No, no es tracta d'una oferta comercial, aquest és el cost dels components del sistema que podeu muntar després de llegir l'article.
Un petit antecedent:
Fa un temps vaig decidir agafar abelles, i van aparèixer... durant tota la temporada, però no van sortir de l'hivern.
I això malgrat que semblava estar fent tot bé: aliments complementaris de tardor, escalfament abans del fred.
El rusc era un sistema clàssic de fusta "Dadan" per a 10 marcs d'un tauler de 40 mm.
Però aquell hivern, a causa dels canvis de temperatura, fins i tot els apicultors experimentats van perdre molt més del que és habitual.
Així va sorgir la idea d'un sistema de vigilància de la salut del rusc.
Després de publicar diversos articles sobre Habr i de parlar al fòrum d'apicultors, vaig decidir passar del simple al complex.
El pes és l'únic paràmetre indiscutible, però, per regla general, els sistemes existents només controlen un rusc de "referència".
Si hi ha alguna cosa malament (per exemple, la sortida d'eixams, la malaltia de les abelles), els indicadors es tornen irrellevants.
Per tant, es va decidir controlar el canvi en el pes de tres ruscs alhora amb un microcontrolador i afegir-hi altres "bonitats" després.
Com a resultat, vam aconseguir un sistema autònom amb un temps de funcionament d'aproximadament un mes amb una única càrrega de bateria 18650 i enviant estadístiques un cop al dia.
Vaig intentar simplificar el disseny al màxim, de manera que es pogués repetir fins i tot sense diagrames, a partir d'una fotografia.
La lògica de funcionament és la següent: al primer inici/reinicialització, les lectures dels sensors instal·lats sota les arnes s'emmagatzemen a l'EEPROM.
A més, cada dia, després de la posta de sol, el sistema "es desperta", llegeix les lectures i envia SMS amb un canvi de pes per dia i des del moment en què es va encendre.
A més, es transmet el valor de la tensió de la bateria i, quan baixa a 3.5 V, s'emet un avís sobre la necessitat de càrrega, perquè per sota de 3.4 V el mòdul de comunicació no s'encén i les lectures de pes ja estan "flotant". lluny”.
"Recordes com va començar tot. Tot va ser per primera vegada i una altra vegada.
Sí, era un conjunt de "ferro" el que era originalment, tot i que només van sobreviure els calibres de tensió i els cables fins a la versió final, però primer és el primer.
De fet, la badia de cable no és necessària, només ha resultat ser el mateix preu que 30 m rectes.
Si no teniu por de desmuntar 3 LED smd i mig centenar de punts de soldadura convencional (de sortida), va!
Per tant, necessitem el següent conjunt d'equips / materials:
- Arduino Pro Mini 3V
Hauríeu de parar atenció al xip del convertidor lineal (hauria de ser exactament 3.3 V) al xip que marca KB 33 / LB 33 / DE A10: els xinesos m'han equivocat alguna cosa i tot el lot
els taulers de la botiga van resultar amb reguladors de 5 volts i quars a 16MHz. - USB-Ttl al xip CH340, fins i tot 5 volts és possible, però després durant el firmware del microcontrolador, caldrà desconnectar l'Arduino del mòdul GSM per no cremar-lo.
Les plaques basades en el xip PL2303 no funcionen amb Windows 10. - Mòdul de comunicació GSM Goouu Tech IOT GA-6-B o AI-THINKER A-6 Mini.
Per què vas parar allà? A Neoway M590, un constructor que requereix balls separats amb panderetes, GSM SIM800L, no li agradava el nivell lògic no estàndard de 2.8 V, que requereix coordinació fins i tot amb un arduino de tres volts.
A més, la solució d'AiThinker té un consum energètic mínim (en enviar SMS, no vaig veure un corrent superior a 100 mA). - Antena GSM GPRS 3DBI (a la foto de dalt: una bufanda rectangular amb una "cua", a les 9 en punt)
- Un paquet inicial per a un operador amb una bona cobertura a la ubicació del vostre apiari.
