Moovvs sensor in schokbestendige verpakking

Sinds 1 oktober hangt er bij mij in de meterkast een Moovvs sensor. Ik ben namelijk een van de (maximaal 100) testgebruikers van deze aardbevingssensor. Tot op heden is er echter nog heel weinig online te vinden over deze sensor.

De ontwikkelaar van de sensor, Embed, heeft op hun site een aardige samenvatting staan:

Via de Moovvs website kunt u de gevoeligheid van de meting instellen. Ook kunt u op de site kiezen of de meetgegevens gedeeld mogen worden met anderen. Hoe meer Moovvs gebruikers de meetgegevens delen, hoe duidelijker op de site te zien is waar de trillingen precies gevoeld zijn. Door middel van een zogenaamde heat map op de site kunt u na een trilling zien hoe groot het getroffen gebied was. Trilde alleen uw huis, of misschien het hele dorp?

Met de Moovvs sensor wordt exact gelogd met hoeveel trillingen en bewegingen uw huis te maken heeft. U kunt verder een app downloaden op uw Android smartphone of iPhone, waarmee u een melding krijgt zodra uw huis trilt of beweegt. Erg handig wanneer u niet thuis bent en er is eventueel schade aan uw huis.

De pilot-fase

Zoals gezegd, zitten we nu in de pilot-fase. Ik kan echter helaas niet veel vertellen over de voortgang van de pilot. Dit is niet omdat ik er niets over mag zeggen, maar omdat er gewoon niet veel communicatie vanaf Moovvs richting de gebruikers komt. Ongetwijfeld wordt er achter de schermen hard gewerkt om de boel werkende te krijgen, maar persoonlijk had ik graag wat meer feedback gekregen. Maar misschien wil ik ook wel veel meer dan realistisch is 😉

Een zeer belangrijk deel van het pilot-project is dat je meetdata krijgt van veel gebruikers en het liefst natuurlijk zo goed mogelijk verspreid over het gebied wat regelmatig met aardschokken te maken heeft. En data krijgen ze! Best wel heel erg veel data!

Hoeveel data?

Burst upload vanaf de Moovvs sensor

De Moovvs sensoren staan ongetwijfeld op een veel hogere sample-rate ingesteld dan strikt noodzakelijk, maar vooral in het begin moet je natuurlijk bepalen hoeveel data je minimaal nodig hebt om betrouwbaar trillingen te kunnen onderscheiden en dan kun je data beter achteraf weggooien dan op voorhand. Een aardschok doe je namelijk niet echt even over om opnieuw te meten. (hoop ik 😉 )

Om hoeveel data gaat het dan? In de eerste week was de upload ongeveer 3.5 GByte per dag en inmiddels is dat al teruggeschroefd naar zo’n 1760 MByte per dag. (50 GByte per maand)  Dat is gemiddeld zo’n 160 kbps, oftewel 16% van het maximum wat je met een ADSL verbinding kunt uploaden. De grafiek rechts komt uit mijn router (4 oktober, rond 20h ‘s avonds) en laat een van de bursts zien die in de eerste week regelmatig voorkwamen. Dat was al meer dan een ADSL-lijn kan versturen naar het internet toe.

Zoals gezegd, is het tijdens een pilot-test noodzakelijk om te testen wat haalbaar is, maar ook tot hoever je de data zou kunnen terugdringen zonder informatie te verliezen. Ik kan mij zo voorstellen dat wanneer je een paar-100 gebruikers hebt, dat het niet haalbaar is om bijna 2 Mbps te blijven sturen naar de servers. Dan zouden de maandelijkse serverkosten best wel hoog worden.

Resolutie data

Ik gaf eerder al aan dat er niet veel feedback komt vanaf Moovvs, maar gelukkig beantwoorden ze wel rap mijn vragen via de mail. Dus het is niet helemaal giswerk 😉

Momenteel is er voor de gebruikers van de pilot eigenlijk alleen maar een demo-site te zien die de data van je eigen sensor toont.

Rechts is een screenshot te zien van mijn 1e sensor (inmiddels als defect retour gestuurd en vervangen), de “KURAPELE”.  Alle sensoren hebben een unieke naam, welke je moet gebruiken om in te kunnen loggen en je data te kunnen zien.

Gelukkig is de Javascript achter deze demo-pagina niet heel erg complex, dus ik heb een beetje lopen experimenteren met een paar-1000 samples. Puur en alleen om de data te kunnen analyseren. Zo lijkt het erop dat de sensor 200 samples per seconde verstuurt, of althans dat is wat je binnenkrijgt op de demo-pagina.

Op de verticale as staat alleen een getal en geen eenheid. Na navraag bleek dit te gaan om “Het is de lineaire absolute vector van de g-kracht“. Oftewel de valversnelling (9.81 m/s²) waar de richtingscomponent uit gehaald is. De meeste G-sensoren meten deze in 3 richtingen, dus voor elke richting de meetwaarde nemen en dan de lengte van de vector berekenen.  Dus: Wortel(x² + y² + z²). Van de Z-component moet je dan uiteraard wel de waarde nemen tov. de waarde in rust.

Volgens de montage-handleiding is het zaak om de sensor echt recht te hangen, dus ik vermoed dat ze geen alignment van elke Moovvs sensor aanmaken en dmv. een rotatie-matrix compenseren voor een tikkeltje scheefhangen. Voor de waarde die ze tonen in het grafiekje rechts maakt een rotatie (beetje scheefhangen) niet uit, maar voor het op de server verwerken van de data van 100-en sensoren is dat een beetje meer rekenwerk.

