Klimaatmonitoringsysteem met Arduino

Een paar weken geleden heb ik een Arduino Starter Kit gekocht. Zonder speciale bedoelingen, gewoon voor de lol. Arduino is een open source computerplatform. Het leuke is dat je de Arduino microcontroller kunt programmeren en kunt laten reageren op input uit zijn omgeving door sensoren aan te sluiten. Op basis van de input kunnen zogenaamde actoren aangestuurd worden, bijvoorbeeld een LED, LCD of electromotor.

Samen met Koen en Dirk, jonge vrijwilligers bij het Visserijmuseum Zoutkamp, heb ik inmiddels bedacht wat het eerste project gaat worden: een klimaatmonitoringsysteem voor het museum.

Het Visserijmuseum Zoutkamp is opgenomen in het Museumregister Nederland. Als ‘geregistreerd museum’ moet je voldoen aan strenge kwaliteitseisen, onder andere op het gebied van klimaatbeheersing. Te grote schommelingen in de temperatuur en/of luchtvochtigheid zijn schadelijk voor museale objecten. Volgens museumnorm 31 moet het klimaat doorlopend gemeten worden. De meetgegevens moeten opgeslagen en geanalyseerd worden en bij problemen moeten er adequate maatregelen genomen worden.

Het museum beschikt over één thermo-hygrograaf. Het is een analoog apparaat; het papier wordt regelmatig vervangen en de metingen worden gearchiveerd. Om verschillende redenen is deze oplossing onvoldoende:

  • Eén meetpunt is onvoldoende om een goed beeld te krijgen van het binnenklimaat. Volgens de deskundige van het Museumhuis Groningen moeten we op tenminsten vier verschillende plaatsen in de expositieruimte en het depot meten.
  • Een goede analyse van de meetgegevens is lastig, omdat de gegevens niet digitaal beschikbaar zijn.
  • Vaak constateren we pas achteraf dat de temperatuur of luchtvochtigheid in een bepaalde periode te hoog of te laag was.

Wat we eigenlijk nodig hebben is een klimaatmonitoringsysteem met vier meetpunten, waarbij de gegevens digitaal worden opgeslagen, inclusief notificatie-functionaliteit. Bij uitstek een Arduino-project!

Het idee is om de Arduino te voorzien van een temperatuur- en luchtvochtigheidssensor, een LCD en een ethernet-shield. De klimaatmetingen en het IP-adres zijn af te lezen op het LCD-scherm, maar ook op IP-adres op te vragen via het netwerk. Eind vorig jaar heeft het museum een Synology DS213 aangeschaft. Op de NAS-server draait een webserver. We gaan een web-applicatie bouwen die periodiek op IP-adres de klimaatmetingen uitvraagt en opslaat in een database. Indien de metingen te hoog of te laag zijn wordt een e-mail of SMS verstuurd naar de persoon die verantwoordelijk is voor de klimaatbeheersing.

In een later stadium kunnen we de gegevens ‘remote’ beschikbaar stellen en via een app ontsluiten voor tablets en smartphones. Het zou leuk zijn om interface te hebben waarbij je niet alleen de actuele meetwaarden, maar ook een grafiek van de metingen in het afgelopen etmaal of de laatste week kunt opvragen.

Het zou helemaal geweldig zijn als we de ‘casing’ voor de Arduino met de 3D printer kunnen maken. Ik ben namelijk al een hele tijd op zoek naar een excuus om bij het FabLab Groningen aan de slag te gaan 😉

Maar goed, zo ver is het nog niet. Voorlopig zijn we nog druk met het prototype, waarbij we uitgaan van dit artikel en de onderdelen uit de Starter Kit. Alleen het ethernet shield en de luchtvochtigheidsensor had ik nog niet. Het ethernet shield heb ik ondertussen al gekocht bij Okaphone.

Arduino

De temperatuursensor en LCD doen het al, het ethernet shield zit er al op, maar heb ik nog niet getest. Daar gaan we vanmiddag mee aan de slag.

Waddenwandelen in OpenStreetMap

In mijn vorige bericht deed ik een oproep om mij te helpen het wandelnetwerk Waddenwandelen op te nemen in OpenStreetMap. In dit bericht zet ik op een rijtje op welke manier je een bijdrage zou kunnen leveren.