Sí, primer s'ha d'activar el paquet en un telèfon normal, DESACTIVAR LA SOL·LICITUD DE PIN a l'entrada i recarregar el compte.
Ara hi ha moltes opcions amb noms com "Sensor", "IoT": tenen una quota mensual lleugerament més baixa. - filferro dupont 20cm femella-femella — 3 unitats. (per connectar Arduino a USB-TTL)
- 3 unitats. HX711 - ADC per a balances
- 6 cèl·lules de càrrega per a un pes de fins a 50 kg
- 15 metres de cable telefònic de 4 fils - per connectar mòduls de pes amb ARDUINO.
- Fotoresistència GL5528 (important exactament això, amb una resistència fosca d'1MΩ i una resistència a la llum de 10-20kΩ) i dues resistències convencionals de 20k
- Un tros de cinta "gruixuda" de doble cara de 18x18 mm - per connectar l'arduino al mòdul de comunicació.
- Suport de bateria 18650 i, de fet, la pròpia bateria ~ 2600mAh.
- Una mica de cera o parafina (làmpada aromàtica vela-tauleta) - per protegir la humitat HX711
- Una peça de biga de fusta de 25x50x300mm per a la base dels extensòmetres.
- Una dotzena de cargols autorroscants amb rentadora de premsa 4,2x19 mm per a la fixació dels sensors a la base.
La bateria es pot agafar des de desmuntar ordinadors portàtils -moltes vegades més barata que una de nova, i la capacitat serà molt més gran que la de l'UltraFire xinès-, tinc 1500 contra 450 (això és per al foc 6800 😉
A més, necessitareu mans no tortes, un soldador EPSN-25, colofonia i soldadura POS-60.
Fa 5 anys vaig utilitzar un soldador soviètic amb una picada de coure (les estacions de soldadura no em van funcionar; el vaig fer una prova de conducció i vaig acabar el circuit amb EPSN).
Però després del seu fracàs i de diversos arbres falsos (d) monstruosos xinesos, aquest últim va tenir el nom d'Esparta, una cosa tan dura com el nom, es va aturar.
en un producte amb un termòstat.
Així que anem!
Per començar, dessoldem dos LED del mòdul GSM (el lloc on estaven encerclats en un oval taronja)
Introduïm la targeta SIM amb coixinets de contacte a la placa de circuit imprès, la cantonada bisellada de la foto s'indica amb una fletxa.
A continuació, fem un procediment similar amb el LED de la placa Arduino (oval a l'esquerra del xip quadrat),
Soldem la pinta en quatre contactes (1),
Agafem dues resistències de 20k, girem els cables per un costat, soldem el gir al forat del contacte A5, els cables restants en RAW i GND de l'arduino (2),
Escurcem les potes de la fotoresistència a 10 mm i la soldem als pins GND i D2 de la placa (3).
Ara és el moment de la cinta elèctrica blava de cinta de doble cara: l'enganxem al suport de la targeta SIM del mòdul de comunicació, i a la part superior -arduino- el botó vermell (platejat) està de cara a nosaltres i està a sobre de la targeta SIM.
Soldem la potència: més del condensador del mòdul de comunicació (4) al pin de l'arduino RAW.
El fet és que el mòdul de comunicació en si requereix 3.4-4.2 V per a la seva font d'alimentació i el seu contacte PWR està connectat a un convertidor reductor, de manera que per funcionar amb ions de liti, s'ha de subministrar tensió sense passar aquesta part del circuit.
En arduino, per contra, subministrem energia a través d'un convertidor lineal: amb un baix consum de corrent, la caiguda de tensió d'abandonament és de 0.1 V.
Però aplicant una tensió estabilitzada als mòduls HX711, ens desfer de la necessitat de modificar-los per una tensió més baixa (i alhora de l'augment del soroll com a conseqüència d'aquesta operació).