Is 0 … 1 g wel voldoende?

Een natuurkundige kracht die menigeen wel eens gehoord heeft, maar volstrekt niet intuïtief, is de valversnelling g. In het geval van aardbevingen gaat het eigenlijk meer om de schade die gebouwen kunnen oplopen en dan heb je het al meer over de mechanische spanning. Maar de eigenlijke zoekterm over dit onderwerp is de Peak Ground Acceleration. (PGA)

• 0.001 g (0.01 m/s²) – Waar te nemen door mensen
• 0.02 g (0.2 m/s²) – Mensen kunnen uit balans raken
• 0.50 g – Zeer sterk; gebouwen ontworpen om aardbevingen te weerstaan kunnen blijven staan zolang de beving vrij kort is

Kortom, de schaal van 0 … 1 g lijkt ruim voldoende. Indien niet, dan denk ik dat we in Groningen grotere problemen hebben dan een Moovvs sensor die staat te clippen. 😉

Na wat zoeken kwam ik op de site van Global Seismic Hazard Assessment Program, waarop een PostScript file te downloaden is.

Deze kaart geeft aan tot welke PGA de grond kan versnellen in m/s². Tot 2000 was kennelijk een grondversnelling van 0.4 m/s² zo’n beetje de max waar in Nederland rekening mee moest worden gehouden met bouwen, oftewel zo’n 0.05 g. en in Japan is dat kennelijk zo’n 4.8 m/s², oftewel 0.5 g.

Hoe hard trilt het in Groningen?

Ik heb vanavond wat lopen verzamelen aan data (zoals gezegd, het JavaScript in de demo-site is niet heel erg ingewikkeld) en heb zo’n 3 minuten aan data verzameld omstreeks 24/11/2013 18:20 – 18:23 van mijn eigen sensor, welke in Ten Boer hangt.

Dat is ruim 35’000 samples, maar Excel gaat een beetje mopperen van > 32’000 samples in grafiekjes. Dus hier en daar is het beperkt tot 32’000 samples.

160 seconden (32’000 samples) aan Moovvs data

Zoals te zien, is het nogal ruis, maar het zit met name rond de 0.004 g, oftewel zo’n 0.04 m/s².

Unieke gesorteerde samples 3 minuten Moovvs data

Op dezelfde manier kun je die gesorteerde data ook filteren zodat alleen unieke meetwaarden overblijven. Oftewel alle dubbele waarden eruit gehaald.

Hierbij is te zien dat in elk geval tussen waarde 1500 en 8000 het een rechte lijn betreft.

Sample 1650: 0.002195
Sample 8000: 0.009321

Stapgrootte: 1,122e-6

log(stapgrootte) / log(2) = -19,77 Oftewel zo’n 19 a 20 bits resolutie over de hele schaal van 0 … 1 g.

Dat zou dus betekenen dat de versnellingssensor ongeveer 18 a 20 bits resolutie heeft. Daar zijn er niet heel veel van te vinden, dus met een beetje gezoek zou je wel een selectie kunnen maken van een handvol mogelijke sensoren die zo’n 200 samples/sec aankunnen bij een dergelijke resolutie. Enige is dat de meetwaarden die ik hier heb eigenlijk de lengte van de 3D vector is, dus ik verwacht dat het eerder iets minder dan 19 bits resolutie is. Waarschijnlijk 18 bits.

Dan nu de meetwaarden zelf.

De oude en de nieuwe Moovvs sensor

Ik heb werkelijk waar nog geen idee hoe ik deze waarden moet interpreteren. Toen ik eerder al mailde richting Moovvs en aangaf dat er wel vaker meetwaarden voorkwamen in de orde van 0.02, werd al snel geconcludeerd dat mijn sensor defect was. De nieuwe sensor (nieuwe batch, kennelijk is ‘ie tamelijk populair, want ze waren op 🙂 ) werd opgestuurd en ik kon de oude terugsturen. Maar goed, die meetwaarden waren in de tijd dat er bijna 10 door het KNMI geregistreerde bevingen waren in een week tijd. Inmiddels is het een stuk rustiger (stilte voor de storm?)

Zou het dan toch zo zijn dat er hier wel degelijk veel meer seismische activiteit is dan het KNMI betrouwbaar kan meten?

In dat geval zou een Moovvs sensor zeker bij kunnen dragen aan een nauwkeuriger meting. En dan het liefst heel veel sensoren op heel veel plekken in Groningen.

Hoe meer kleine trillingen er gemeten kunnen worden, des te sneller kun je bepalen of er een toename is of afname in trillingen. Elke stap hoger op de Richter-schaal komt namelijk een factor 10 minder vaak voor en op zulke kleine aantallen kun je geen statistiek bedrijven, maar op heel veel kleine trillingen kun je dat wel.

Tot slot

Ik hoop echt dat ik binnenkort eindelijk eens met de Moovvs app en -website kan spelen, want ik kan niet wachten om de meetdata te kunnen interpreteren. Ik hoop dus dat het team achter de Moovvs ver genoeg gevorderd is met de ontwikkeling dat dat mogelijk is.

Bij deze de data die ik verzameld heb in een Excel file: 3 minutes Moovvs data

En de door mij gemaakte PDF van de PostScript data: Global Seismic Hazard map