Mijn verzoek aan wandelaars is om de knooppunten van het netwerk vast te leggen, bij voorkeur in een GPX-bestand. Daarvoor hoef je beslist niet in het bezit te zijn van een speciaal voor dit doel aangeschaft GPS-apparaat. Je kunt ook je smartphone of tablet gebruiken als GPS. Als je in het bezit bent van een iPhone installeer dan bijvoorbeeld de Locations Tagger app. Heb je een Android smartphone, dan zou je de OSMTracker for Android kunnen proberen. Mocht je andere POI’s (points of interest) tegenkomen, sla die dan ook op. Hoe meer interessante informatie, hoe beter! Stuur het GPX-bestand naar friesewoudloper(apestaartje)gmail.com. Dan voeg ik de informatie toe aan OpenStreetMap.

Als je een stapje verder wilt gaan, bewaar dan niet alleen de knooppunten en POI’s, maar ook de gelopen route in het GPX-bestand. Ik upload de routes naar OpenStreetMap, waarna ik ze ‘overtrek’ in OpenStreetMap. Geef indien mogelijk ook aanvullende informatie, zoals de naam van het fiets- of wandelpad, het type verharding of wel/niet toegankelijk voor honden. Die informatie kun je ook aanleveren in de vorm van een schetsje of tekst.

Het snelste (en allerleukste) is natuurlijk om de gegevens zélf toe te voegen aan OpenStreetMap. Daarvoor moet je eerst een account aanmaken. Ga vervolgens naar www.openstreetmap.org, klik op bewerken en geef je gebruikersnaam en wachtwoord op. De Potlatch 2 editor wordt nu gestart. Lees de (Engelstalige) wiki-pagina van Potlatch 2 voor instructies over het gebruik van de editor. Bekijk deze video over het toevoegen van POI’s.

In negen van de tien gevallen is het toevoegen van een knooppunt heel eenvoudig, omdat het punt al als node in OpenStreetMap staat, maar alleen nog niet als Waddenwandelen-knooppunt getagt is.
Zoom in op het gebied waarin het knooppunt zich bevindt en selecteer de betreffende node. Klik op Advanced en tag de node als volgt:
Key=rwn_ref + Value=volgnummer van het knooppunt
Relation=network rwn rwn Waddenwandelen + ID=2807863

Als de node niet bestaat, omdat er een stuk weg of pad mist, dan moet je eerst het ontbrekende deel intekenen. Bekijk deze video over het intekenen van wegen.

Het taggen van de lijnstukken tussen de knooppunten is ingewikkelder. Selecteer de lijnstukken tussen twee knooppunten. Soms is het nodig om bestaande lijnstukken op te knippen, omdat ze verder doorlopen dan het eindknooppunt. Maak een nieuwe relatie aan met de volgende tags:
Key=name + Value=Waddenwandelen
Key=network + Value=rwn
Key=type + Value=route
Key=route + Value=hiking
Key=note + Value=beginknooppunt-eindknooppunt
Relation=network rwn rwn Waddenwandelen + ID=2807863
Tag alle lijnstukken tussen de twee knooppunten met deze nieuwe relatie.
Vergeet niet je edits op te slaan!

That’s it! Het duurt meestal één of twee dagen voordat je de gegevens terug ziet in www.openwandelkaart.nl.

Als je nog vragen hebt, laat het me weten. Uit eigen ervaring weet ik dat het doorvoeren van wijzigingen in OpenStreetMap in het begin best eng kan zijn, maar als je de basics kent en je gezond verstand gebruikt, valt het uiteindelijk best mee.

Waddenwandelen & Open Data

Begin januari zag ik tijdens mijn dagelijkse wandeling met de hond nieuwe bewegwijzering in de vorm van paaltjes en stickers op lantaarnpalen en verkeersborden. Bij navraag bleek het om het Waddenwandelen te gaan, een aaneengesloten netwerk van 1200 km aan wandelpaden in de kop van Noord-Holland, Friesland en Groningen.

