¿Te preocupas por los murciélagos en tu campanario? Historia de dos detectores de murciélagos

Como alguien que ama la tecnología y los animales y también necesita desarrollar una vieja casa de campo, fue difícil resistirse a bajar por la madriguera del conejo del detector nocturno. Los murciélagos son animales ideales para que los controlen los leñadores, ya que emiten frecuencias ultrasónicas de sus bocas y narices para comunicarse entre sí, detectar a sus presas y sortear obstáculos como árboles, todo ello en una oscuridad negra. Ligeramente desventajoso, muchas especies solo aman las casas en edificios abandonados y, al estar protegidos aquí en la UE, los desarrolladores deben realizar una encuesta rigurosa para garantizar lo mejor posible que no haya murciélagos descansando en el sitio.

Hábitat perfecto para los murciélagos.

Evidentemente, las autoridades exigen una investigación profesional independiente, pero aún existen muchas posibilidades de participación de los piratas informáticos a través de una “pre-investigación”. Encontrar zonas de baño con detectores de bricolaje nos dirá de inmediato si hay un problema y nos hará repensar nuestros planes.

Como era de esperar, los detectores de murciélagos vienen en todas las formas y tamaños, utilizando una variedad de técnicas eléctricas para que su construcción sea más barata o más fácil de usar. Hay cuatro técnicas diferentes que se utilizan con mayor frecuencia en los detectores de murciélagos.

  • Heterodino: en lugar de configurar una radio, el tono se reduce sin ralentizar la llamada.
  • Tiempo extra: fragmentos de datos se ralentizan a frecuencias audibles humanas.
  • División de frecuencia: utiliza un contador digital IC para dividir la frecuencia en tiempo real.
  • Espectro completo: el espectro acústico completo se registra como un archivo WAV.
  • Afortunadamente, los avances tecnológicos recientes han permitido a los fabricantes producir dispositivos de espectro completo relativamente económicos que brindan la mejor resolución y las mejores oportunidades para identificar las especies reales de murciélagos.

    Los detectores de murciélagos de bricolaje suelen ser del tipo de división de frecuencia y son buenos para ayudar a detectar murciélagos que salen de los edificios. Un ruido audible de un altavoz o auriculares puede hacernos confirmar que la forma negra transitoria que detectamos era en realidad un murciélago y no una polilla en primer plano. Usé uno de estos detectores junto con una cámara de video para confirmar que un murciélago NO salió de una chimenea vieja. ¡No!

    La tecnología

    El Ardubat, creado por Tony Messina. Un dispositivo de terceros que utiliza un Arduino Uno y un lector SD. Esquema ArduBat de Tony Messina

    Un excelente ejemplo de colaboración de código abierto y repetición en acción, Ardubat fue concebido primero por Frank Pliquett y luego ampliado por Tony Messina y más recientemente, simplificado por Service Kring (PDF).

    El Ardubat es un detector de división de frecuencia basado en un chip TI CD4024, alimentado por dos amperios LM386. Los descubrimientos de murciélagos se envían a una tarjeta SD, que se puede analizar más tarde para intentar imaginar un poco la especie. Sin embargo, debido a que este circuito funciona antes de distorsionar la señal analógica en digital y luego dividirla, ninguna información completa pasa a través de él.

    BAT DETECTOR 2015, una versión simplificada de Ardubat desarrollada por Service Kring.

    El Bat Detector 2015 se basa nuevamente en el CD4024, pero utiliza un amplificador compacto de cuatro canales, el TL074CNE4. Tres de los canales proporcionan el divisor de frecuencia y el cuarto es un amplificador de audio. Es un diseño muy cuidado y el LED de señal se alimenta directamente desde el CD4024. Viene como un kit completo de laúd de bricolaje por alrededor de $ 10, incluido el franqueo. Sí ... $ 10 !!!

    Una de las mayores limitaciones de estos detectores son los propios sensores ultrasónicos, que suelen tener una respuesta de frecuencia similar a la curva que se muestra aquí. Más recientemente, Knowles ha lanzado micrófonos MEMS SMT de amplio rango que funcionan bien hasta 125,000 Hz y más. Algunos murciélagos, especialmente el Little Horseshoe, pueden emitir hasta 115.000 Hz. Sin embargo, estos sensores de estilo antiguo son increíblemente buenos para detectar alrededor del 90% de los murciélagos que se encuentran aquí en el Reino Unido y son mucho más sensibles que los detectores heterodinos.

