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beelogger-Universal – Beschaltung und Aufbau, einfache Ausbaustufe

Bei der einfachen Ausbaustufe des beelogger-Universal kann für die Datenübertragung kann ein LAN- (W5100) oder WLAN- (ESP8266) Modul eingesetzt werden.

Die Modifikation des Nano-Modul ist nicht zwingend erforderlich.

Aufbauten mit WLAN/ESP8266-Modul ohne Bienenzähler verwenden ein DS3231-Modul für die Sketchsteuerung.
Bei Systemen mit Bienenzähler oder LAN-Modul wird kein DS3231-Modul nicht benötigt.

 

Bestückung:

Beim Umgang mit elektronischen Bauteilen dafür Sorge tragen, dass diese bei der Handhabung und auch beim Löten vor elektrostatischen Entladungen geschützt sind, um Defekte zu vermeiden.

In der einfachen Ausbaustufe des beelogger-Universal werden diverse Bauteile, die im Bestückungsaufdruck angegeben sind, nicht benötigt, weil das System über eine 5V- Spannungsquelle (Netzteil) versorgt wird.
Nicht bestückt werden diverse Kondensatoren, einige Widerstände, die Zenerdiode und der Transistor BC 548 neben dem MOSFET IRF5305, im Bild die mit Rot markierte Bauteile.
Einige Bauteile werden durch Drahtbrücken, im Bild in Gelb eingezeichnet, ersetzt.
Dies sind:
– Verpolungschutzdiode (neben den Anschlüssen der Stromversorgung)
– MOSFET IRF5305
– MCP 1702-5 (beide).
Blau umrahmt die Stift-/Buchsenleisten für LAN bzw. WLAN-Aufbau.
 
Die Kondensatoren 10uF werden anstelle der 4,7uF (Bestückungsaufdruck) eingebaut.

Universal Platine mit Bestückungshinweisen für LAN

Universal Platine mit Bestückung für LAN

Universal Platine mit Bestückung für WLAN

Universal Platine mit Bestückung für WLAN / ESP 8266 und Bienenzähler

 

Hier die Detaildarstellung der Bestückung der Stromversorgung.
Die Stromversorgung mit 5V wird über den “Batterie”-Anschluss / Schraubklemme vorgenommen.

Des weiteren ist der Kondensator 10uF (Bestückungsdruck 4,7uF) im Bereich der Anschlussklemmen des Bienenzähler zu bestücken.

Die Pull-Up-Widerstände 4K7 für die Sensoren DHT und den DS18B20 werden direkt auf die Platine gelötet.

Die Schraubklemmen für die diversen Sensoren sind nach Bedarf einzubauen. Grundsätzlich können Sensorleitungen auch direkt angelötet werden.
Hinweis: Wenn WLAN-Systeme ohne Bienenzähler (mit DS3231) mit Regensensor ausgerüstet werden, dann entfällt der Widerstand an D3.

 

Für den Anschluss des Schalters für Arbeiten am Bienenvolk  kann eine Schraubklemme in das mit D2 bezeichnete Feld eingelötet werden.

 

Netzwerkverbindungen:

Es steht die Anbindung via WLAN mittels ESP8266 oder LAN über W5100 zur Verfügung. Die einfache Ausbaustufe enthält keinen Uhr-Baustein (DS3231), der den Messzyklus steuert. Daher können nur die Sketche aus der Reihe für Bienenzähler verwendet werden. Der Bienenzähler ist eine konfigurierbare Option, die auch entfallen kann.

Aufbau für WLAN / ESP8266:

Zum Betrieb des ESP8266 ist der 100uF Kondensator und die zwei Reihen Buchsenleiste einzubauen. Die Konfiguration eines neuen ESP8266 ist in dieser Anleitung enthalten.

Schaltung Pegelwandler für WLAN-Betrieb mit ESP8266:
Für die Pegelwandlung zwischen dem mit 5Volt betriebenen Nano/Pro Mini und dem Modul ESP8266 sind die Widerstände und der Transistor notwendig. Die Plazierung der Bauteile kann je nach Platinenversion varieren.
Achtung: Der Widerstand unterhalb des Transistors BC548 hat den Wert 47KOhm

Die Bohrungen von D8,D9,A2 werden bei Verwendung des WLAN-Modul jeweils von links nach rechts mit Drahtbrücken durchverbunden.

 

WLAN ohne Bienenzähler (WLAN-Multi-Sketch): DS3231-Modul / Widerstände Batteriespannung:
Systeme, die nicht mit Bienenzähler verwendet werden, benötigen die Widerstände für die Batteriespannungsmessung und das Modul DS3231, damit die Zeitsteuerung des Systems mit den Multi-Sketchen wie vorgesehen funktioniert.
Eine Modifikation des DS3231-Modul ist nicht erforderlich.
Bei diesem Aufbau (ohne Bienenzähler) können mit einem zweiten HX711 bis zu vier Waagen am beelogger-Universal (einfache Ausbaustufe) betrieben werden.

