Projekt Stockwaage – Update

tl;dr

Projekt Selbstbau-Stockwaage läuft weitestgehend stabil und fördert interessante Ergebnisse zu Tage.
Das Projekt ist noch ausbaufähig, sowohl in der Sensorik, als auch als Plattform zur Trachterfassung in der Region.


 

Nach knapp zwei Wochen Betrieb der Stockwaage bin ich insgesamt sehr zufrieden. Die Zuverlässigkeit der übertragenen Messwerte konnte weiter gesteigert werden, nachdem ein paar Kinderkrankheiten behoben wurden:

Wie bereits im vorhergehenden Artikel erwähnt, vereitelte unsere Aluminium-Rollade die sichere WLAN-Verbindung. Der in der Garage eingesetzte WLAN-Repeater entschärft die Situation weitestgehend. Allerdings könnte die Verbindung noch stabiler sein. Im Moment nutze ich ja noch den Raspberry Pi mit dem winzigen USB-WLAN Dongle EW-7811UN. Das dessen “Antenne” nicht die Leistung bringen dürfte liegt auf der Hand. Mal sehen, wie es mit dem RedFly Wireless Shield werden wird.

Die Arduino Sketche u.a. für dieses Shield sind jedenfalls fertiggestellt und noch weiter optimiert und modularisiert worden. In diesem Zuge habe ich mit dem Berliner Initiator mois mal Kontakt aufgenommen und wir haben uns darauf verständigt, das Projekt zusammen voranzutreiben. Weitere Interessenten, die Ihre Ideen und  Wissen einbringen möchten sind herzlich willkommen.

Ein kleines Missgeschick ist die letzten 2 Tage in den Messwerten aufgefallen: Durch ungünstige Platzierung der Steckverbindung zwischen Arduino und Waage ist ein wenig Wasser eingedrungen und hat natürlich die Werte der Messbrücke verfälscht. Der Fehler wurde behoben und die falschen Messwerte per Hand entfernt.

Die Genauigkeit der Gewichtsmessung lässt nach Umstellung von Rohwerten auf Medianwerte über 11 Messzyklen zur Zeit keine Wünsche mehr offen. Unsere auf der Beute ruhende Katze wurde automatisch raus gerechnet. 🙂

Noch eine schöne Erkenntnis:
Wenn man sich im Graphen den Zeitraum 16.03. – 17.03. (2 Tage schönes Wetter) heran zoomt, kann man folgendes erkennen:

Bienenflug-Gewicht

Jeweils gegen 11:30 Uhr überspringt die Außentemperatur (blau) die Marke von 12°C. Zeitgleich nimmt das Gesamtgewicht (grün) der Beute um ca. 100g (16.03.) bzw. 300g (17.03.) ab, um gegen Ende des Flugbetriebs (17:00 bzw. 18:00 Uhr) das gleiche an Gewicht wieder zuzulegen. Da haben wir dann wohl die Flugbienen gewogen. 😀
Dazu eine (wissenschaftlich möglicherweise nicht ganz haltbare) Modellrechnung: Die durchschnittliche Biene (Arbeiterin) wiegt ca. 120mg. 300g fehlendendes Gewicht an Flugbienen macht also ca. 2500 Bienen, die am 17.03. zeitgleich unterwegs waren. Futterverbrauch im Stock, Eintrag Pollen und Nektar, Verbrauch von Flugbenzin und eventuelle Verluste auf dem Weg lassen wir mal großzügig außen vor.

Ausblick:

Weiterhin habe ich mir den Feuchtigkeitssensor HTU21D und den Helligkeitssensor TSL2561 besorgt. Die Funktionen zum Ansteuern der beiden Sensoren sind bereits fertig und auch schon im Arduino-Sketch eingebaut. Die I²C Schaltung auf dem Breadboard sieht wie folgt aus:

Uno-RedFly-Humid-Light

Für den HTU21D hat mir ein Freund per 3D Drucker schon mal einen Käfig gedruckt, irgendwie muss man die Damen ja vom Verkitten der Sensorik abhalten. Das grundsätzliche Setup funktioniert jedenfalls schon mal. Wann ich die Sensoren in den Live-Betrieb aufnehme weiß ich noch nicht.

Aufbau eines Sensornetzwerkes in der Region?

Bei unserem heutigen Vereinstreffen habe ich die Stockwaage vorgestellt und habe 2-3 Interessenten gefunden, die bereit wären mitzumachen. Dann hätten wir die Möglichkeit, die Trachtsituationen an den verschiedenen Standorten im Vereinsgebiet zu vergleichen. Mal schauen ob das klappt.


11 thoughts on “Projekt Stockwaage – Update”

  1. Ich bin über euer Monitoring gestolpert, als ich nach einem Selbstbau-Projekt einer Bienenwaage mit meinen Schülern gesucht habe. Hört sich interesant an. Habt ihr vielleicht eine genauere Beschreibung?
    VG Klaus

    1. Hallo Klaus,

      der Beschreibung von Mois, zu dem Du ja schon ebenfalls Kontakt hast, ist wenig hinzuzufügen. Denn modifizierten Quellcode kannst Du von mir haben.

      Gruß
      Alex

  2. Hallo Freunde der Bienenwaage!

    Da ich ebenfalls auf Grund des mois-Blogs am basteln bin, möchte ich mich auch mal melden. Bastelei ist eigentlich fertig und die Waage ist seit dem 12.03.15 im Testbetrieb. Wollte sie eigentlich letztes WE unter die Bienen setzen, aber seitdem plagen mich WLAN Probleme. Verbindung bricht ab und baut sich teilwiese für Stunden nicht wieder auf. Bis zum letzten Freitag lief dies alles problemlos.
    Den Sketch habe ich ein wenig geändert um beim Gewicht “Ausreißer” zu umgehen, die u.a. ihre Ursache in der Wägezelle haben (messe alle 5min). Innentemp messe ich nicht.
    Wo steckt denn Dein Außenfühler?

    1. Hallo Honigbär,

      wie hast Du denn das WLAN realisiert? Über das RedFly Shield? Mit dem Orginalcode von Mois? Wenn ja:
      U.a ist in der WLAN Initialisierung des Skripts ist ein Bug, der dazu führt, dass bei einem Fehler (z.B. beim Scan) der Code einfach dort stehen bleibt.
      Und welche Entfernungen musst Du denn überbrücken?
      Hinsichtlich der “Ausreißer” beim Gewicht ist im Orginalcode auch ein Bug. Dort wird zwar die Median-Bibliothek initialisiert und mit Messwerten gefüllt, jedoch wird nicht der errechnete Median abgefragt, sondern der aktuell gemessene Rohwert.
      Weiterhin wird ständig gemessen, aka Strom verbraten, aber nur jede Minute der oben genannte Rohwert abgeliefert.

      Ich hab den Code mal modularisiert und dafür gesorgt, dass:
      1. nur bei Bedarf gemessen wird, zeitgesteuert (bei Nutzung des RedFly) oder getriggert (aktuell bei mir via Raspberry und serieller Abfrage)
      2. das RedFly beim Fehler nicht einfach den Code anhält, sondern sich bei jedem Durchlauf einfach neu verbindet
      3. die Median Bibliothek eingebunden und dann auch benutzt wird

      Ergebnis: Es läuft ziemlich gut und stabil, die Messwerte sind verlässlich

      Der Außenfühler sitzt neben meiner “Elektronik-Butterbrotdose” trocken im Schatten.

      Wenn Du willst, schreib mir ne Mail und ich schick Dir den Code. Ich möchte den noch nicht veröffentlichen, da wir (mois und ich) noch dran arbeiten und der noch nicht ästhetisch genug ist 🙂
      Kannst auch gerne “mitcoden”
      Gruß
      Alex

      1. Hallo Alex,
        gerne doch.

        Ich arbeite mit dem Redfly und muss nur 10m überbrücken. Es ging auch zufriedenstellend bis Freitag, ab da kein Plan. Ich habe den sketch von Watterot abgewandelt, weil damit konnte ich überhaupt erst eine Verbindung aufbauen. Wenn er auf einen Fehler läuft lass ich ihn 90s warten und führe einen Reset aus. Und auch das hat gestern Nacht und heute am Tag nicht gepklappt.

        Für die Temperatur nutze ich eine andere Bibliothek und zwar http://milesburton.com/Dallas_Temperature_Control_Library .Nur noch 4 Zeilen Code für die Temperaturabfrage und für Dich interessant die Abfrage von mehreren Temp-Sensoren einfach über den Indexwert. Ich habe nach der Position des Fühlers gefragt, weil der Kurve bei Dir so zackig ist, was ungewöhnlich ist. Es sollte überwiegend kontinuierlich auf- bzw abwärts gehen. Ich hatte die auch einmal (29.03. – 04.04.), da war der Fühler zu dicht am Arduino und ist von der Bauteiltemperatur beeinflusst worden.
        Hier meine “Kurve”: http://hera2004.ddns.net/graph.php
        Die Temperaturspitzen vormittags, gut zu sehen am 4., 5. und 6.4. sind fast zur gleich Zeit. Da ist die Sonne durchs Schuppenfenster auf den Fühler gefallen.

        Gewicht ermittle ich über eine Messreihe. Alle 5 min 20 “echte” Messungen im Abstand von 5s. Nullwerte werden sofort verworfen und die Messung wiederholt. Die 20 Messungen werden nach Größe sortiert und die 2 höchsten und 4 niedrigsten Werte bei der Durchschnittswertberechnung weggelassen.
        Code sende ich, wenn ich wieder ma anderen Rechner bin.

        Gruß
        BeeBear

        P.S: Kann man hier Bilder einbinden?

        1. Hi,

          Reset heißt voller Reset des Arduino, wie Mois es macht? IMHO nicht notwendig.

          Die Dallas-Bibliothek nutze ich auch. Und “zackig” finde ich meine Außentemperatur nicht. Die Schwankt im 0.0x bis 0,x-Bereich.
          Die Median Bibliothek ist IMHO recht gut, man muss Sie nur nutzen 🙂

          10m im Außenbereich kann schon eine Herausforderung sein, ich musste mir einen Repeater in die Garage hängen, um es stabil zu bekommen, obwohl es bei mir nur 6-7 Meter sind. Aber zwischen Waage und Haus ist auch noch ein Teich und ein Metallzaun, das ist nicht gerade eine freie Fresnel-Zone. Die Aluminium-Jalusie gab dem WLAN dann abends den Rest 🙂

          Bilder: Denke ja, im Comment Editor oben gibt es einen IMG Button.

          1. Na da biste örtlich definitiv näher am Mois dran. Deine Damen fliegen nach Berlin, meine nach Holland 🙂

          2. Habe noch ein mechanisches “Problem”. Mein Turm wackelt relativ stark. Habe nur Winkelstahl genutzt, was ich bei der nächsten ändern werde, aber muss mir Gedanken über eine Art Federwegbegrenzung machen.

          3. Mein Gestell ist recht stabil aus 4 mm starken U-Profilen gebaut (Eigengewicht 16kg!). Schwanken/federn tut es trotzdem ein wenig, insbesondere wenn man dran arbeitet.
            An Lösungsvorschlägen wäre ich interessiert. Wobei ich keine Idee habe, ob es sich mit der Wägezellenform überhaupt besser machen lässt.

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