De koraalriffen worden bedreigd door duikers en klimaatveranderingen, maar één organisatie hoopt om ze te redden met een Raspberry Pi als een ‘weerstation’ onder water. David Crookes van MagPi Magazine doet verslag.

In de laatste twee haar heeft de Save Nemo Foundation hard gewerkt om de koraalriffen aan de kust van Thailand en Indonesië te redden. De leden hebben betonblokken vlak naast de riffen doen zinken, waardoor schepen voor duikers en snorkelaars veilig kunnen aanmeren door ze als ankerpunten te gebruiken. Op die manier vermijden ze dat de bemanning van een schip hun anker rechtstreeks in een rif laat vallen, wat al aanzienlijke schade heeft veroorzaakt.

Maar hoewel die maatregel al een positief effect heeft gehad op de sluipende vernietiging, heeft de organisatie een andere kans gezien. “We realiseerden ons dat we meer konden doen door de aanlegplaatsen slimmer te maken”, zegt ceo Diemo Niemann. “We creëerden daarom het plan om onder water fysische en chemische gegevens te verzamelen die niet alleen essentieel zijn voor de wetenschap, maar ook nuttig voor de lokale bewoners en hun bedrijven.” Het resultaat? Nemo-Pi, een apparaat dat de temperatuur, zichtbaarheid, pH-niveaus en de concentratie van CO2 en stikstofoxide op elk ankerpunt kan meten.
 
Boeien meten de temperatuur, zichtbaarheid, pH-niveaus en de concentratie CO2 en stikstofoxide

Boei
Elk van de betonnen aanlegplaatsen is verbonden met een boei die erboven in het water dobbert. De boei toont de bemanning van een schip waar ze kunnen aanmeren. Het idee achter Nemo-Pi is om een Raspberry Pi in de boei te steken, die met een zonnepaneel te verbinden voor stroom, een gps-ontvanger aan te sluiten om zijn locatie te bepalen en een batterij aan sensoren in het water los te laten om essentiële gegevens door te sturen.
Een team van programmeurs is bezig geweest met Python- en C++-code in een afgeslankte Debian-omgeving om de Nemo-Pi te creëren. Ondertussen zijn er heel wat tests uitgevoerd om te verzekeren dat het project zeewaterbestendig is en hoge niveaus van uv-straling aankan. Het is belangrijk dat de hele opstelling eenvoudig, duurzaam, betaalbaar en betrouwbaar is, en niet te vergeten energie-efficiënt.

Energie besparen
“De Nemo-Pi heeft een aangepaste realtime klok en gprs/gps-hub”, legt Diemo uit. “Hiermee wordt het apparaat in- en uitgeschakeld om energie te besparen en zijn data rechtstreeks naar onze server te sturen, die voor de verwerking en visualisatie zorgt. ’s Nachts wordt de Nemo-Pi automatisch uitgeschakeld. We hebben ook een bibliotheek ontwikkeld die de gegevensoverdracht optimaliseert volgens de hoeveelheid zonlicht, het stroomverbruik en de batterijbelasting. De Pi kan daardoor eindeloos blijven werken — of tenminste totdat de batterij of het zonnepaneel het begeeft.”

Hoewel het project nog in de preproductiefase is (“We hebben al lange tijd acht sensoren in alfa- en bètatest”, zegt Diemo), werkt de opstelling goed. Omdat de Nemo-Pi toelaat om de wateromstandigheden te monitoren, kunnen vakantiegangers — maar ook onderwater-, hotel- en cruisebedrijven — bepalen of het de moeite waard is om een trip te maken.
“Dagelijks worden honderden duik- en snorkeltrips geannuleerd in het water door slechte omstandigheden”, gaat Diemo voort. “Als je weet waar je op het juiste moment moet zijn, kun je benzine, werkuren en onnodig aanmeren vermijden, en daardoor kunnen we ook het koraal en ander zeeleven helpen.”

Nemo-Pi helpt ook wetenschappers, universiteiten en overheden door tekenen van klimaatverandering en gevaren voor zeedieren te signaleren. “Het is een kleine maar belangrijke stap tegen de opwarming van de aarde en de vervuiling van de zee en het helpt allemaal om de oceaan weer blauwer te maken”, besluit Diemo.

Monitor de zeeën
 

Stap 1: Aan het oppervlak
Boeien zijn verbonden aan betonnen aanlegplaatsen. In de prototypes voor Nemo-Pi zit een Raspberry Pi — verkozen boven een Arduino na een jaar onderzoek. Een flexibel en robuust zonnepaneel en een batterij zitten er ook in.



Stap 2: Vanuit de diepte
Sensoren zijn verbonden met de Pi en lopen uit de boei. Ze zijn ondergedompeld en meten verschillende fysische en chemische gegevens op diverse dieptes. Nieuwe sensoren worden nog toegevoegd, zoals voor de refractie van het licht onder het water — om de zichtbaarheid te testen.



Stap 3: De gegevens verwerken
De metingen van de sensoren worden live naar een publieke webserver geüpload. Een dashboard toont de gegevens en laat waarnemers toe om te achterhalen of een trip haalbaar is of om de omstandigheden verder wetenschappelijk te analyseren.

Het Nemo-Pi-project won de Google Impact Challenge in 2018 en zoekt nog vrijwilligers om te programmeren. Heb je interesse? Stuur dan een e-mail naar nemopi@save-nemo.org.

Lees meer in MagPi nummer 5.