beelogger

Bienenzähler (Reflexlichtschranken)

Von den für den Arduino Datenlogger mit Stockwaage für Imker vorgestellten Sensoren, stellt der Bienenzähler sicherlich die Königsklasse dar. Generell scheint es zwei Messmethoden zum Zählen der ein- und ausfliegenden Bienen zu geben: die Auswertung über Videokamera und entsprechender Software auf einem PC oder die Zählung über eine Konstruktion mit Lichtschranken. Um die Kosten und den Aufwand im Rahmen zu halten, werden für den beelogger Lichtschranken zum Einsatz kommen, womit der Arduino als Basis aller Sensoren verwenden wird.

Da kaum Informationen zu entsprechenden Bienenzählern im Netz verfügbar sind und das vorhandene Material für den beelogger nicht geeignet ist, musste ein eigenes System entwickelt werden.

Das Prinzip hinter dem Bienenzähler ist dabei recht einfach. Um die Beute zu verlassen oder in die Beute zu gelangen, müssen die Bienen durch einen von vielen Zählergängen, die vor der Öffnung der Beute platziert sind. Durch einen Zählergang passt nur eine Biene gleichzeitig. Über dem Zählergang werden hintereinander zwei Reflexlichtschranken angebracht. Bewegt sich eine Biene durch den Zählergang, wird sie erst die eine Lichtschranke und danach die andere Lichtschranke auslösen. Damit kann erkannt werden, in welche Richtung sich die Biene bewegt.

Die selbst gesetzten Vorgaben für die Entwicklung eines Bienenzählers für den Arduino Datenlogger:

  • Ein- und ausfliegende Bienen sollen separat gezählt werden
  • Erfassung der Messwerte soll mit dem Arduino vorgenommen werden, der auch die Messwerte der anderen Sensoren verarbeitet (kein separater Arduino notwendig)
  • Der Sensor soll mit dem Arduino über möglichst wenige Leitungen verbunden werden
  • Das Sensorsystem soll modular aufgebaut sein
    • Kann einfacher an die Breite der Einflugsöffnung der Beute angepasst werden
    • Auch für kleinere Beuten geeignet
    • Bei Defekt braucht nur ein Modul ausgetauscht werden

Hieraus entstand der Bienenzähler von beelogger.de mit folgenden Eigenschaften:

  • Die Größe einer Platine (Modul) beträgt 85x30mm
  • Jedes Modul verfügt über 8 Zählergänge mit je 2 Reflexlichtschranken QRE1113GR
  • Die Breite eines Zählerganges beträgt 8mm
  • Jedes Modul wird über einen eigenen, über Jumper adressierbaren, 16-Bit I/O Expander (MCP23017) ausgewertet
  • Der MCP23017 wird vom Arduino über I2C angesprochen
  • Die Anschlüsse der einzelnen Module (5V, GND, SDA, SCL) können von Modul zu Modul miteinander verbunden werden 
  • Der Programmcode unterstützt bis zu 4 Module

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Der Aufbau und die Inbetriebnahme des Bienenzählers gliedern sich in drei Abschnitte: