Deník stavby

Bird: rámeček, který pozná ptáka podle hlasu

Mikrofon na balkoně poslouchá, počítač doma pozná, kdo zpívá, a rámeček na zdi toho ptáka ukáže. V noci místo něj kreslí hvězdnou oblohu. Stavím ho od července a tady zapisuju, jak to jde.

Za třicet vteřin celá cesta: od zvuku na balkoně po obrázek na zdi. Na konci čísla z prvního ostrého provozu.

Kde to je

  • hotové: Mikrofon na balkoně, na baterii
  • hotové: Server, který ptáky rozpoznává a kreslí obrázky
  • hotové: Rámeček s e-paper displejem, na jedno nabití už 44 dní
  • ještě není hotové: Krabička
  • ještě není hotové: Dodělávky rámečku

Jak to funguje

Tři kusy, každý dělá jednu věc. Nejvíc práce má ten, který není vidět.

Mikrofon

Malá deska ESP32 s digitálním mikrofonem, na baterii. Nahrává krátké úseky zvuku a posílá je přes wifi domů. Když baterie slábne, server mu sám prodlouží přestávky mezi nahrávkami.

Server

Počítač doma pouští BirdNET, model od Cornell Lab of Ornithology a TU Chemnitz, který pozná ptáka podle hlasu. Ve městě se ale plete: dětský křik mu zní jako racek. Proto každý nález potvrdím nebo zamítnu a server si pro každý druh naučí vlastní práh.

Rámeček

Sedmipalcový e-paper se šesti barvami a levná řídicí deska. Obrázek dostane hotový ze serveru, takže sám nemusí umět skoro nic. Každých dvanáct minut se probudí, zeptá se, jestli je něco nového, a když není, zase usne.

To poslední šetří nejvíc. Překreslení e-paperu trvá 26 vteřin a je to nejdražší chvíle celého cyklu. Server proto počítá otisk toho, o čem obraz je, a rámeček se ptá jen na něj. Místo 115 překreslení denně je jich 53 a v noci, kdy se nic nemění, nekreslí vůbec.

Co mě to naučilo

Zkrat, který byl otočený kabel

Displej se k desce připojuje plochým kabelem, který má kontakty jen z jedné strany. Zasunul jsem ho obráceně. Čekal bych, že se prostě nic nespojí, jenže rub kabelu nese zem, takže se signál tvářil jako tvrdý zkrat. A zkrat vede podezření k vlastní pájce. Hodinu jsem prohlížel spoje, které byly v pořádku.

Rozhodla až tabulka všech čtyř kombinací: drát připojený a odpojený, displej zasunutý a vytažený. Od té doby rozebírám v opačném pořadí, než se nabízí. Nejdřív vytáhnu to, co jde vytáhnout, a teprve potom podezírám sebe.

Spoj, který vypadal dobře

U mikrofonu to byl studený spoj na zemi u pinu, který vybírá kanál. Na pohled v pořádku, ve skutečnosti nevedl. Zapájet šest drátů zabralo pár minut. Najít ten jeden špatný trvalo mnohem déle.

Sto procent je podezřelé číslo

Když jsem měřil, jak přesné jsou naučené prahy, vyšlo u třinácti druhů rovných sto procent. Vypadalo to skvěle a neměřilo to nic: práh se učil ze stejných dat, na kterých jsem ho pak zkoušel. Poctivé číslo dal až vzorek odložený stranou, 93 procent a u pěnkavy jen polovina. Víc o kontrolách, které měří něco jiného.

Deník

  1. Rámeček jede od 14. srpna na jedno nabití a baterie má pořád skoro polovinu. Ručně jsem zatím potvrdil 50 druhů. Chybí krabička a pár dodělávek na rámečku. Fotky přidám, až bude co fotit.

  2. Panel u ptáka je teď list z atlasu pro děti: jméno, jedna věta, jak ptáka poznat a jak zní. Místo fotky ručně kolorovaná deska z devatenáctého století. Na desce je pták vždycky dospělý, celý a v profilu, a na šesti barvách vypadá líp než fotografie.

  3. Posuzování nálezů přerostlo člověka: přibývalo jich kolem 280 denně a stihl jsem 130. Běžné druhy nad svým naučeným prahem teď projdou samy, neobvyklé jdou ke mně vždycky, i když si je model jistý na sto procent.

  4. Celý řetěz stojí. První ostrý provoz: 31 hodin, 86 detekcí, 29 druhů. Nejlepší úlovek poštolka obecná na 99 procent, pak sýkora koňadra, straka a kavka. Mikrofon jel 27 hodin v kuse bez restartu.

  5. Mikrofon i displej na skutečném hardwaru. Pájení nakonec směšně málo, čas sežralo hledání dvou chyb (viz výš).

  6. Test čitelnosti ukázal, že hustá obrazovka se z druhého konce pokoje nedá číst. Na e-paper tedy jde jedna myšlenka a všechno ostatní dostalo vlastní webovou stránku stanice.

  7. První programy pro mikrofon i rámeček a server, který kreslí obrázek. Zatím bez hardwaru, jen proti návrhům obrazovek.

  8. Začátek. Průzkum displejů a cen, vítěz je sedmipalcový e-paper se šesti barvami.

Na čem to stojí

Bird by nevznikl bez cizí práce. Díky autorům těchhle projektů:

  • BirdNET (Cornell Lab of Ornithology a TU Chemnitz) a knihovna birdnetlib: rozpoznávání ptáků podle hlasu. Model je pod licencí CC BY-NC-SA 4.0.
  • fugleramme: ručně vyřezané desky z historických atlasů ptáků, které rámeček ukazuje u každého druhu. Licence CC BY-SA 4.0.
  • inky-bird-frame: nápady na střídání obrazovek a na pravidla soukromí.
  • BirdNET-Go: filtr lidského hlasu a psů a nápad na druhý model.
  • bird_poster: inspirace pro šestibarevný e-paper.
  • esp32-birdnet-mic: srovnání mikrofonů pro ESP32.
  • PVGIS (Společné výzkumné středisko EU): výpočet solárního napájení.

Chcete něco podobného pro sebe, nebo nástroj pro firmu? Ozvěte se mi.