    La opción "profesional" que elegí fue UltraMic384 de Dodotronics, que utiliza el micrófono electret FG23629 de Knowles con un microcontrolador ARM Cortex M4 integrado de 32 bits, capaz de grabar hasta 192.000 Hz en el espectro de audio. También hay algunas buenas opciones de DIY Axe, como el inyector de audio Ultra 2 para Raspberry Pi, que puede grabar hasta 96,000 Hz, pero esto no es lo suficientemente bueno para todos los murciélagos. Tenga en cuenta que el muestreo es el doble de la frecuencia auditiva, lo que puede resultar bastante confuso. El muestreo UltraMic a 384 KB / s se grabará a 192 KHz.

    UltraMic348 se muestra arriba y abajo de la placa de circuito. ¡Solo hay una placa en el dispositivo! Llamadas frecuentes de localización de murciélagos Pippistrelle a través del software Audacity.

    Estos tipos de dispositivos de espectro completo pueden producir sonogramas o espectrogramas de alta resolución utilizando el software Audacity. Esto es muy útil para los entusiastas de la naturaleza que quieren saber cuál es la especie real de murciélago, aunque incluso con la mejor técnica del té, a veces es muy difícil o imposible determinar las especies, especialmente en el género Myotis.

    Así que ahora estamos completamente equipados para controlar murciélagos en el edificio abandonado con el detector de bricolaje junto con una cámara de video y algunos pares de globos oculares humanos. El detector de espectro completo se registrará durante la noche y se usará para verificar cualquier actividad que podamos haber perdido, y al menos decirnos de qué género son los murciélagos.

    Ahora solo necesitamos un poco de aprendizaje automático para identificar automáticamente la especie. ML es un nuevo límite para la detección de murciélagos, pero ninguno ha producido un sistema confiable debido a la similitud en las llamadas de diferentes especies. Sabemos que las redes neuronales se aplican para reconocer las vocales de elefante y el concepto debería ser aplicable aquí. ¿Un proyecto de futuro para un valiente hacker? En cuanto al Ardubat, pide a gritos un micrófono mejor, si no el caro FG23629, entonces el Knowles SMT SPU0410LR5H de 50 centavos, que también tiene una excelente respuesta de frecuencia.

    [Main image: Myotis bechsteinii by Dietmar Nill CC-BY-SA 2.5]

    • smerrett79 dice:

      Encontré que este es un recurso muy útil para las respuestas del micrófono y su idoneidad para la detección de murciélagos: https://www.zachpoff.com/resources/cheap-microphones-for-ultrasound/

      • Tegwyn☠Twmffat dice:

        ¡Sí Sí!

      • PE1PWF dice:

        ¿Por qué no intentar construir el detector Teensy Bat?
        https://www.youtube.com/watch?v=MyUJJQFP5m8&t=74s

        Me divertí mucho dorando azul y usándolo.

        O use un chip de audio ALC4040 para grabar con muestreo de 192 kHz, esto es lo suficientemente rápido para la mayoría de las especies de murciélagos y con SPU0410LR5H-QB tiene algo barato que es capaz de escuchar hasta 96 kHz. El ALC-4040 se utiliza en adaptadores de auriculares USB baratos.

    • deshipu dice:

      Lo que me gustaría tener no es tanto un detector que me dijera si hay sonidos o no, o una grabadora que me permitiera ver las formas de onda, sino una traducción en tiempo real a un intervalo audible para que pudiera escuchar. los sonidos que hacen los animales, que generalmente no son audibles, como hámsters, ratas, etc. (y también pueden encontrar esos cargadores de teléfonos rotos que me enferman).

      • Michael Black dice:

        En los años sesenta, Popular Electronics tuvo un proyecto que simplemente heterodinizaba las frecuencias ultrasónicas en frecuencias de sonido. Muy simple y podías escuchar. No recuerdo si piensan en animales. Creo que usaron un micrófono ultrasónico diseñado para controles remotos de TV, pero no lo recuerdo. Solo mezclador, oscilador y amplificador de sonido.