A continuació soldem els ponts (5) entre els contactes PWR-A1, URX-D4 i UTX-D5, la massa GND-G (6) i finalment la font d'alimentació del suport de la bateria 18650 (7), connectem l'antena (8). ).
Ara agafem un convertidor USB-TTL i connectem els contactes RXD-TXD i TXD-RXD, GND-GND amb cables Dupont a ARDUINO (pinta 1):
La foto de dalt mostra la primera versió (de tres) del sistema que es va utilitzar per a la depuració.
I ara ens desviarem del soldador durant una estona i passarem a la part del programari.
Descriuré la seqüència d'accions per a Windows:
Primer, heu de descarregar i instal·lar/descomprimir el programa - la versió actual és la 1.8.9, però estic fent servir la 1.6.4
Per simplificar, descomprimim l'arxiu a la carpeta C: arduino-"your_version number", dins tindrem /dist, controladors, exemples, maquinari, java, lib, biblioteques, referència, carpetes d'eines, així com el fitxer executable d'arduino (entre altres).
Ara necessitem una biblioteca per treballar amb l'ADC - botó verd "clonar o descarregar" - descarregar ZIP.
El contingut (carpeta HX711-master) es col·loca al directori de biblioteques C: arduino-"your_version_number"libraries
I, per descomptat, el conductor per des del mateix github: des de l'arxiu descomprimit, la instal·lació simplement s'inicia amb el fitxer SETUP.
D'acord, executeu i configureu el programa C: arduino-"your_version number" arduino
Anem a l'element "Eines": seleccioneu la placa "Arduino Pro o Pro Mini", processador Atmega 328 3.3V 8 MHz, port - un número diferent del sistema COM1 (apareix després d'instal·lar el controlador CH340 amb un USB-TTL adaptador connectat)
D'acord, copieu el següent esbós (programa) i enganxeu-lo a la finestra de l'IDE d'Arduino
char phone_no[]="+123456789012"; // Your phone number that receive SMS with counry code
#include <avr/sleep.h> // ARDUINO sleep mode library
#include <SoftwareSerial.h> // Sofrware serial library
#include "HX711.h" // HX711 lib. https://github.com/bogde/HX711
#include <EEPROM.h> // EEPROM lib.
HX711 scale0(10, 14);
HX711 scale1(11, 14);
HX711 scale2(12, 14);
#define SENSORCNT 3
HX711 *scale[SENSORCNT];
SoftwareSerial mySerial(5, 4); // Set I/O-port TXD, RXD of GSM-shield
byte pin2sleep=15; // Set powerON/OFF pin
float delta00; // delta weight from start
float delta10;
float delta20;
float delta01; // delta weight from yesterday
float delta11;
float delta21;
float raw00; //raw data from sensors on first start
float raw10;
float raw20;
float raw01; //raw data from sensors on yesterday
float raw11;
float raw21;
float raw02; //actual raw data from sensors
float raw12;
float raw22;
word calibrate0=20880; //calibration factor for each sensor
word calibrate1=20880;
word calibrate2=20880;
word daynum=0; //numbers of day after start
int notsunset=0;
boolean setZero=false;
float readVcc() { // Read battery voltage function
long result1000;
float rvcc;
result1000 = analogRead(A5);
rvcc=result1000;
rvcc=6.6*rvcc/1023;
return rvcc;
}
void setup() { // Setup part run once, at start
pinMode(13, OUTPUT); // Led pin init
pinMode(2, INPUT_PULLUP); // Set pullup voltage
Serial.begin(9600);
mySerial.begin(115200); // Open Software Serial port to work with GSM-shield
pinMode(pin2sleep, OUTPUT);// Itit ON/OFF pin for GSM
digitalWrite(pin2sleep, LOW); // Turn ON modem
delay(16000); // Wait for its boot
scale[0] = &scale0; //init scale
scale[1] = &scale1;
scale[2] = &scale2;
scale0.set_scale();
scale1.set_scale();
scale2.set_scale();
delay(200);
setZero=digitalRead(2);
if (EEPROM.read(500)==EEPROM.read(501) || setZero) // first boot/reset with hiding photoresistor
//if (setZero)
{
raw00=scale0.get_units(16); //read data from scales
raw10=scale1.get_units(16);
raw20=scale2.get_units(16);
EEPROM.put(500, raw00); //write data to eeprom
EEPROM.put(504, raw10);
EEPROM.put(508, raw20);
for (int i = 0; i <= 24; i++) { //blinking LED13 on reset/first boot
digitalWrite(13, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(13, LOW);
delay(500);
}
}
else {
EEPROM.get(500, raw00); // read data from eeprom after battery change
EEPROM.get(504, raw10);
EEPROM.get(508, raw20);
digitalWrite(13, HIGH); // turn on LED 13 on 12sec.
