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Rückblick: Hardware

Erste Messungen und viel Interesse an unserem Projekt

Mit dem ersten Prototyp waren Präsentationen und Messungen zusammen mit interessierten Bürger:innen möglich
Von Bene |

Mit einem ersten Prototypen, der Daten liefert, konnten wir endlich Interessierte zu Messungen einladen. Gleichzeitig nutzen wir die Chance, das Projekt auf thematisch passenden Veranstaltungen wie dem Autofreien Hochschultag oder dem Parking Day in Cottbus vorzustellen.

Erste Livemessungen an der Universitätsstraße
Photo: Nanu Frechen / CC-BY-CA

Messen unter Live-Bedingungen

Um erste Vergleichsdaten zu sammeln, aber auch um interessierte Bürger:innen abzuholen, zog es uns relativ schnell an den Straßenrand. Mit eigenen Fahr- und Lastenräder erzeugten wir eigene Verlaufskurven und konnten diese mit dem “normalen” Straßenverkehr vergleichen. Schon hier ergaben sich wichtige Muster die für die spätere Auswerteroutine entscheidend waren.

CitRad macht sich bekannt

Beim Parking Day in Cottbus stieß CitRad (kurzzeitig in City Radar umbenannt) auf großes Interesse und Zuspruch.
Photo: Nanu Frechen / CC-BY-CA

Um CitRad in der Stadtbevölkerung bekannter zu machen, trauten wir uns auch auf diverse Stadtfeste. So konnten Besucher des Karlstraßenfestes ihre eigene Radarsignatur als Tonausgabe erleben.

Auf themenspezifischeren Veranstaltungen wie dem Autofreien Hochschultag kamen wir in Austausch mit Mobilitätsforscher:innen der BTU Cottbus-Senftenberg und konnten erste Ideen austauschen wo und wie CitRad besonders effektiv wirken kann.

Beim Parking Day 2023 waren wir mit CitRad ebenfalls vertreten. Diese Veranstaltung widmet sich der kritischen Auseinandersetzung mit dem Platz, den Autos im Stadtgebiet alleine durchs Parken einnehmen und wie dieser alternativ zur Verbesserung der Lebensqualität in den Städten genutzt werden kann. Auch hier stoß CitRad auf interessierte Ohren. Unser Ansatz gefühlte Wahrheiten auf Fakten zurückzuholen, wurde durchweg als wichtiger erster Schritt wahrgenommen.

Der erste Prototyp

Nach der ersten Sichtung von möglichen Radarsensoren und Microcontrollern konnte auch das restliche Zubehör besorgt werden und mit dem Aufbau eines ersten kabelgebundenen Sensors begonnen werden.
Von Nanu |

Der CitRad Sensor sollte auf einem möglichst günstigen aber trotzdem zuverlässigen Radarsensor aufbauen und mit einfachen Mitteln nachzubauen sein. Nach einigen Tests fiel unsere Wahl auf das IPS-354 Modul von Innosent. Ausserdem brauchten wir einen leistungsstarken Mikroprozessor um die Signale des Sensors zu verarbeiten. Hier entschieden wir uns für den Teensy 4.0 in Kombination mit dem dazu erhältlichen Teensy Audio Board. Das Signal des Sensors lässt sich nämlich mit Audio-Tools verarbeiten. Dazu gibt es das Audio System Design Tool und ausführliche Tutorials. Für uns war vor allem von Interesse dass sich damit eine Spektral-Transformation (FFT) umsetzen lässt. Im Gegensatz zu anderen Systemen kann der Teensy weiter Daten aufzeichnen, während er die Datenverarbeitung macht, sodass uns keine Daten verlorgen gehen.

Der allererste Hardware-Prototyp
Photo: Nanu Frechen / CC-BY-CA

Ein low-noise Verstärker?

Anfangs waren wir noch überzeut, dass wir eine Verstärkerschaltung brauchen, um das Signal des Sensors nutzen zu können. Hier haben wir verschiedene Verstärkerplatinen getestet und sogar eine komplett eigene Platine entworfen. Zum Schluss haben wir aber gemerkt, dass wir gar keine Verstärkung brauchen, wenn wir die 32bit Audio Library verwenden, die die volle Bandbreite des Digitalwandlers auf der Audio-Platine nutzt.

Erste Tests

Mit ein paar Jumperkabeln und Steckleisten konnte es jetzt an den Zusammenbau des allerersten Prototypen gehen. Da zu Beginn ohnehin der Laptop-Betrieb vorgesehen war, wurden alle Komponenten per USB-Kabel mit Strom versorgt und gleichzeitig eine Datenverbindung hergestellt um sich die Daten anschauen zu können. Die Ergebnisse sahen vielversprechend aus!

Erste aufgezeichnete Daten. Die Geschwindigkeitsverläufe mehrerer Autos sind sichtbar.
Screenshot: Nanu Frechen / CC-BY-CA

CitRad - eine Idee kommt ins Rollen

Alles begann im März 2023 mit der fixen Idee, der Verkehrswende einen Schubs in die richtige Richtung zu geben. Und zwar mit einer einfachen Möglichkeit, Verkehrsdaten mit einem selbt gebauten Sensor-Netz zu messen.

An welcher Stelle setzt man an, um einen sinnvollen Beitrag zur Verkehrswende beizusteuern? Darüber brüteten wir ein paar Tage lang im FabLab Cottbus. Uns war schnell klar, dass wir ein gemeinschaftliches Projekt umsetzen wollen. Mit der Beteiligung interessierte Bürger:innen aus Cottbus und Umgebung sollte ein Citizen Science Projekt entstehen, das Verkehrsdaten sammelt und für alle zur Auswertung und vor allem als Diskussionsgrundlage für Verkehrstechnische Entscheidungen in der Stadt Cottbus zur Verfügung stehen sollte.

Auf welche Art und Weise wir diese Daten erheben wollten, war uns zu diesem Zeitpunkt noch nicht klar. Erste Überlegungen gingen in die Richtung KI-ausgewerteter Videobilder. Das wäre zwar technisch kein Problem gewesen, hätte aber angesichts des Datenschutzes offene Fragen und Probleme mit sich gebracht.

Radar statt Video

Es traf sich gut, dass im FabLab Menschen mit den verschiedensten Kenntnissen zusammenkommen. Einer hatte das nötige Vorwissen und die zündende Idee, statt auf Videobilder auf Radarsignale zu setzen. Mit einem Schlag waren alle Datenschutzbedenken ausgeräumt und die Recherche nach den besten Bauteilen für einen ersten Prototypen begann.

Namensfindung leicht gemacht

Jedes gute Projekt braucht aber auch einen guten Namen. Da wir am Citizen Science Gedanken festhalten wollten und nun das Radarsystem im Zentrum stand, einigten wir uns schnell auf ein Akronym von Citizen Science Traffic Radar.