Wasseranalyse mit KI und Ultraschall
Mithilfe von selbst trainierter KI und Maker-Technik lässt sich abfallende Wasserqualität erkennen, bevor es für Aquarien-Bewohner gefährlich wird.
(Bild: Kutluhan Aktar / Hackaday)
- Daniel Schwabe
Mithilfe des wasserdichten Ultraschallsensors URM15 und einem Arduino Nano ESP32 hat Maker Kutluhan Aktar ein KI-basiertes Frühwarnsystem für abfallende Wasserqualität in Aquarien entwickelt. Ausgehend von der Annahme, dass abfallende Wasserqualität in einem frühen (noch nicht für das kleine Ökosystem schädlichen) Stadium zu Gaseinschlüssen im Aquarium Substrat führt, wird der Boden mit dem Ultraschallsensor gescannt.
In Kombination mit einem Beschleunigungssensor wird zuerst ein 20 x 20 Datenpunkte großes Feld gescannt. Die Daten des Ultraschallsensors werden dann auf dem ESP über ein KI-Modell analysiert. Dieses KI-Modell wurde auf der Edge-Impulse-Plattform trainiert und für den ESP exportiert. Die Analyse der Daten gibt dann aus, ob Blasen gefunden wurden, oder eben nicht. Die gesammelten Daten werden dann auf einen Webserver geschoben. Der ESP lässt sich mit vier Buttons und einem SSD1306-OLED-Display bedienen.
Zusätzliche visuelle Prüfung
Neben dieser Substratanalyse umfasst das Projekt noch eine visuelle Analyse über Wassertests. Ein Unihiker-Board – ein SBC mit einem Quad-Core-ARM-Cortex-A35-Prozessor und Touchscreen – ist mit einer Webcam verbunden. Diese Webcam macht Fotos von Wassertests, die mithilfe von Nvidias RetinaNet analysiert und klassifiziert werden. Die Analyse ergibt dann je nach Testergebnis, ob alles okay ist, oder das System meldet verschmutztes Wasser.
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Der Unihiker bringt außerdem die Ultraschallergebnisse des ESP32 in eine menschenlesbare Form. Alle gesammelten Daten, die Bilder und die Analyseergebnisse werden dann über den Messenger-Dienst Telegramm an den Nutzer geschickt. Der Unihiker-Teil des Projektes wird direkt über dessen-Touchscreen gesteuert.
Passend zum aquatischen Thema hat Kutluhan Aktar noch eine selbst entworfene Leiterplatte zum Projekt hinzugefügt und diese in ein tintenfischförmiges 3D-gedrucktes Gehäuse eingebaut. Alle Infos zu dem Projekt und zu seiner Bedeutung für die Fischzucht findet man auf der Hackaday-Projektseite.
Wer Natur etwas trockener mag, aber trotzdem Hightech einsetzen will, findet in unserem Artikel über die Birkenfelder Box alles zu LoRa-Gateways in der Wildnis.
(das)