        Miguel

        • Andrés dice:

          Ja, sí. Los buenos viejos tiempos de la electrónica simple. Mi papá tenía una gran selección de Electrónica Popular, aunque sabía algo sobre el tema; Creo que me influenció entonces cuando era joven, y efectivamente. Ahora soy ingeniero electrónico. De todos modos, regrese al tema ... El artículo explicaba (y tenía imágenes) que varios dispositivos electrónicos transmiten frecuencias más allá de las capacidades humanas, por ejemplo, el receptor de radio común (piense en el oscilador local). Me fascinaba la idea de escuchar sonidos inaudibles. Muchos años después me convertí en radio-HAM y tuve una idea similar, pero esta vez la señal interesante se mezcló en frecuencia en lugar de baja; esto fue para escuchar sonidos en la naturaleza tales como árboles y otros sonidos de baja frecuencia (bajo el rango de audición humana). Ah, esos fueron los años de la infancia cuando se descubrieron tantas cosas ...

      • Elliot Williams dice:

        Entonces quieres un convertidor heterodino si te importa cómo suenan los sonidos.

        Desde siempre he querido construir uno, y sería bastante fácil tener un osc de microcontrolador en la parte frontal para que sea más fácil personalizarlo / escanearlo.

    • spambake dice:

      Un programa mucho mejor para trabajar con sonidos de murciélagos que Audacity es un caleidoscopio: https://www.wildlifeacoustics.com/products/kaleidoscope-pro
      La versión gratuita no identifica automáticamente a los murciélagos, pero hace visibles las llamadas. Puede moverse rápidamente entre las llamadas, sintonizar el ruido, eliminar el silencio entre las llamadas, mostrar el análisis de las frecuencias y los tiempos de las llamadas y mostrar los detalles del cruce cero. También puede convertir a otros formatos.

      También puede reproducir las llamadas más lentamente para que realmente pueda escuchar lo bien que suenan y, a veces, lo pajaritos que suenan.

      Cachorros celestiales!

    • spambake dice:

      Estoy de acuerdo en que la identificación de murciélagos está lista para las redes neuronales. Programas asombrosos como iNaturalist, Seek y Merlin usan Tensorflow para identificar todo en la naturaleza a partir de fotos y esos programas mejoran cada día. Utilizo Tensorflow para separar los murciélagos de las polillas, las nubes y las hojas arrastradas por el viento en 30.000 fotos infrarrojas de cerca cada noche.

      Pero el sonido hasta ahora es la mejor manera de identificar a los murciélagos por especies. Las herramientas están ahí; solo necesita que alguien haga el trabajo y no lo esconda detrás de un muro de pago de $ 2000.

    • echodelta dice:

      ¡Ratones celestiales! Tenemos que esconder cosas durante la noche en la tienda, una gota de cobre nuevo y después hay una mancha negra. A veces dejan una pila de heces a unos treinta centímetros de la taza del inodoro. Buena prueba, pero falla.

      • Sr. Nombre Requerido dice:

        Aquí en Australia, todas las especies de murciélagos son portadoras de una enfermedad mortal para los humanos (https://en.wikipedia.org/wiki/Australian_bat_lyssavirus). A menudo se advierte al público que no se mantenga alejado de ellos para evitar rascarse. Y, al igual que sus murciélagos, también dejan un lío que siempre parece aterrizar en su automóvil o muebles de exterior.

        • spambake dice:

          Esto es muy similar a la rabia en los Estados Unidos y se trata con la misma vacuna. Si bien todas las especies de murciélagos pueden portarlo, esto no significa que todos los murciélagos individuales lo porten. El número de incidentes parece similar en ambos países; en los porcentajes bajos. La rabia puede ser transmitida por otros mamíferos y no es aconsejable manipular ningún animal salvaje en los Estados Unidos. Las personas que manipulan murciélagos para estudiar siempre reciben la vacuna.

          En los Estados Unidos, no tenemos murciélagos frugívoros, por lo que el desorden exterior no se nota en comparación con los excrementos de los pájaros. Los murciélagos no pertenecen al interior y deben mantenerse al aire libre.

    • Este chico dice:

      "Tenga en cuenta que el muestreo es el doble que el frecuencia de audio, lo que puede resultar bastante confuso ".

