beelogger

Systemübersicht

Das Projekt ‘beelogger’ ist ein System zu Erfassung von diversen Messwerten im und am Bienenvolk.
Durch den modularen Aufbau eignet er sich aber natürlich auch für andere Anwendungen. Die Messwerte umfassen das Gewicht der Bienenbeute, Temperatur, Luftfeuchte, Lichtintensität sowie die Anzahl der aus- und wieder einfliegenden Bienen. Die gesammelten Daten können beispielsweise auf einer SD-Karte gespeichert oder über ein lokales Netz bzw. das Internet an einen Webserver übergeben werden. Vom Webserver können die Daten grafisch aufbereitet mit einem Browser abgerufen werden. Auch eine Android-App und ein extra für Smartphonebrowser geschriebene Webserverdatei steht für einen schnellen Überblick zur Verfügung. Über den Webserver kann zudem ein konfigurierbarer Schwarmalarm per Email oder Pushservice ausgelöst werden.

Hardwarevarianten

Ein beelogger ist in unterschiedlichen Hardwarevarianten aufbaubar. Er basiert im wesentlichen auf dem populären Arduino. Der Aufbau ist somit unter Verwendung handelsüblicher Komponenten möglich.

Für das Projekt ‘beelogger’ wurden aber auch spezielle Platinen entwickelt. Neben dem beelogger-Universal steht der beelogger-Solar zur Verfügung.

Der beelogger-Universal ermöglicht einen schnellen und einfachen Aufbau mit Standard-Bauteilen. Für Anwendungen wie den Bienenzähler oder direkten Netzwerkanschluß und Stromversorgung mit Netzteil über normale Netzspannung  dient die einfache Ausbaustufe. In der erweiterten Ausbaustufe steht die Funktionaliät und der geringe Stromverbrauch des beelogger-Solar zur Verfügung.
 
Des Weiteren steht der beelogger-Solar in SMD-Bauweise zur Verfügung und wird über einen Akku mit angeschlossener Solarzelle versorgt. 

 

Für Sonderanwendungen steht der beelogger-Funk zur Verfügung. Er verwendet ebenfalls Standard-Bauteile und wurde für die Verwendung mittels Netzteil über normale Netzspannung entwickelt. Ein beelogger-Funk oder ein beelogger-Solar in der Variante mit nRF24L01 stehen als Client-Messsysteme zur Verfügung.

Sensoren

Zur Erfassung der Messwerte werden diverse Sensoren unterstützt:
Gewicht mit einem HX711 in Verbindung mit einer Wägezelle
– Luftfeuchtigkeit / Temperatur über DHT21/ DHT22
– Temperatur über DS18B20
– Beleuchtungsstärke über BH1750
Bienenzähler durch Lichtschranken (nur Universal und Funk)
– Luftfeuchtigkeit / Temperatur / Luftdruck BME280
– Luftfeuchtigkeit / Temperatur über Si7021
– weitere Sensoren sind durch eure eigenen Erweiterungen möglich.

beelogger DHT21beelogger DS18b20 wasserdichtbeelogger BH1750FVI

Netzwerk

Die Messdaten werden vom beelogger erfasst und können über Netzwerkschnittstellen zum Webserver übermittelt werden. Hierzu stehen grundsätzlich drei Optionen zur Verfügung:

Funk

Um kürzere Strecken vom Ort der Datenerfassung zum Netzwerkzugang zu überbrücken, können die Funkmodule RF433 oder nRF24L01 verwendet werden. Hierbei werden die erfassten Messdaten von einem Slave (beelogger-Solar oder beelogger-Funk) per Funk an einen Master (beelogger-Funk) gesendet. Der Master stellt dann die Netzwerkverbindung über einen Ethernet-Adapter her und überträgt die Messwerte an den Webserver.
beelogger-Universal unterstützt nRF24L01 und RF433 nicht.

 beelogger W5100 Adapter beelogger nRF24L01 beelogger RF433 Superheterodyne

SD-Karte (Offline-Option)

Beim beelogger-Universal und beelogger-Solar besteht die Möglichkeit, die Messdaten mit einem Zeitstempel versehen auf einer SD-Karte abzuspeichern. Die genaue Uhrzeit wird hierbei von der Echtzeituhr DS3231 zur Verfügung gestellt. Zum Auslesen der Daten wird die SD-Karte dem System entnommen bzw. ausgetauscht oder die Daten werden per Bluetooth übertragen. Die Daten können manuell auf einen Webserver mit den Webserver-Skripten übertragen oder mit der Offline-Grafik ausgewertet werden.  

Messwerte

Mit den von uns erstellten Arduino-Sketchen und Webserver-Skrpiten werden insgesamt bis zu acht Parameter übertragen.
In den Sketchen sind diese acht Parameter mit folgenden Messwerten belegbar:
 – Temperatur Sensor 1
 – Temperatur Sensor 2
 – Luftfeuchte Sensor 1
 – Luftfeuchte Sensor 2
 – Lichtstärke
 – Gewicht Kanal A / Waage 1
 – Akkuspannung / Bienenzähler Wert 1
 – Solarspannung / Bienenzähler Wert 2

Grundsätzlich können die Parameter beliebig für Messwerte verwendet werden. Die Beschriftung der Parameter in der Grafik ist frei anpassbar. So kann z.B. das Gewicht einer zweiten Waage (Kanal B) in einem nicht durch andere Sensoren belegten Parameter oder anstelle eines anderen Parameter, z.B. Lichtstärke, übertragen werden.
Fehlende Messwerte werden vom System automatisch erkannt. Dadurch kann ein Minimalsystem aufgebaut werden, welches z.B. nur das Gewicht einer Waage erfasst und anzeigt.

Programmcodes

Für die jeweiligen Konfigurations- und Einsatzvarianten mit Sensoren und Netzwerk werden für die verschiedenen Hardwaretypen zugeschnittene und konfigurierbare Programmcodes (Sketche)  angeboten.
Zur Hilfe beim schrittweisen Aufbau stehen zusätzlich für jede Komponente Test-Programmcodes zur Verfügung.

Webserverskripte

Um die Messdaten auf einem Webserver speichern und über einen Webbrowser grafisch anzeigen zu können, stehen Webserver-Skripte zur Verfügung. Teil der Webserver-Skripte ist auch der konfigurierbare Schwarmalarm per Email oder Pushnachricht sowie die Möglichkeit, die aktuellen Messwerte mit beelogger_MobileWatch aufzurufen.
Es gibt ein Testsystem, dass für alle User, die keinen eigenen Server haben, zur Nutzung und zum Testen der eigenen Hardware  kostenlos und dauerhaft (mit immer aktuellster Software) zur Verfügung steht.

 

Konfigurationen

Diese Konfigurationen werden von unseren Programmcodes unterstützt.
Durch Anpassung und Erweiterung der Sketche und Webserverskripte kann die Zahl der Sensoren auf die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden.

Sensoren:

  DHT21/DHT22* DS18B20*

Si7021*

BME280* BH1750 Stockwaage HX711 Bienenzähler
beelogger-Universal

 2x

 2x

 1x

 2x

 1x 2 Kanäle einfacher Ausbau
bis zu 4 Module
beelogger-Funk

 2x

 2x

 1x

 2x

 1x 2 Kanäle bis zu 4 Module
beelogger-Solar

 2x

 2x

 1x

 2x

 1x 2 Kanäle   **

* Es stehen im vom uns erstellten System zwei Parameter für Luftfeuchte und Temperatur zur Verfügung.
Typische Beispiele für Sensorkombinationen:
– ein DHT und ein DS18B20 oder
– zwei DHT oder
– ein Si7021 und ein BME280 oder
– ein DS18B20 und ein BME280

** Wegen des Strombedarfs der Bienenzählermodule ist eine Akku- oder Batteriegespeiste Versorgung nicht möglich.

Verbindungen (Netzwerk) / Daten abspeichern:

  GSM (Mobilfunk) – SIM800L Ethernet (LAN) – W5100 SD / RTC (Echtzeituhr) – DS3231 WLAN -ESP8266
beelogger-Universal x x
beelogger-Solar x x x

 

Verbindung Funk:

 

Ethernet (LAN) – W5100  nRF24L01
(2,4GHz)
RF433
(433MHz)

beelogger-Funk

Client

*1 *1

beelogger-Solar

Client

*1 *1

beelogger-Funk

Master

x x  

*1 – benötigt einen weiteren beelogger-Funk (ehemals EasyPlug) als Empfänger/Master zur Übergabe der Daten an den Webserver