delay(12000);
digitalWrite(13, LOW);
}
delay(200); // Test SMS at initial boot
//
mySerial.println("AT+CMGF=1"); // Send SMS part
delay(2000);
mySerial.print("AT+CMGS="");
mySerial.print(phone_no);
mySerial.write(0x22);
mySerial.write(0x0D); // hex equivalent of Carraige return
mySerial.write(0x0A); // hex equivalent of newline
delay(2000);
mySerial.println("INITIAL BOOT OK");
mySerial.print("V Bat= ");
mySerial.println(readVcc());
if (readVcc()<3.5) {mySerial.print("!!! CHARGE BATTERY !!!");}
delay(500);
mySerial.println (char(26));//the ASCII code of the ctrl+z is 26
delay(3000);
//
raw02=raw00;
raw12=raw10;
raw22=raw20;
//scale0.power_down(); //power down all scales
//scale1.power_down();
//scale2.power_down();
}
void loop() {
attachInterrupt(0, NULL , RISING); // Interrupt on high lewel
set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); //Set ARDUINO sleep mode
digitalWrite(pin2sleep, HIGH); // Turn OFF GSM-shield
delay(2200);
digitalWrite(pin2sleep, LOW); // Turn OFF GSM-shield
delay(2200);
digitalWrite(pin2sleep, HIGH);
digitalWrite(13, LOW);
scale0.power_down(); //power down all scales
scale1.power_down();
scale2.power_down();
delay(90000);
sleep_mode(); // Go to sleep
detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(0)); // turn off external interrupt
notsunset=0;
for (int i=0; i <= 250; i++){
if ( !digitalRead(2) ){ notsunset++; } //is a really sunset now? you shure?
delay(360);
}
if ( notsunset==0 )
{
digitalWrite(13, HIGH);
digitalWrite(pin2sleep, LOW); // Turn-ON GSM-shield
scale0.power_up(); //power up all scales
scale1.power_up();
scale2.power_up();
raw01=raw02;
raw11=raw12;
raw21=raw22;
raw02=scale0.get_units(16); //read data from scales
raw12=scale1.get_units(16);
raw22=scale2.get_units(16);
daynum++;
delta00=(raw02-raw00)/calibrate0; // calculate weight changes
delta01=(raw02-raw01)/calibrate0;
delta10=(raw12-raw10)/calibrate1;
delta11=(raw12-raw11)/calibrate1;
delta20=(raw22-raw20)/calibrate2;
delta21=(raw22-raw21)/calibrate2;
delay(16000);
mySerial.println("AT+CMGF=1"); // Send SMS part
delay(2000);
mySerial.print("AT+CMGS="");
mySerial.print(phone_no);
mySerial.write(0x22);
mySerial.write(0x0D); // hex equivalent of Carraige return
mySerial.write(0x0A); // hex equivalent of newline
delay(2000);
mySerial.print("Turn ");
mySerial.println(daynum);
mySerial.print("Hive1 ");
mySerial.print(delta01);
mySerial.print(" ");
mySerial.println(delta00);
mySerial.print("Hive2 ");
mySerial.print(delta11);
mySerial.print(" ");
mySerial.println(delta10);
mySerial.print("Hive3 ");
mySerial.print(delta21);
mySerial.print(" ");
mySerial.println(delta20);
mySerial.print("V Bat= ");
mySerial.println(readVcc());
if (readVcc()<3.5) {mySerial.print("!!! CHARGE BATTERY !!!");}
delay(500);
mySerial.println (char(26));//the ASCII code of the ctrl+z is 26
delay(3000);
}
}
A la primera línia, entre cometes char phone_no[]="+123456789012"; - en comptes del 123456789012 posem el nostre número de telèfon amb el codi del país al qual s'enviarà l'SMS.
