DoF IMU (Inertial Measurement Unit), um Bootbewegungen und Orientierung (Nick, Roll, Vibration) zu erfassen
- Ultraschallwindsensor mit hoher Genauigkeit
- GPS-Empfänger mit integriertem Echtzeituhr
- Wasserdichter DS18B20-Digitaltemperatursensor
- 1,12” monochromer OLED-Bildschirm für Echtzeitdiagnosen
Alle Daten werden auf einer microSD-Karte in einem benutzerdefinierten Format namens RobinLog protokolliert, das für Kompaktheit und Kompatibilität mit wissenschaftlichen Datenpipelines optimiert ist. Jedes Datenpaket ist zeitgestempelt, indem synchronisierte UNIX-Epoch- und Millisekunden-Offsets verwendet werden, um eine hochauflösende Zeitverfolgung für Sensoren mit höheren Abtastraten (z. B. IMU) zu gewährleisten.
Das System wird von einem 10050 mAh Lithium-Ionen-Akku betrieben und über Solarenergie mit einem BQ24074-Lade-IC aufgeladen. Energieeffizienz ist ein zentrales Designprinzip, mit firmwareseitigen Funktionen wie CPU-Frequenzskalierung, Radioabschaltung und schreibpuffernden SD-Operationen.
Für den rauen Gebrauch auf See konzipiert, ist der Logger in einem wasserdichten Gehäuse mit passiver Kühlung untergebracht. Es hat eine vollständige Kalibrierung, Battereianpassung und Feldtests durchlaufen, um Haltbarkeit und Genauigkeit auf See zu gewährleisten.
Dieses System wurde in enger Zusammenarbeit mit der University of Western Australia (UWA), Promotionskandidat Rick de Kreij und Professor Phil Watson entwickelt. Frühe Arbeiten und die Auswahl der Sensoren wurden von Paul Price (SmartBee Designs, USA) unterstützt. Das endgültige Hardware-Design, die Entwicklung der eingebetteten Firmware, die Systemintegration, die produktionsbereite Montage und Validierung wurden von HardwareX (Zypern) durchgeführt.
Der UNTAMED-Logger protokolliert:
- Windgeschwindigkeit und -richtung
- GPS-Standort, Kurs und Geschwindigkeit
- IMU-Bewegungsdaten (Nick, Roll, Neigung, Vibration)
- Wassertemperatur (mit Plänen, um auf Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und barometrischen Druck zu erweitern)
Die Protokollierungsfrequenzen variieren je nach Sensor (typischerweise 1–10 Hz), und das System ist für einen ununterbrochenen Betrieb rund um die Uhr ausgelegt, der mit Solarenergie betrieben wird.
Dieses Projekt ist ein einzigartiges Beispiel für die Zusammenarbeit zwischen Abenteurern, Ingenieuren und Wissenschaftlern. Die gesammelten Daten werden mit der UWA geteilt, um die Forschung zu unterstützen über:
- dynamischen Oberflächen des Indischen Ozeans
- Umweltauswirkungen auf die menschliche Ausdauer
- Ozeanströmungen und Wettermodellierung
Wir glauben, dass dies eines der detailliertesten Sensordatensätze sein wird, die jemals von einer von Menschen betriebenen Expedition im Indischen Ozean aufgezeichnet wurden. Es wird wertvolle Einblicke für zukünftige Entdecker, Ozeanographen und Ausdauerforscher bieten.
