BeeLogger Architektur und erster Prototyp

Der erste Prototyp des BeeLogger mit den Gewichtssensoren und Temperatursensor funktioniert. Jetzt muss das ganze noch in ein ein spritzwassergeschützes Gehäuse gebracht werden und es kann losgehen, das wird noch ein wenig dauern. Hier ein Bild des momentanen Aufbaus, auf einem Unterrahmen sind die Gewichtssensoren aufgeschraubt:

Beelogger-Unterbau
Beelogger-Unterbau

Auf die Gewichtssensoren wird der Beutenunterboden aufgesetzt.

Beelogger Aufbau
Beelogger Aufbau

Der RPi ist in einer spritzwassergeschützten Verteilerdose (IP54, bei Obi für 7 Euro) untergebracht, und auf dem Unterrahmen montiert.

Der Temperatursensor ist mit dem DS18S20 (kostet bei Conrad 5 Euro) realisiert.

Temperatursensor DS18S20
Temperatursensor DS18S20

Der Sensor im TO92 Gehäuse ist mit Schrumpfschläuchen eingeschweisst.

DS18S20 in Schrumpfschlauch
DS18S20 in Schrumpfschlauch

Die Bienenstöcke sind im Garten, WLAN Empfang ist ausreichend für die Übertragung der Loggerdaten.

Es ist Zeit die Ideen konkreter aufzuschreiben und die Architektur des Systems vorzustellen.

Der BeeLogger basiert auf der Idee, Sensoren an einen Raspberry-Pi Minicomputer anzuschliessen und dort die Messdaten zu erfassen und für die weitere Verarbeitung bereitzustellen.

Bild 1: BeeLogger Architektur
Bild 1: BeeLogger Architektur

 

Die Sensoren werden entweder über die GPIO Schnittstelle direkt angeschlossen (bsw Temperatur) , über ein ADC Board (DeltaSigma, bsw die Gewichtssensoren) oder über die zur Verfügung stehende USB Schnittstelle (bsw Kamera, Mikrofon). Über WLAN oder GSM werden die Daten an den BeeServer übertragen. Der RPi soll lediglich als Datalogger , also Datenspeicher dienen.

Auf der Serverseite gibt es viele Möglichkeiten, die Daten weiterzuverarbeiten. Zunächst werden die Logdateien (eine Datei pro Tag) in eine MySQL Datenbank eingelesen und dann mit einem grafischen Ausgabetool zur Verfügung gestellt. Den BeeServer habe ich noch nicht realisiert, ist bisher nur eine Idee, sollte aber alles möglich sein.

Jetzt zu den Sensoren. Da gibt es im Netz ja schon viele Ideen, wie die Sensordaten beim „Imkern“ helfen können.

  1. Gewicht der Beute
    • Abschätzung, ob genügend Winterfutter vorhanden ist
    • anzeigen von Honigverlust durch Räuberei im Herbst
    • Honigverbrauch im Winter
    • Honigvorräte im Frühjahr abschätzen, falls noch keine Pollen vorhanden sind
    • feststellen und messen des Honigeintrages
    • festlegen, wann Honigräume aufgestellt werden müssen
    • Zeitpunkt für Honigernte bestimmen
  2. Gewichtsverteilung der Beute
    • durch die 4 Gewichtssensoren und unabhängige Messungen lässt sich einfach der Schwerpunkt der Beute bestimmen
    • Feststellen, wo das Brutnest liegt und wieviele Rähmchen Honig tragen
    • Verteilung des Honig beim Honigeintrag im Frühjahr/Sommer
    • Imkern mit Trennschied
  3. Temperatur in der Beute
    • Temperaturverlauf im Bienenstock (Tag/Nacht) im Vergleich zur Aussentemperatur
    • Beginn der Brutzeit durch Messung der Temperatur im Brutnest (33-36 C)
    • Warnung bei Überhitzung des Bienenstocks (Gefahr für Brut und instabile Wachsmittelwände)
    • Temperatur der Wintertraube (20-22 C) überwachen
    • feststellen ob Stock brutfrei ist zu Beginn des Winters
  4. Feuchtemessung in der Bienenbeute
    • Überwachung der Feuchteregulierung im Bienenstock
    • Beziehung zwischen Brutnestgrösse und Wasserhaushalt im Stock
    • Tagesgang der Feuchte/Temperatur
  5. Endoskopkamera in der Beute
    • beobachten der Aktivität im Bienenstock
    • Wärmebildaufnahme Brutnest?
  6. Mikrofon in der Beute
    • Tuten der Jungkönigin, Schwarmalarm (Vorschwarm mit alter Königin schon weg?)
    • Quaken der ungeschlüpften Königinen (Nachschwarm?)
    • Piping der Arbeiterinnen (200-250 Hz) bevor Schwarm Nest verlässt, Schwarmalarm (siehe www.beehacker.com)
  7. Lichtschranke am Nesteingang 
    • Abschätzung der Flugaktivitäten, Zählen der Flüge
    • Räubereialarm (Kämpfe am Nesteingang)
    • Schwarmalarm bei viel Aktivität am Nesteingang
    • Alarm das Gemüll am Nesteingang nicht weggeräumt

Es gibt sicher noch viele Ideen mehr, mal sehen was sich realisieren lässt. Bei Hobos findet man noch einiges an Informationen. Sehr empfehlenswert.

 

 

 

6 Gedanken zu „BeeLogger Architektur und erster Prototyp“

    1. Hallo Juergen, schau mal auf meine anderen Blogbeiträge (Materialliste), dort habe ich die Wägezelle angegeben, und das Datenblatt findest du im Beitrag Vorüberlegungen. Grüsse, Markus

  1. I do consider all the concepts you’ve presented in your post. They are really convincing and can definitely work. Still, the posts are very quick for beginners. Could you please extend them a bit from next time? Thanks for the post.|

  2. Kurze Frage: Schaltest du hinter den Temperatursensor noch einen Widerstand? Habe das jetzt häufiger so gesehen.
    LG Markus

    PS: Klasse Projekt! Werde wohl nicht an deins herankommen, aber ich fange mal simpel mit einem Temperatursensor an 😉

    1. Hallo Markus,

      ja, du brauchst einen Widerstand zwischen Versorgungsspannung und Datenleitung, üblicherweise im Bereich 1-10 kOhm. Das ist ein sogenannter Pull-up Widerstand. Dieser Widerstand sorgt dafür, das die Signalleitung auf das höhere Potential gebracht wird.

      Du kannst mehrere Temperatursensoren parallel schalten an einem GPIO Eingang, brauchst aber nur einmal diesen Pull-up Widerstand.

      Grüsse, und viel Erfolg,

      Markus

      1. Danke, damit hast du auch schon die nächste Frage beantwortet, die mir im Laufe des Tages gekommen ist. In einem Tutorial stand nämlich etwas von „in Reihe schalten“, das kam mir doch etwas komisch vor.

        Auf die Gefahr, dass ich die Antwort hier auch irgendwo nachlesen kann: Lötest du den Widerstand einfach zwischen die Pins oder machst du das auf einer Art Steckplatte?

        LG Markus

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