Als Basis des beelogger – Datenloggers dient ein Microcontroller ATmega328P auf Basis des Arduino-Systems. Um den Arduino gibt es eine große Community, viele gut dokumentierte Libraries und eine unüberschaubare Menge an Zubehör, welches schon für wenig Geld (die richtigen Einkaufstipps vorausgesetzt) zu erstehen ist. Ideal als Grundlage eines Arduino Datenloggers mit Stockwaage für Imker.
beelogger.de bietet Schritt für Schritt Anleitungen mit Beispiel-Codes zum Testen einzelner Sensoren bis hin zum vollständig ausgestatteten Datenlogger. Dennoch ist es notwendig, sich mit dem Thema Arduino und seiner Programmierung vorab zu beschäftigen, um die Grundlagen, wie man beispielsweise eine Library installiert oder Programmcode aufspielt, zu beherrschen. Im Internet findet man unzählige Anleitungen und Einführungen hierzu und selbst auf Youtube gibt es etliche Videos zu diesem Thema. Ein guter Anfang mit ausführlichen Anleitungen ist auf der Seite https://www.arduino.cc/en/Guide/HomePage zu finden.
Der beelogger-Universal kann je nach Version mit einem ProMini oder wahlweise Arduino Nano / ProMini (16MHz/5V Version) ausgerüstet werden. Eine 3,3V Spannungsversorgung, welche für einige Komponenten notwendig ist, wird über einen separate Spannungsregler realisiert.
Hardware, ein Überblick für Interessierte
Einen einfachen Einstieg in die Arduino-Welt bietet der Arduino Uno. Nahezu alle Anleitungen für Einsteiger basieren auf dieser Bauform. Zudem gibt es eine Menge an Zubehör (beispielsweise ein Ethernet-Shield), welches ohne weitere Lötarbeiten direkt mit dem Uno verbunden werden kann. Auch eine USB-Programmierschnittstelle ist mit an Bord – somit reicht ein USB-Kabel zum Computer für die Programmierung.
Wer es kleiner mag, kann einen Arduino Nano verwenden. Auch dieser besitzt eine USB-Buchse und einen USB-Seriell-Wandler-Chip (z.B. FTDI) zum einfachen Programmieren.
Beim Kauf von einem Arduino Nano ist ein wenig Vorsicht geboten, da günstige Boards häufig einen nachgemachten FTDI-Chip verbaut haben. Der Hersteller des originalen FTDI-Chips hat(te) vor einiger Zeit in seinem Treiber eine Funktion integriert, die nachgemachte FTDI-Chips erkennt und quasi unbrauchbar macht. Weitere Infos hierzu sind auf der Seite von Sparkfun zu finden: https://www.sparkfun.com/news/1629.
Als Alternative zu den wesentlich teureren Boards mit originalem FTDI-Chip, werden günstige Boards auch mit dem CH340-Chip angeboten. Sollte der CH340-Chip nicht automatisch von Windows erkannt werden, kann hierfür ein Treiber von der Seite des Herstellers geladen werden: http://www.wch.cn/download/CH341SER_ZIP.html.
Der Universal 1.x verwendet einen Arduino Nano wegen der notwendingen Stromsparmodifikationen den Original CH340-Chip von WDC.
Noch kleiner und günstiger geht es beim Universal 2.x mit einem Arduino Mini Pro. Zur Programmierung wird ein separater USB-Seriell-Wandler benötigt.
Der Vollständigkeit halber sei noch der Arduino Mega erwähnen. Mit seinem großen Speicher und vielen Ein- bzw. Ausgängen ist er auch für mögliche Erweiterungen gut gerüstet. Leider ist er recht groß und teurer als die anderen Boards. Zudem hat er zum Teil eine abweichende Pinbelegung zu den zuvor aufgeführten Arduinos. In diesen Anleitungen findet er daher keine Berücksichtigung.
| Bezugsquelle | Preis ab | Suchbegriffe* | Bemerkungen | |
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diverse, eBay |
3,60€ | Arduino Uno 328 | Kompatibel mit Standard-Shields Info |
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diverse, eBay |
2,30€ | Arduino Nano 328 CH340 C/G |
Achtung! Nur Boards mit originalem FTDI-Chip oder mit CH340-Chip kaufen! CH340 C oder CH340 G -Chip für beelogger-Universal erforderlich. |
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diverse, eBay |
1,75€ |
Arduino Pro Mini 328 5V / 16MHz, Modul im ABP-Layout (Position A4/A5) |
FTDI-Apdater zur Programmierung notwendig |
Stromversorgung
Zur Stromversorgung sollte beim netzversorgten Betrieb ein möglichst energieeffizientes Netzteil gewählt werden, da der Datenlogger 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr laufen soll. Jedes Arduino-Board hat einen Eingang für eine geregelte Spannung von 5V und einen Eingang für eine ungeregelte Spannung von 6-12V (und höher). Welche Pins für welche Versorgungsspannungen geeignet sind, ist unter oben aufgeführten Info-Links zum jeweiligen Board auf den Seiten von arduino.cc zu finden.
Die beelogger-Systeme können je nach Version, Aufbau und Ausbaustufe mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen betrieben werden.
Bei der Wahl der Stromversorgung sollte bedacht werden, dass der Spannungsregler für ungeregelte Spannungen auf dem Board nur relativ klein dimensioniert ist, so dass größere Ströme für externe Komponenten, wie beispielsweise für den Bienenzähler, hierüber nicht zu beziehen sind.
Empfohlen werden kann daher ein 5V Netzteil, welches zur Versorgung des Arduinos und externer Komponenten verwendet werden kann.
Unsere beelogger-Systeme Universal, SMD und mit STM32F… – Microcontroller können, mit Ausnahme der Variante mit LAN und/oder Bienenzähler, über einen solargeladenen Akku versorgt werden.
Software
Für das beelogger-System ist die ARDUINO IDE als Entwicklungsumgebung erforderlich.
Der Download der Software ARDUINO IDE kann unter https://www.arduino.cc/en/Main/Software oder aus dem Windows Store herunter geladen werden.
Für den beelogger notwendige Bibliotheken hier.
Achtung: Mit der Arduino IDE 1.8.6 wurde der „Optiboot“ Boot Loader als Standard eingeführt.
Zum Laden der Sketche in Systeme mit dem bisherigen Bootloader, z.B. bei beeloggern mit den Nano, kann die Einstellung „Werkzeuge“-> „Prozessor“ -> „ATmega328P (Old Bootloader)“ notwendig sein