Slalom langs betonnen palen

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Een vleermuisoor dat ultrasoon geluid opvangt, knutsel je zo in elkaar. Handig!

De Britse natuurfilmer Sir David Attenborough vertelde ooit in een interview hoe hij in het pikkedonker opnamen maakte van een vleermuiskolonie in een grot ergens in Amerika. Terwijl hij werd gefilmd met een infraroodcamera was te zien hoe honderden vleermuizen rakelings langs zijn hoofd scheerden. Ondertussen legde Attenborough uit dat de diertjes door ultrasone echolocatie precies wisten waar hij stond. Onmogelijk dat er zomaar een vleermuis tegen hem op zou botsen. Waarop, precies op het moment dat de camera weer uit was, een vleermuis in volle vaart tegen het hoofd van de aimabele Engelsman smakte.

Dat vleermuizen op een bijzondere manier hun weg vinden in het donker, is al bekend sinds het einde van de achttiende eeuw. De Italiaanse natuurwetenschapper Lazzaro Spallanzani constateerde in 1793 dat de diertjes over een “zesde zintuig” beschikten maar wat dat zesde zintuig precies was, wist hij niet. Zijn onderzoek trok de aandacht van een Zwitserse collega die de oortjes van de vleermuizen dichtstopte met was, waarna de beestjes ineens in volle vlucht overal tegenop botsten. Vleermuizen hebben op de een of andere manier hun gehoor nodig om hun weg te vinden, concludeerden Spallanzani en zijn collega.

In de negentiende eeuw dacht men dat de diertjes misschien de weerkaatsing van het geflapper van hun vleugels (frequentie ongeveer 15 hertz) hoorden. Pas in de jaren dertig van de vorige eeuw werd in de Verenigde Staten ontrafeld hoe het precies zit. Daarbij werd de allereerste ultrasoon microfoon in de wereld gebruikt, een microfoon die in staat was om geluidsgolven te registreren die voor het menselijk gehoor niet waarneembaar zijn – frequenties boven de 20 kHz, twintigduizend trillingen per seconde.

Met een middagje knutselen en programmeren kun je zelf een ‘vleermuisoor’ maken, een apparaatje dat ultrasoon geluid gebruikt om de afstand tot allerlei objecten (denk bijvoorbeeld aan blinde muren) te meten. Het ontwerp en de programmacode duikelden we op van knutselen experimenteersite instructables.com maar voor deze rubriek hebben we het iets aangepast.

Het brein van het vleermuisoor zit in een zogeheten Arduino, een microchip die je via de USB-uitgang van je pc kunt programmeren om de meest uiteenlopende dingen te doen. De Arduino (aanschafprijs ongeveer 25 euro) is enorm populair onder thuisknutselaars en op internet zijn honderden goed gedocumenteerde bouwprojecten te vinden, van een simpel knipperend lampje tot een opstelling die een e-mailtje stuurt als je kat in z’n mandje gaat liggen. (Handig!)

Aan de chip koppelden we een kant-en-klare ultrasoon afstandmeter die een geluidssignaal afgeeft, luistert hoe lang het duurt tot het signaal terugkomt en vervolgens digitaal aan de microchip vertelt hoe lang hij heeft gewacht. De chip deelt vervolgens de wachttijd door de geluidssnelheid en ‘weet’ dus hoe ver het obstakel is waar hij naar ‘kijkt’. Daarna geeft de processor via een aangesloten zoemertje een signaal waarmee je min-of-meer kunt afleiden hoe ver je van (bijvoorbeeld) de muur bent.

Hoewel het misschien wat technisch klinkt, is de uitvoering vrij simpel. Een bouwbeschrijving en de programmeercode staan op de site van de UK. Je hoeft alleen vijf aansluitpuntjes te solderen.

Monteer het vleermuisoor op een lasbril waarvan je de lenzen verduistert met karton of verf. Daarna kun je een hindernisparcours uitzetten. Cogito Ergo BOEM probeerde het onder meer thuis in de huiskamer, op de redactie van de UK, in de achtertuin van de hoofdredacteur en in de gang van Nijenborgh 4. Bij die laatste proef werd een slalomparcours langs de dikke betonnen pilaren gelopen en dat bleek – zie het filmpje op de site – behoorlijk lastig. Alleen door stapje voor stapje te schuifelen, voorkom je dat je keihard tegen een muur opbotst.

Auteur: Ernst Arbouw