Mit Universal Platinenversion 1.1x kann das Modul liegend montiert werden.
Zum Umbiegen der Pins das Modul bündig in den SD-Montageplatz stecken. Die Bauteileseite des Moduls von der Universal-Platine abgewandt. Durch Bewegen des DS3231 Moduls werden die Pins gleichmäßig gebogen, so dass eine liegende Montage, Batterie oben, möglich wird. Es ist nicht notwendig die Pins bis auf genau 90° zu biegen.
Achtung: Kontrollieren, dass das montierte Modul, inbesondere der Pin des Batteriehalters, keinen Kontakt zu darunter liegenden Bauteilen hat.

Für den Betrieb des beelogger-Universal WLAN ohne Bienenzähler sind für die Zeitsteuerung neben dem DS3231 die Widerstände für die Messung der Batteriespannung erforderlich.
Mögliche Wertepaare:
470K / 1M Ohm (wie im nebenstehenden Bild ersichtlich)

47K / 100K Ohm (alternativ)
4K7 / 10K Ohm (alternativ)

 

Aufbau für LAN / W5100:

Für die Verbindungsleitung zum W5100-Ethernet-Board ist der Adapter bzw. zwei Reihen Stiftleisten einzulöten.

W5100-Ethernet-Boards besitzen üblicherweise einen eigenen 3,3V Spannungsregler und können mit 5V versorgt werden. Einige Boards müssen mit 3,3V versorgt werden. Für größtmögliche Flexibilität kann die Spannung über das Feld “W5100” eingestellt werden. Hierzu ist eine Drahtbrücke von der benötigten Spanung zum mittleren Lötauge einzulöten.

beelogger EasyPlug Switch

Durch den Einbau einer IDC-Buchse kann der W5100-Ethernet-Adapter über ein vorkonfektioniertes Flachbandkabel einfach verbunden werden.

 

HX 711 Modul:

Durch die Versorgung des HX711 mit 5Volt sind Anpassungen am Modul nicht erforderlich. Notwendig ist je nach HX711-Modul auch die hier beschriebene Modifikation.
Das HX711-Board besitzt auf beiden Seiten des Boards Anschlüsse. Aus diesem Grund existiert auf der beelogger-Universal-Platine für jede Seite ein Patchfeld zum Herstellen der zum HX711-Board passenden Verbindungen. Diese als verlötete Drahtbrücken einbauen, bitte keine Pin und Jumper verwenden. Die abgeschnittenen Drahtreste der Widerstände sind hierfür gut geeignet.
Da bei diesem Modul auch die Größe des Boards variieren kann, sind zusätzliche, im Layout miteinander verbundene Lötfelder zum Anschluss vorhanden.

Um die Stockwaage korrekt zu beschalten, muss zunächst der Arduino das Anschlussfeld (gelber Pfeil) mit dem HX711 verbunden werden.

Arduino Nano  
HX711
5V VCC
A0 CLK / SCK
A1 DT / DATA
GND GND

Achtung: Bei Platinen bis Version 1.02 ist die Beschriftung am HX711 Patchfeld nicht korrekt. Von Platinenaussenseite nach Innen muss es lauten: GND, DT/A1, SCK/A0, +5V

Die Verbindungen von der HX711-Platine E-/E+, A+/A-, wenn benötigt auch B+/B- über das Patch-/Jumperfeld (oranger Pfeil) zu den Anschlusspunkten/-klemmen (rechts) herstellen.
Zum Anschluss eines Wägeelementes an den HX711 können Schraubklemmen oder direkt die Lötpads verwendet werden. Für einen störungsfreien Einsatz ist Abschirmung der Wägezelle mit GND zu verbinden.

Hinweis:
Nach Montage des HX711 mit einem Multimeter (Messbereich 200 Ohm) prüfen ob eine 0-Ohm Verbindung zwischen GND und E- besteht. Ggf. die Verbindung über eine Drahtbrücke herstellen.

Eine Montage des zweiten HX711 ist im Anschlussfeld des W5100 (GND,MOSI,SS,VCC) möglich. Hierbei werden die Pins D10, D11 für SCK und DATA verwendet. Diese in der Konfiguration eintragen. Für den Anschluss der Wägezelle können anstelle der hier gezeigten Lötung auch Klemmen mit 2,54mm Rastermaß (z.B. Phoenix 1725656) eingesetzt werden.

beelogger Universal mit zwei HX711 Modulen

beelogger Universal mit zwei HX711, hier verdrahtet für Triple Ausbau.