Beelogger Version 2

Nach einer langen Pause habe ich den Beelogger Version 2 erstellt. Die Versuche mit Wägezellen aus Personenwaagen habe ich aufgegeben, für den Dauerlastbereich nicht geeignet. Also zurück zur alten Methode mit mehr „professionellen“ Wägezellen.

Leider sind die S-Type Zellen zu teuer geworden, sodass ich auf die Plattformwägezellen CZL601 zurückgegriffen habe, bestellt bei Tinkerforge zum Preis von 11,99 € pro Stück.

load_cell_50kg_800

Die Konstruktion ist wieder ein Vierling, einfach realisiert mit Alu-Schienen und kleinem Holzrahmen. Diesmal habe ich es direkt auf den Unterboden der Dadantbeute geschraubt. Kosten der Konstruktion sehr überschaubar:

  • 2 Alu-Schienen a 1 m aus dem Baumarkt, 3mm dick, 40mm breit a 5 €.
  • Schrauben und Holz waren vorhanden.

Die Konstruktion ist 65 mm hoch, ich werde von aussen noch eine Holzblende draufschrauben, um Umwelteinflüsse (Sonne, Regen, Schnee) zu begrenzen.

image5

Detailansicht von der Seite

IMG_1531

von vorne

IMG_1525

komplette Seite

image6

so wurde es verschraubt

IMG_1528

von unten: In der Mitte eine Verteilerdose, mit Raspberry Pi, ADC, Temperatur über 1Wire.  Im Bild oben sieht man den Temperaturfühler, der unter der Beute angebracht ist.

Die rote Teil ist eine wasserfeste Schutzkapsel für Stromzufuhr, darin sind die beiden Netzteile (1 x RPi, 1 x 9 V Anregespannung für Wägezellen).

IMG_1530

schräge Ansicht

IMG_1531

von vorne, man sieht den Kupplungsstecker für den Temperaturfühler, der in der Beute angebracht ist.

Elektronik ist getestet, Datenaufnahmeprogramm funktioniert. Der nächste Schritt ist die Daten mit MQTT zu versenden. Als Backend möchte ich den Server von  www.hiveeyes.org nutzen.

Die ersten Ergebnisse der Testmessungen/Eichungen:

Eine Versuchsreihe mit 9V Anredespannung und 5V Anredespannung ergab keine grossen Unterschiede, die Auflösung/Varianz  (definiert durch die Standardabweichung von vielen Messungen) war mit 5 V sogar besser, sodass ich für die weiteren Messungen die 5V Anredespannung vom RPi Board genommen habe.

Unten eine Messung von einem Tag (indem fast niemand ins Büro gegangen ist, als wenig Störungen vorhanden waren. Ich war lediglich von 0:00-0:20 Uhr und von 17:20-17:40 im Zimmer, dadurch erhöht sich die Temperatur leicht.

Im oberen Chart sieht man gut die Temperaturabsenkung nachts durch die Heizung, ab 6:00 geht es wieder aufwärts bis abends um 21:00 wieder die Absenkung stattfindet. Bei einem Gewicht von 37kg schwanken die Messungen im Bereich von 40g (Std über 10 Messungen ist ein Messpunkt im mittleren Abschnitt).

Das Gewicht schwankt zusammen mit der Temperatur (von 21 auf 23 Grad) von 36,96 kg auf 37,10 kg. Das würde ein Gewichtsshift von  7g pro Grad ergeben, ist also sehr klein, und auch nur ein Messpunkt mit 37kg bei F.S.=200kg.  Im Datenblatt der Wägezellen wird angegeben, das die Zelle Temperaturkompensiert arbeitet im Bereich -10 bis +40C. Der „Temperature effect on span“ wird angegeben mit 0.018% F.S./10C (= 0.018%*200kg(4 Zellen)/10C = 3,6g/C, passt also in der Grössenordnung wie oben gemessen.

Bildschirmfoto 2017-02-10 um 23.31.01

Mit Holz-„Verkleidung“ sieht der Unterboden mit Waage und Elektronik wie folgt aus:

IMG_1604

Die Waage steht auf dem inneren Holzrahmen, der äussere Rahmen ist direkt auf dem Unterboden verschraubt mit Hilfe von 10mm Abstandshölzern.

IMG_1608

Von unten sieht es so aus:

IMG_1606

Um die Temperatur in mehreren Wabengassen zu messen habe ich folgende Konstruktion aus Holz gewählt:

IMG_1590

Der Boden und Deckel ist aus 1,5mm Sperrholz gewählt, der Rahmen besteht aus 5 mm hohem, 10 mm breitem Kantholz.

Die gesamte Konstruktion ist 35 cm lang, und 5 cm breit.

IMG_1591

Hier sind die 7 Temperaturfühler im Abstand von 3,7 cm eingebaut, es fehlt noch der Deckel. Verwendet werden DS18B20 1-Wire Fühler die einfach parallel geschaltet werden und digital ausgelesen werden und durch ihre interne Adresse unterschieden werden können.

IMG_1601

Jetzt die ganze Aperatur mit Deckel. Ziel war es, maximal 8mm Dicke zu erreichen, das ist genau der Platz der übrig ist bei einem Dadant Beutendeckel.

IMG_1602

Kleiner Test ob alles passt. Abstand der Fühler 37 mm (30 mm breite des Rähmchen) und 7mm Abstandstifte.

Und so sieht der Temperaturfühler aus, wenn er auf einem Bienenstock installiert ist:IMG_1609

Und jetzt der komplette Stock mit Bienenwaage:

IMG_1611

Livedaten gibt es hier, auf dem Grafana Dashboard im Detail.

 

10 Gedanken zu „Beelogger Version 2“

  1. Hallo,
    wir suchen für unseren Verein genau so etwas. Wie wurden die neuen Wägezellen mit dem Pi verbunden?

    Nur über den ADC Differential Pi, oder wird hierfür auch noch eine seperate Schaltung benötigt?

    mfg
    Thomas Pfaffinger

    1. Hallo Thomas, du kannst den Signalausgang der Wägezellen direkt am Deltasigma ADC anschliessen, Anregespannung der Wägezellen direkt vom RPi. Es ist etwas Elektronik Knowhow nötig, viele Grüsse, Markus

      1. Hallo Markus,
        hast du hier eventuell einen Schaltplan? Es würde auch bedeuten, dass ich mit einem DeltaSigma ADC 2 Völker wiegen könnte, da er 8 Eingänge hat.

        Etwas Elektronik-Knowhow ist vorhanden. Allerdings habe ich och nie mit Wägezellen gearbeitet. Das ist das große Problem bei mir 🙁

        mfg
        Thomas Pfaffinger

        1. Hallo Thomas,

          ja, du hast 8 Kanäle und kannst auch damit 8 Wägezellen betreiben. Manche Kollegen benutzen sogar nur eine Wägezelle mit einem Stahlrohrrahmen damit es stabil wird. Ich finde die Version mit den Vierlingen aber einfach konstruktiv zu lösen, mit 3 sollte es auch gut gehen, dann kann nichts wackeln.

          Was du bedenke musst: die Signalleitungen von den Wägezellen sind sehr empfindlich, du misst im Millivolt Bereich. Sobald du diese Signale über einen grösseren Abstand transportierst, wird die Gewichtsmessung sehr störanfällig. Du müsstest zumindest einen Vorverstärker direkt unter der Beute nutzen.

          Probiert habe ich es nicht, mit guter mechanischer und elektrischer Abschirmung wäre es vielleicht möglich, auch ohne Vorverstärker.

          Grüsse und viel Erfolg beim bauen,

          Markus

  2. Hallo Markus,
    ich habe mir das Datenblatt nochmal genau durchgelesen:
    Excitation +/- kommt bei dir 9V + / –
    Signal +/- kommt an den AD-Eingang + / –

    Ist das so Richtig?

    mfg
    Thomas Pfaffinger

    1. Hallo Thomas, richtig, Anregespannung kannst du auch die 5 V vom RPi nehmen, Signal kommt direkt an den AD Eingang. Grüsse, Markus

      1. Hallo Markus,
        Dein Projekt ist genial!
        Bin gerade dabei mit 4 Temperatursensoren und einem Feuchtigkeitssensor zu testen. Läuft soweit einwandfrei jedoch werden meine Daten nicht auf swarm.hiveeyes.org als automatisch generiertes Dashboard angezeigt. Muss hierfür noch irgendetwas beachtet werden (z.B. Registrierung, User Account, ….. oder dergleichen)?
        Vielen Dank.

        Grüße,
        Markus Meier

        1. Hallo Markus,

          damit du Daten an Hiveeyes schicken kann, musst du dich registrieren und in die developer Community aufgenommen zu werden und die Zugangsdaten zu bekommen. Wenn du da mitmachen willst, registiere dich auf community.hiveeyes.org (Introduce yourself), beschreibe kurz dein Projekt und was du vorhast.

          Wenn es nicht klappt, melde dich bei mir nochmal,

          Grüsse,

          Markus

  3. Hi Markus, sehr cool, habe heute übrigens das von dir gefunden Raspi-Head für die Wägezellen an einen Imkerkollegen in Hamburg empfohlen, der momentan einen handgelöteten ADS1234 an einer Waage hat, damit aber (noch) Probleme hat.

    Meine Verson des „Temperaturrechens“ ist hier abgebildet:
    http://open-hive.org/pictures/prototypes/open-hive-system-1/open-hive_bee-monitoring-system.jpg

    Das sind auch DS18B20 in wasserdichter Bauweise, genauer gesagt diese hier: http://www.komputer.de/zen/index.php…roducts_id=202

    Eigentlich sind die zu teuer, es gibt auch deutlich günstigere dann nicht mit vergossener Hülse, sondern mit Schrumpfschlauch als Abdichtung wie bei dir.

    Neben den Sensoren sieht man auf dem Foto ein Flachbandkabel, eigentlich 10polig von dem 6 Adern abgetrennt wurden. Das andere sind 3×2 Buchsen von Pfostensteckern die in Schneidklemmtechnik an das Flachbandkabel kommen. 3er würden auch reichen, habe ich aber nicht gefunden.

    Auf Sensorseite sind es gecrimpte männliche pins https://www.pololu.com/product/1931 dazu diese Hülsen: Crimp Connector Housing: 1×3-Pin https://www.pololu.com/product/1902 (man kann aber auch 3x 1er nehmen). Wie gesagt zum crimpen (und das geht nur mit Crimpzange gut).

  4. Hey Markus

    wie kann ich sehen ob die MQTT übetragung geklappt hat oder nicht,bzw. welche Fehler es gab?

    Grüße aus dem Allgäu

    Sebastian

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *