Die Platine des Bienenzählers trägt als Sensoren kleine Reflexlichtschranken. Damit jede Lichtschranke separat vom Arduino abgefragt werden kann, wird eine Porterweiterung in Form eines MCP23017 (16-Bit I/O Expander) eingesetzt. Der MCP23017 selbst wird dabei über I2C mit dem Arduino verbunden. Die Abstände der Sensoren auf der Platine sind so definiert, dass 8 Zählergänge mit einer Breite von 8mm von je zwei Sensoren überwacht werden können. An jeder Seite des Moduls sind Anschlüsse für 5V, GND, SDA und SCL, um mehrere Module einfach miteinander verbinden zu können. Es wird empfohlen, die Verbindung zu löten, statt Steckverbinder zu verwenden. Abschließend sollte noch ein Schutzlack gegen Feuchtigkeit verwendet werden.
Löten von SMD-Bauteilen
Um den Bienenzähler möglichst ohne Störung der Bienen und nahezu für jede Beute einsetzen zu können, wird die Platine zweiseitig in SMD-Bauweise gefertigt. Die verwendete minimale Bauteilegröße ist 0805, welche sich auch mit einem normalen Lötkolben mit kleiner Lötspitze, dünnem Lötzinn und ein wenig Übung noch gut handhaben lässt. Als kleinen Einstieg in das Löten von SMD-Bauteilen finden sich eine Menge Videos auf Youtube. Zwei Videos sollen hier empfohlen werden:
Löten von SMD-Widerständen
https://www.youtube.com/watch?v=tvVbB6LRx-U
Löten von SMD-ICs
https://www.youtube.com/watch?v=5uiroWBkdFY
Bezug
| Wer Leerplatinen zum Selbstkostenpreis erwerben möchte, kann sich per Mail an platinen@beelogger.de wenden. |
| Der Bienenzähler ist kompatibel mit beelogger-Universal |
| Bezugsquelle | Preis ab | Suchbegriffe* | Bemerkungen |
| RS Components privat | 0,91€ 8,27€ Versandkosten
1,26€ |
Best.-Nr. 761-3984
Best.-Nr. 1266050 – 62 |
Reflexlichtschranke ‚QRE1113GR‘, pro Platine werden 16 Stück benötigt |
| eBay | 4,20€ (5 Stück) |
MCP23017 SOIC I2C
Bauform: SOIC, 7.5mm body |
MCP23017: 16-Bit Porterweiterung über I2C |
| eBay | 1,05€ (10 Stück a 40 Pin) |
Pin Header Male 2,54 | Pinleiste, optionale Pins zur I2C Adressierung über Jumper oder Anschluss an Arduino |
| eBay | 1,60€ (100 Stück) |
100k 0805 | Widerstand R1 & R3, pro Platine werden je 8 Stück benötigt |
| eBay | 1,60€ (100 Stück) |
150 Ohm 0805 | Widerstand R2, pro Platine werden 8 Stück benötigt |
| eBay | 1,60€ (100 Stück) |
10k 0805 | Optionaler Widerstand R4 & R5 |
Beschaltung
Aufgrund des relativ hohen Stromverbrauchs durch die große Anzahl an Reflexlichtschranken, benötigt der Bienenzähler eine separate Stromversorgung und kann nicht direkt über den Arduino versorgt werden.
| Arduino Uno, Nano, usw. | Bienenzähler | Netzteil |
| 5V | 5V | |
| GND | GND | GND |
| A4 | SDA | |
| A5 | SCL |
An jeder Seite des Moduls sind Anschlüsse für 5V, GND, SDA und SCL, um mehrere Module einfach miteinander verbinden zu können.
Eine Sensoreinheit besteht aus zwei Reflexlichtschranken und drei Widerständen.Die Reflexlichtschranken ‚QRE1113GR‘ (blau dargestellte Lötpads) werden auf der Unterseite der Platine angelötet. Widerstand R2 (150 Ohm) ist der Vorwiderstand der beiden in den Reflexlichtschranken integrierten IR-LEDs. Die Widerstände R1 und R3 (100K) dienen jeweils als Pullup-Widerstand für die Ausgänge der integrierten Fotowiderstände. Über diese Widerstände kann die Schaltschwelle eingestellt werden.
Über die optionalen Pullup-Widerstände R4 und R5 werden SCL und SDA mit 5V verbunden. Fertige Arduino-Boards haben in der Regel diese Widerstände bereits integriert. Bei eigenen Entwicklungen oder Boards ohne diese Widerstände, können diese einfach aufgelötet werden. Auch bei Verwendung eines Verbindungskabels, welches länger als 20cm ist, müssen diese Widerstände verwendet werden.
Der MCP23017 ist das Herzstück eines jeden Bienenzähler-Moduls. Der Status einer jeden Reflexlichtschranke wird hiermit über I2C vom Arduino ausgelesen. Dabei bekommt jeder MCP23017 eine eigene Adresse.
Patchfeld zur Adressierung der I2C-Adresse. Die Verbindungen können entweder fest verdrahtet oder mit Jumper an Pins vorgenommen werden. Weitere Informationen zur Adressierung sind unter Konfiguration & Test zu finden.
Nach dem Aufbau der Platine kann mit dem Bau des Gehäuses begonnen werden.
Release Notes
| Version | Release Notes |
| 1 |
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| 1.1 |
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| 2 |
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Die Platine mit den zugehörigen Fertigungsdateien sowie die entsprechenden Anleitungen stehen unter dem Copyright von Thorsten Gurzan und dürfen nur für den eigenen oder privaten Gebrauch genutzt und nicht weiter veröffentlicht werden.
Gerber-Files downloaden:
Version 1 Version 1.1 Version 2
Rechtliche Hinweise
Bei dieser Platine und den zugehörigen Anleitungen und Informationen handelt es sich um ein Hobby-Projekt. Obwohl die Platine und Anleitungen mit größter Sorgfalt entwickelt und mit den uns zur Verfügung stehenden Mitteln geprüft wurden, erfolgt der Nachbau und die Verwendung auf eigene Gefahr und ohne Garantie oder Gewährleistung. Für Schäden aller Art wird keine Haftung übernommen. Da diese Webseite von vielen Besuchern auf der ganzen Welt genutzt wird, muss von jedem Nachbauer oder Verwender selbst sichergestellt werden, dass alle jeweils geltenden rechtlichen Bestimmungen eingehalten werden. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der Nachbau nur durch Fachpersonen vorgenommen werden darf oder vor der Inbetriebnahme und Verwendung weitere Prüfungen notwendig sind. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, sind in vielen Ländern die VDE-Vorschriften als harmonisierte Normen einzuhalten. Bei Download der Dateien, Nachbau oder Inbetriebnahme des Projektes oder Teile des Projektes wird diesen Bedingungen zugestimmt.