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 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 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.

Der beelogger-Universal ermöglicht einen schnellen und einfachen Aufbau mit Standard-Bauteilen. 
Der beelogger-Universal steht die Funktionaliät und ein solargestützes, Akku versorgtes System, mit sehr geringem Stromverbrauch zur Verfügung.
Für Anwendungen wie den Bienenzähler oder direkten Netzwerkanschluss (LAN) und Stromversorgung mit Netzteil über normale Netzspannung dient der beelogger-Universal einfache Ausbaustufe.
 
Des Weiteren steht der beelogger-Solar in SMD-Bauweise zur Verfügung und wird über einen Akku mit angeschlossener Solarzelle versorgt. 

Der beelogger-Solar und der beelogger-Universal sind in allen Funktionen und Eigenschaften identisch.

Für das Projekt ‘beelogger’ wurden aber auch spezielle Platinen entwickelt.

beelogger-Universal mit Akku-Shield und SIM7600-Modul

beelogger-Solar V.3 mit HX711

 

Sensoren

Zur Erfassung der Messwerte werden diverse Sensoren unterstützt:
– Gewicht mit einem HX711 in Verbindung mit einer Wägezelle
– Temperatur mit DS18B20
– Beleuchtungsstärke mit BH1750 (GY-30)
– Bienenzähler durch Lichtschranken (nur mit beelogger-Universal)
– Luftfeuchtigkeit / Temperatur mit

• DHT21/ DHT22 (AM2302)
• Si7021 (GY-21)
• SHT31
• BME280 (GYMEB)

– Luftdruck mit BME280
– Niederschlagmesser
– weitere Sensorik sind durch eure eigenen Erweiterungen möglich.

Netzwerk

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

•  WLAN über das ESP8266-01 Modul 
•  Mobilfunk über ein 2G-GSM- oder 4G-LTE -Modul
•  LoRaWAN™ über ein RFM95 Modul im TheThingsNetwork
•  LAN über WIZnet W5100 Ethernet-Adapter (nur mit beelogger-Universal)

 

SD-Karte / Bluetooth (Offline-Option)

Beim beelogger-Universal (erweiterter Aufbau) 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-Skripten werden in der Basiskonfiguration mit einer Waage insgesamt bis zu acht Parameter übertragen.
In den Sketchen sind diese Parameter mit folgenden Messwerten belegbar:
 – Temperatur Sensor 1
 – Temperatur Sensor 2
 – Luftfeuchte Sensor 1
 – Luftfeuchte Sensor 2
 – Lichtstärke
 – Gewicht Waage 1
 – Akkuspannung oder Bienenzähler Wert 1
 – Solarspannung oder Bienenzähler Wert 2
 – Luftdruck
 – Niederschlag
 – ein frei verwendbarer Parameter

Bei Systemen mit zwei oder mehr Waagen steht je Waage zusätzlich ein Messwert:

 – Temperatur
 – Luftfeuchte
 – Gewicht
zur Verfügung.

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 beelogger-Hardwaretypen zugeschnittene und konfigurierbare Programmcodes (Sketche)  angeboten.
Zur Hilfe beim schrittweisen Aufbau stehen zusätzlich für jede Komponente Test-Programmcodes zur Verfügung.

Webserver

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 einen communityServer, der für alle User, die keinen eigenen Server haben, zur Nutzung der eigenen beelogger kostenlos und dauerhaft (mit immer aktuellster Software) zur Verfügung steht.

 

Konfigurationen

Diese Konfigurationen werden von unseren Programmcodes unterstützt.
Komponenten und Konfigurationen sind den Arduino-Pins in den beelogger-Sketchen weitestgehend fest zugeordnet.
Durch die Konfiguration der Sketche über “config”-Dateien und Webserverskripte kann die Zahl der Sensoren auf die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden.

Sensoren:

	DHT21/DHT22*	DS18B20*	SHT31*	Si7021*	BME280*	BH1750	Stockwaage HX711	Bienenzähler **
beelogger-Universal	2x	4x	2x	1x	2x	1x	2 Waagen, option. 6	bis zu 4 Module, nur bei einfacher Ausbaustufe
beelogger-Solar	2x	4x	2x	1x	2x	1x	2 Waagen, option. 6	—–

* Es stehen im vom uns erstellten System in der Grundkonfiguration mit einer Waage zwei Parameter für Luftfeuchte und Temperatur zur Verfügung.
Typische Beispiele für Sensorkombinationen:
– ein DHT und ein – vier DS18B20 oder
– zwei DHT oder
– ein Si7021 und ein BME280 oder
– ein SHT31 und ein BME280 oder 
– ein DS18B20 und ein BME280

** Wegen des Strombedarfs der Bienenzählermodule ist der Aufbau mit Bienenzähler und eine Akku- oder batteriegespeister Versorgung nicht möglich.

Verbindungen (Netzwerk) / Daten abspeichern:

	4G-LTE (Mobilfunk) – SIM7600E	2G-GSM (Mobilfunk) – SIM800L	Ethernet (LAN) – W5100	WLAN -ESP8266	LORA -RFM95	SD-Karte / RTC (Echtzeituhr) – DS3231
beelogger-Universal	x	x	x	x	x	x, opt. Bluetooth
beelogger-Solar	x	x	–	x	x	x