UVA GPS Birdtracker

Samenvatting

Het onderzoek naar de trek van vogels met behulp van GPS en draadloze gegevens overdracht. De gegevens overdracht is een essentieel onderdeel bij het volgen van de vogels. Het moeten terug vangen van de vogels om de data uit te lezen van de Gps-birdtrackers is een veel te tijdrovende klus en zal in veel gevallen gewoon niet lukken. Met behulp van draadloze netwerken "Zigbee" is het mogelijk om niet alleen de data vele Gps-birdtrackers kunnen downloaden, maar ook nieuwe instellingen naar de Gps-birdtrackers toe te sturen. De gebruiker kan hiermee zijn meetprogramma aanpassen naar zijn behoefte.
 

UVA GPS Birdtracker

22 okt 2010     Een van de onderzoeksprojecten van het IBED-CGO (het Institute for Biodiversity and Ecosystems Dynamics - Computational GEO Ecology) van de Universiteit van Amsterdam is 'Vogeltrek'.
Edwin Baaij, de spreker van de avond, heeft als elektronica specialist de Gps-birdtracker, ontworpen en geproduceerd.

Het onderzoek naar de trek van vogels is om meerdere redenen interessant. Allereerst natuurlijk het wetenschappelijke aspect: Hoe bepalen vogels hun vluchtroute, hoe zoeken zij thermiek op en hoe gaat dat in zijn werk. Daarnaast zijn er grote economisch belangen gekoppeld aan het gedrag van vogels. Bekend is zeker de schade en het gevaar dat zwermen vogels opleveren in de buurt van vliegtuigen. Maar anderzijds kunnen mensen ongewild grote schade aanrichten aan de vogels door bijvoorbeeld windmolens. Met name grotere vogels kunnen de ronddraaiende wieken niet meer ontwijken en vliegen zich daar tegen te pletter. Middels de ontworpen GPS-birdtracker kunnen vele vogelinstituten en ornithologen in samenwerking met het IBED-CGO onderzoek doen naar deze aspecten van vogelgedrag. Samenwerking staat daarbij hoog in het vaandel.

Het volgen van vogels gaat als volgt.
De vogel wordt gevangen bij zijn broedplaats. Dan wordt een Gps-birdtracker, een datalogger op de rug gebonden, op een zodanige wijze dat er geen hinder bij het vliegen wordt ondervonden. Doordat de birdtracker een 2-weg data verbinding heeft, kan de onderzoeker het meetprogramma naar de vogel doorsturen en tijdens het onderzoek aanpassen aan zijn wensen en nieuwe inzichten.
De 2-weg data verbinding is ook van essentieel belang voor het draadloos uitlezen van opgeslagen meetgegevens. Het moeten terug vangen van de vogels puur om de data uit te lezen is nl. een veel te tijdrovende klus. Als nu de vogel een ontvangst gebied binnen vliegt, dan wordt zijn Gps-birdtracker uitgelezen en indien gewenst een nieuw meetprogramma opgestuurd. Door het ontvangst gebied rond het nest te maken is regelmatige terugkeer gegearandeerd. Zelf heel vaak ook na de winter trektocht.

De vele grondstations, die men bij voorkeur op hoog gelegen locaties plaatst, vormen een draadloos netwerk en zenden de data direct door naar het basis-grondstation. Deze is aangesloten op een laptop met een KPN-dongel. De gegevens worden opgeslagen op de harde schijf en op gezette tijden via deze dongel getransporteerd en geladen in een grote database van SARA, het rekencentrum in Amsterdam.
De vogelonderzoekers kunnen deze database raadplegen. De database programmatuur maakt het resultaat van deze raadplegingen geschikt voor presentatie in bv. Google Earth of andere Geo informatie systemen.

De Gps-birdtracker is een uiterst licht instrument, dat gedurende een lange tijdop de vogel vast blijft zitten. Afhankelijk van de grootte van de vogel zijn er twee gewicht klassen, 12 tot 18 gram voor de kleinere vogels en 40 gram voor grote vogels zoals vale gieren.
Gedurende die tijd zorgen speciale hoog rendement zonnecelletjes voor de energie voorziening. Het piek vermogen ligt op zo'n 200 milliwatt, dat wordt verzameld in een kleine oplaadbare lithium batterij.
Aan boord bevinden zich meerdere sensoren.
De locatie wordt bepaald met een Gps-module met ingebouwde antenne.
Een 3-dimenionale versnelling opnemer, registreert de bewegingen van de vogel. Daaruit kan met afleiden wanneer een vogel zweeft en wanneer de vleugels in actie komen. Zelfs de vleugelslag kan gemeten worden.
Een temperatuur sensor registreert de temperatuur, een belangrijke grootheid voor het bepalen van thermiek.
Een microprocessor bestuur het geheel en zorgt dat er op voor geprogrammeerde intervallen gemeten en gecommuniceerd wordt.
De meetgegevens worden in een 4 Megabyte flash geheugen opgeslagen.
De data transmissie naar de grondstations geschiedt in de 2.4 GHz band. Hierbij wordt gebruik gemaakt van z.g. Zigbee modules. Dat zijn commercieel verkrijgbare transceivers met ingebouwd tranmissie protocol. De Zigbee modules kiezen zelfstandig, op basis van beschikbaarheid, het kanaal.
De data wordt via spread-spectrum modulatie als 5 MHz brede modulatie op een van de 16 kanalen in de 2.4-ISM band gezet en uitgezonden via een klein flexibel antennetje dat boven de rug van de vogel uitsteekt. Het zendvermogen van de module in de Gps-birdtracker is 2 milliwatt, dat van het grondstation is max. 100 milliwatt EIRP. Daarmee is een afstand van zo'n 3 kilometer te overbruggen. Grondstations onderling kunnen 6-7 km overbruggen. Met een klein aantal grondstations is op deze manier al een ontvangst gebied van vele vierkante kilometers te cre�ren.
Al met al een knap stukje werk, ons getoond in een bijzonder boeiende presentatie.

(Pieter J.T.Bruinsma, PA0PHB) 

Referenties, informatie:

Homepage van Edwin Baaij

lll