Konstante
Licht-Regelung

Im Rahmen meiner Ausbildung am Umwelt-Campus Birkenfeld war ich im Informatik-Labor (IparLab) unter der Leitung von Prof. Dr. Stephan Didas an der Entwicklung der Insekten-Monitoring-Station (KIM) beteiligt. Mein Schwerpunkt lag dabei auf der Konstruktion und Umsetzung der Beleuchtungseinheit sowie der dazugehörigen Elektronik und Regelung.

Da die von der Station aufgenommenen Bilder später durch eine KI zur Erkennung und Klassifizierung von Insekten ausgewertet werden, sind möglichst konstante und reproduzierbare Lichtverhältnisse entscheidend. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die KI nicht nur die tatsächlichen Merkmale der Insekten, sondern beispielsweise unterschiedliche Helligkeiten oder Schatten als relevante Muster erlernt.

Für die Umsetzung entwickelte ich auf Basis eines ESP32-C3 Super Mini eine eigene Steuerung und entwarf dafür auch das benötigte Platinenlayout. Die Elektronik wurde von mir aufgebaut und vollständig verlötet. Zur Erfassung der aktuellen Umgebungshelligkeit kam ein VEML7700 Lux-Sensor zum Einsatz, den ich direkt im Gehäuse der Monitoring-Station integrierte.

Die Beleuchtung selbst wurde mit NeoPixel-LED-Stripes realisiert. Hierfür entwickelte und konstruierte ich die passende Beleuchtungseinheit und setzte diese anschließend auch praktisch um. Die Software übernimmt dabei die automatische Regelung der LED-Helligkeit: Abhängig vom gemessenen Lux-Wert wird die Helligkeit der Beleuchtung entsprechend angepasst.

Durch eine zeitlich verzögerte und kontinuierliche Anpassung werden abrupte Helligkeitssprünge vermieden und möglichst konstante Lichtbedingungen geschaffen.

Das Projekt verband damit mehrere meiner Interessen und Kenntnisse: Konstruktion und Produktentwicklung, Elektronik, Mikrocontroller-Programmierung und die praktische Umsetzung einer automatisierten Regelung. Besonders spannend war dabei die Verbindung klassischer Hardwareentwicklung mit den Anforderungen eines KI-gestützten Forschungsprojekts.