Ik ging op zoek naar een kaart van het wandelnetwerk en kwam al snel terecht op de Waddenwandelen-website. De website biedt de mogelijkheid om in een kaart-viewer het netwerk te bekijken en eigen routes samen te stellen. Helaas kun je deze routes niet als GPX-bestand downloaden en werkt de print-functionaliteit (nog) niet. Naast de website zijn er ook een iPhone en Android app. Die zien er goed uit en geven je de mogelijkheid om routes offline te bekijken op je smartphone, maar ook hier geen optie om de data te gebruiken in combinatie met je eigen hard- en software, zoals de Garmin eTrex die ik zelf gebruik voor lange wandelingen.
Tenslotte zijn er papieren kaarten van Falkplan. Deze kosten 9,10 euro per stuk. Er zijn in totaal vijf Falk-kaarten voor het Waddenwandelen-netwerk. Dat betekent dat je ruim 45 euro kwijt bent als je het complete netwerk op papier wilt.

Het promoten van het Wadden- en Lauwersmeergebied, bijvoorbeeld door het realiseren van een wandelnetwerk, ondersteun ik van harte. Ik maak me echter wel zorgen over of de projectresultaten van Waddenwandelen toekomstbestendig zijn. De bewegwijzering bestaat voor een groot deel uit stickers op straatmeubilair. Hoe gaat dat straks bij vernieling of vervanging? Zijn daar afspraken over gemaakt met de beheerder van de openbare ruimte? En hoe worden wijzigingen in het netwerk doorgevoerd in de brondata en gepubliceerd via de diverse kanalen, wanneer het project straks afgelopen is?

De knooppunten en routes zijn niet beschikbaar als open data. Dit betekent dat je de gegevens niet kunt downloaden vanaf het internet en dat de auteursrechten hergebruik uitsluiten. De gegevens zijn alleen op te vragen via door het project gedefinieerde en ontwikkelde kanalen: de Waddenwandelen-website, de apps of de Falkplan-kaarten.
Stel je wilt als toeristische ondernemer de informatie overnemen op je website of in je folder. Of je bent uitgever en je wilt een leuk artikel wijden aan het wandelnetwerk met een overzichtskaart er bij. Of je bent net een kleine startup begonnen en denkt dat je een véél coolere Waddenwandelen-app kunt bouwen dan de bestaande. Dat gaat allemaal niet lukken, omdat je de gegevens niet kunt gebruiken. Een gemiste kans, zeker als je bedenkt dat het hele project gefinancierd is met publiek geld (2,9 miljoen euro). Door de gegevens wél beschikbaar te stellen aan Falkplan BV en niet aan andere ondernemers, is er bovendien sprake van concurrentievervalsing.

De website en app maken overigens gebruik van OpenStreetMap, een topografische kaart die is gemaakt door duizenden vrijwilligers over de hele wereld. Het is een voorbeeld van crowdsourcing. OpenStreetMap is in tegenstelling tot het Waddenwandelen-netwerk wél beschikbaar voor hergebruik, zonder dat daar kosten aan verbonden zijn. Gratis betekent niet dat er geen voorwaarden zijn: bronvermelding is verplicht. Helaas is dit door het project over het hoofd gezien.
Wat mij betreft is er ook een ‘morele verplichting’ om niet alleen te nemen, maar ook te geven. Als je de kaart op de Waddenwandelen-website goed bekijkt, zie je dat sommige fiets- en wandelpaden ontbreken in OpenStreetMap. Naar mijn idee zou het project dat moeten repareren of op z’n minst de data beschikbaar moeten stellen, zodat de vrijwilligers van OpenStreetMap de ontbrekende gegevens op een efficiënte manier kunnen toevoegen. Zo wordt OpenStreetMap steeds beter. Daar profiteert niet alleen Waddenwandelen, maar iederéén van.

Ik heb Landschapsbeheer Fryslan een mail gestuurd waarin ik mijn zorgen over de duurzaamheid van de projectresultaten kenbaar maak en de vraag stel of de knooppunten en routes alsnog beschikbaar komen als open data. In afwachting van het antwoord ben ik begonnen om de gegevens zelf maar toe te voegen aan OpenStreetMap. Een tijdrovende, maar wel leuke klus, waar ik wel wat hulp bij kan gebruiken 😉 Je kunt de voortgang volgen via de OpenWandelkaart.

Uiteindelijk zou ik het liefste alle wandel-, fiets-, auto- en kanoroutes in onze regio op deze manier in OpenStreetMap willen vastleggen. De routes kunnen dan gedownload worden en gebruikt worden in combinatie met verschillende apparaten en programma’s. Het is ook mogelijk om er papieren kaarten van te maken (maar daarover in een latere blogpost meer). Tenslotte kunnen de gegevens gebruikt kunnen worden door app-bouwers, uitgevers, toeristische informatiepunten, enzovoorts voor hun eigen (commerciële) doeleinden. Zo halen we het meeste rendement uit de informatie en hebben zoveel mogelijk mensen er plezier van.

Ik geloof niet dat het een bewuste keuze was van het project om de gegevens níet als open data beschikbaar te stellen. Wat ik wel denk, is dat er bij het opstellen en uitvoeren van projectplannen en het toekennen van subsidie vaak te weinig aandacht is voor de duurzaamheid en het hergebruik van de gegevens die binnen het project worden verzameld. Publicatie van de projectresultaten als open data verhelpt dit probleem voor een groot deel.

Update 18 maart 2013:
Eén van mijn Twitter-volgers attendeerde me op plannen om de gegevens op termijn op te nemen in de koepeldatabase Digitale Toeristische Informatie, waarna de gegevens via een API vrij beschikbaar zouden zijn.

Daarnaast ontving ik vandaag het bericht dat Falkplan bedrijven en instellingen tegen betaling de mogelijkheid biedt om zich online te presenteren in de knooppunten-kaart die zij via het internet gaan aanbieden. Begrijp me goed, ik vind het geen probleem dat Falkplan probeert langs verschillende wegen geld te verdienen aan het Waddenwandelen-netwerk. Integendeel. Waar ik wél problemen mee heb, is dat de gegevens exclusief verstrekt zijn aan Falkplan, waardoor andere bedrijven niet dezelfde kansen krijgen.

Kastanjeboom

English translation

Dit blog heb ik geschreven als onderdeel van de online cursus “Learning Creative Learning” van MIT Media Lab. De opdracht in week 2 van de cursus was: schrijf een essay over een voorwerp uit je jeugd, dat je interesse heeft gewekt en beïnvloed heeft. Ter voorbereiding heb ik The Gears of My Childhood van Seymour Papert gelezen.

Ik groeide op in een groot huis, even buiten het dorp. In de tuin naast ons huis stond een oude kastanjeboom met een dikke stam. Zo dik, dat ik mijn armen er niet omheen kon slaan. Soms dacht ik er over na hoe oud de boom wel niet moest zijn en wie er in het huis hadden gewoond toen de boom nog klein was. Het zette me voor het eerst aan het denken over hoe in de tijd dingen komen en gaan.

De boom was niet alleen prachtig om te zien. De kastanjes die in de herfst naar beneden vielen, zorgden voor veel plezier. Ik telde en sorteerde ze eerst op grootte. Vervolgens maakte ik er met luciferhoutjes figuurtjes van of met satéprikkers en wol spinnenwebben. Sommige kastanjes stopte ik in de grond. Na héél lang wachten kwam er dan een boompje boven. Hoe wonderlijk!

Mijn lagere school was een eindje verder op in onze straat. Op het schoolplein stonden ook twee grote kastanjebomen. Toen ik in de vierde klas zat, werd de school verbouwd. Bij de heropening kreeg de school een nieuwe naam, “De Bolster”. De meester legde in de klas uit dat de naam niet alleen verwees naar de bomen op het plein, maar ook een diepere betekenis had: De bolster beschermt de vrucht, zodat die zich in een veilige omgeving kan ontwikkelen. De stekels van de bolster houden de buitenwereld op een afstand tot de kastanje volgroeid is. Op precíes het goede moment laat de bolster de kastanje los en gaat hij op eigen kracht verder. Ik vond het een mooi verhaal. Het maakte veel indruk op me.