      En realidad no, la razón real es bastante simple: más de la mitad de la frecuencia de muestreo no es posible determinar si una frecuencia es la frecuencia base o una que cruza aleatoriamente los mismos puntos de muestra durante la medición. Por debajo de la mitad de la frecuencia de muestreo, tiene suficientes puntos de datos para asegurarse de que la onda medida realmente se encuentra allí.
      (https://en.wikipedia.org/wiki/Nyquist%E2%80%93Shannon_sampling_theorem)

    • Martín dice:

      ¿Por qué la primera versión utiliza un amplificador de potencia de sonido, LM386, como preamplificador de micrófono de baja potencia? El TL074 de la segunda versión es una mejor opción. Incluso buscaría un solo suministro de 5V rel-to-rail OPV para ese propósito.

      • Mi_Mi mem dice:

        La primera versión se diseñó hace unos años, cuando el amplificador "ir a" probablemente era el LM386. El único problema con el TL074 es que, según la hoja de datos, solo manejará hasta 100 KHz. Dicho esto, los conjuntos de datos tienden a subestimar el rendimiento del producto, entonces, ¿podría obtener un mejor resultado de frecuencia que ese?

      • Elliot Williams dice:

        Si este es el que usa el intercambio digital, entonces no importa. El circuito apunta a cantidades ridículas de ganancia, agitando completamente la señal a propósito. Es como una distorsión del 100%. Cualquier amplificador que configure es casi el mismo si es lo suficientemente rápido ...

      • spambake dice:

        Una opción aún mejor es el amplificador operativo bajo MCP6004, ya que puede gastarlo con unas pocas pilas AAA. Hace años compré un detector de murciélagos dividido barato en Amazon que usaba el MCP6004, un micrófono mems y dos AAA. Funciona muy bien.

        • Ivano Pelicella dice:

          el ancho de banda de un amplificador funcional está estrictamente relacionado con la ganancia y con alta ganancia el MCP600x tiene un ancho de banda malo, la mejor opción es usar un amplificador operativo de 10 MHz.

          • spambake dice:

            Tal vez, pero conectar en cascada tres de los amplificadores operativos en el cuádruple ayudaría con el ancho de banda. Además, para esta aplicación, la forma de onda no necesita ser perfecta. De hecho, debe poder funcionar perfectamente a pesar de una distorsión considerable.

            Por cierto, el detector comprado fue la primera versión del Batseeker. Fue interesante porque, aunque funcionó bien y fue diseñado cuidadosamente, parecía que la PCB estaba grabada a mano y la unidad ensamblada en el garaje de alguien. Parece que están hasta la cuarta versión con un sonido muy mejorado, pero fabricados por un pequeño canadiense y vendidos a un precio muy razonable. El estuche ahora está impreso en 3D, lo que debería complacer a los lectores de La-Tecnologia.

            • Ivano Pelicella dice:

              Hace muchos años hice un detector de murciélagos de frecuencia compartida con un solo PIC de 8 pines y un solo amplificador operativo, ¡probablemente era hora de abrirlo! funcionó bien y con un solo botón es posible seleccionar el número de división y el volumen.
              El nivel de sonido de entrada se mantiene en la salida.
              Aquí está la guía del usuario: https://www.dodotronic.com/wp-content/uploads/2019/10/Batango-user-guide.pdf
              ¿Puede ser útil?

            • Elliot Williams dice:

              @ivano: ¡Estoy seguro de que nos gustaría ver los proyectos!

            • spambake dice:

              Absolutamente.

    • Ivano Pelicella dice:

      Estoy en esta conferencia en Italia:
      https://www.mammiferi.org/girc/convegno-chirotteri/#elenco-documenti-convegno
      y el usuario informó buenos resultados en este clasificador: https://openresearchsoftware.metajnl.com/articles/10.5334/jors.154/
      Es de código abierto y podría ser un buen punto de partida.

      • Pat Whetman dice:

        Por desgracia ... usted estuvo literalmente en la conferencia y acaba de descubrir este valioso recurso. ¡Hasta +1!

        Sin duda, esta implementación forestal aleatoria será mucho mejor que mi esfuerzo, que en realidad funcionó bien pero no es particularmente preciso.

        Gracias !!!