Aan het eind van mijn lagere school tijd, besloten mijn ouders dat de boom weg moest, omdat hij voor te veel overlast zorgde. Door het dikke bladerdek was het donker in huis en raakten de dakgoten in de herfst verstopt. Er kwam iemand langs met een elektrische zaag en binnen een paar uur was de boom verdwenen. Dat bracht bij mij een schok te weeg: aan het bestaan van de boom was met een simpel besluit, dat snel en effectief was uitgevoerd, een abrupt eind gekomen.

Ik geloof dat mijn vader zich achteraf een beetje schuldig voelde. Hij plantte niet veel later een nieuwe kastanjeboom in onze tuin. Het boompje was een duim dik en groeide maar langzaam. Na een paar jaar verhuisden we en de nieuwe eigenaar haalde het boompje weg. Mijn vader (en ik ook) vond dat echt jammer. Ik bedacht dat sommige dingen niet terug te draaien zijn.

Hoe heeft de kastanjeboom uit mijn jeugd mij beïnvloed? Dat is moeilijk te zeggen. Toch zie ik wel parallellen tussen mijn werk en de kastanjeboom. Ik vind een veilige werkomgeving –een bolster– voor teams om te experimenteren en te groeien erg belangrijk, net als vertrouwen geven en “weten wanneer je moet loslaten”. Fouten maken, daarop reflecteren en het daarna opnieuw proberen is de manier waarop we stapje voor stapje tot betere oplossingen komen.

Tegelijkertijd zijn er ook zaken waarbij je je geen fouten kunt permitteren; besluiten die om de grootst mogelijke zorgvuldigheid vragen, omdat ze (bijna) onomkeerbaar zijn. In mijn werk als ICT-adviseur bij de overheid gaat het hierbij vrijwel altijd om het vertrouwen van medewerkers of burgers dat beschaamd wordt. Vertrouwen is net als een kastanjeboom: het groeit ieder jaar maar een klein beetje en kan door een foute beslissing tot een plotseling en definitief einde komen.

Chestnut Tree

I wrote this blog as part of the online course “Learning Creative Learning” offered by MIT Media Lab. The task in week 2 of the course was: write an essay about an object from your childhood that interested and influenced you. In preparation I read The Gears of My Childhood by Seymour Papert.

I grew up in a big house, just outside the village. There was an old chestnut tree with a thick trunk in our back yard. It was so thick, I couldn’t get my arms around it. It started me thinking: How many years had passed since the tree had been planted? And who had lived in the house when the tree was smaller? I started thinking about how things come and go over time.

The tree was not only beautiful to look at, in autumn the chestnuts were a lot of fun. I counted chestnuts and sorted them by size. Then I created figurines and cobwebs, using matches, skewers and wool. I planted some chestnuts in the ground. After a long wait, a tree emerged. How wonderful!

My primary school was in the same street as my house. In the playground there also were two large chestnut trees. When I was in fourth grade, the school was rebuilt. When it opened, the school received a new name, “The Burr”. The teacher explained that not only the name referred to the chestnut trees in the playground, it also had a deeper meaning.The burr protects the chestnut, providing it with a safe environment to mature. At just the right moment, the burr breaks away and the chestnut has to make it on its own. I thought this was a good story.

At the end of my primary school years, my parents decided the tree had to go, because the leaves kept the light from the house and clogged the gutters in autumn. Someone came along with an electric saw and cut down the tree. I was shocked: with one simple decision, that was effectively executed, the tree was gone.

My father felt guilty afterwards. A few weeks later, he planted a new chestnut tree in our garden. The tree was an inch thick and grew slowly. After a few years we moved and the new owner took the tree away. My dad (and I) felt sorry. I realised, sometimes there is no turning back.

How did the chestnut tree of my childhood influence me? It’s hard to say. However, there are some parallels between my work and the chestnut tree. I find a safe working environment for teams to experiment and grow is very important. The same goes for giving confidence and knowing when to let go. Make mistakes, reflect upon them and give it another try, that’s the way we gradually make progress.

At the same time, there are also circumstances in which you cannot afford to make mistakes. There are decisions you should only take with the greatest possible care, because they are (almost) irreversible. The examples that come to mind working as an IT consultant with the local government, are those in which the trust of employees or citizens are breached. Trust is like a chestnut tree: every year it grows a little bit, but with one wrong decision it can end suddenly and irrevocably.