      • Pat Whetman dice:

        “El nivel de sonido de entrada se mantiene en la salida
        Aquí está la guía del usuario: https://www.dodotronic.com/wp-content/uploads/2019/10/Batango-user-guide.pdf
        ¿Puede ser útil? "

        ..... Sí, especialmente si el amplificador de funcionamiento supera los 150 KHz.

        • Ivano Pelicella dice:

          Bueno, entonces recogeré las cosas viejas y los programas y, tan pronto como esté listo, lo pondré en mi sitio web.

          • spambake dice:

            Eso sin duda será útil e interesante.

            Gracias por el enlace anterior al documento de detección / clasificación. Veré si puedo ejecutarlo. Una de las barreras para esto en los Estados Unidos es la falta de una gran biblioteca de registros de espectro completo identificados y controlados para usar para entrenar la red neuronal.

            • Pat Whetman dice:

              Me las arreglé para que el programa de etiquetas de enlace funcionara bien en Windows 10. Produje alrededor de 275 funciones y segmentado para cada llamada, ¡así que muchos datos! Luego cambié a Ubuntu 18 para el entrenamiento y ejecuté bien el primer script de R (write_tabase3HF) pero fallé el segundo. Publiqué un problema en Github aquí: https://github.com/YvesBas/Tadarida-L/issues/3

              Supongo que necesito instalar R en Windows 10 e intentarlo de nuevo.

              Sí, los datos son muy difíciles de obtener, ni siquiera confirmados. Pasé bastante tiempo grabando las 5 especies de murciélagos donde vivo, usando uno de los micrófonos Ivanos a 384KHz y obtuve mucha ayuda en el grupo de facebook “Evening Sound Analysis Workshop” sobre la confirmación de Nattereras y Brown orejudo. Si quieres mis datos, puedo ponerlos en Google Drive si me quieres: [email protected] (Esta dirección estará aquí durante 7 días y luego se eliminará). Aunque no están particularmente bien organizadas, las grabaciones son de buena calidad, sin artefactos ni distorsiones.

            • spambake dice:

              Hmm, supongo que la-tecnologia no permite respuestas más allá de cinco profundidades.

              Pat, gracias por ofrecer datos, pero creo que intentaré producir algunos para mi región de EE. UU. En lugar de Europa. Estoy seguro de que otros aprovecharán su amable oferta.

              Gracias por el enlace al grupo de Facebook. Aunque la actuación del grupo parece mayoritariamente europea, algunos de los expertos tienen conocimientos globales. Los probaré. También tuve buena suerte con iNaturalist con la identificación.

              Me sorprende lo apasionada que hay la gente por la identificación de murciélagos. Hay mucho interés en los EE. UU., Pero nunca parece fusionarse en una actividad de grupo que no sea la investigación de alto costo. Durante mucho tiempo me gustaría ver un murciélago de identificación automática barato y generalizado, como lo hace Purpleair para la contaminación del aire. Algunos mapas migratorios animados para murciélagos como Cornell para aves serían increíbles.

    • benadski dice:

      Últimamente he estado haciendo un detector de murciélagos realmente simple y personalizable. Funciona bien para detectar murciélagos a menos de 25 m de oso. Ver: revspace.nl/Batty

      • Pat Whetman dice:

        ¡Muy hermoso!

    • Alexander Hoff dice:

      ¿Entonces esa cosa solo para detectar especies exactas de murciélagos?

    • PE1PWF dice:

      Oye, ¿a dónde fue mi respuesta ...?

      También puedes intentar construir un Teensy Batdetector. Manu se presenta en un recinto compacto.

      Aquí hay un video de las posibilidades.
      https://www.youtube.com/watch?v=MyUJJQFP5m8&t=74s

      Instrucciones de construcción y manual aquí.
      https://drive.google.com/drive/folders/1NRtWXN9gGVnbPbqapPHgUCFOQDGjEV1q?usp=sharing

      O si desea utilizarlo como micrófono USB, intente conectar un micrófono SPU0410LR5H-QB a una pieza de sonido ALC4040 (adaptador de auriculares USB) que puede grabar hasta 96 kHz, que es bastante alto para la mayoría de las especies de murciélagos.

Manuel Gómez
Manuel Gómez

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