Ara premem el botó de verificació (a sobre del número u de la captura de pantalla de dalt) - si a sota (a sota dels tres de la pantalla) "La compilació s'ha completat" - llavors podem flashejar el microcontrolador.
Per tant, USB-TTL està connectat a ARDUINO i a un ordinador, posem una bateria carregada al suport (normalment en un arduino nou, el LED comença a parpellejar amb una freqüència d'un cop per segon).
Ara el firmware - estem entrenant per prémer el botó vermell (plata) del microcontrolador - això s'haurà de fer estrictament en un moment determinat !!!
Menjar? Feu clic al botó "Pujar" (a sobre dels dos a la captura de pantalla) i mireu amb atenció la línia de la part inferior de la interfície (a sota dels tres de la pantalla).
Tan bon punt la inscripció "compilació" es substitueixi per "carrega" - premeu el botó vermell (restabliment) - si tot està bé - els llums de l'adaptador USB-TTL parpellegen alegrement i, a la part inferior de la interfície, la inscripció "Cargat "
Ara, mentre estem esperant que arribi l'SMS de prova al telèfon, us explicaré com funciona el programa:
A la foto: la segona versió del suport de depuració.
Quan s'activa per primera vegada, el sistema verifica els bytes número 500 i 501 de l'EEPROM, si són iguals, les dades de calibratge no s'escriuen i l'algorisme passa a la secció de configuració.
El mateix passa si, quan s'encén, la fotoresistència està ombrejada (amb una tapa de llapis): s'activa el mode de restabliment.
Les cèl·lules de càrrega ja haurien d'estar instal·lades sota els ruscs, ja que simplement fixem el nivell inicial de zero i després mesurem el canvi de pes (ara només arribarà a zeros, ja que encara no hem connectat res).
Al mateix temps, el LED integrat del pin 13 parpellejarà a l'Arduino.
Si no es produeix cap restabliment, el LED s'il·lumina durant 12 segons.
Després d'això, s'envia un SMS de prova amb el missatge "INITIAL BOOT OK" i el voltatge de la bateria.
El mòdul de comunicació s'apaga i, al cap de 3 minuts, la placa Arduino posa les plaques ADC HX711 en mode de repòs i s'adorm per si mateixa.
Aquest retard es fa per no captar capses d'un mòdul GSM en funcionament (després d'apagar-lo, "fona" durant un temps).
A continuació, tenim una interrupció del sensor fotogràfic al segon pin (la pullup positiva està habilitada amb la funció pullup).
Al mateix temps, després d'activar-se durant 3 minuts més, es comprova l'estat de la fotoresistència, per excloure els positius repetits o falsos.
És evident que, sense cap ajust, el sistema funciona 10 minuts després de la posta de sol astronòmica en temps ennuvolat i 20 minuts més tard en temps clar.
Sí, perquè el sistema no es reiniciï cada vegada que s'encén, com a mínim s'ha de connectar el primer mòdul HX711 (pins DT-D10, SCK-A0)
A continuació, es prenen les lectures de les cèl·lules de càrrega, es calcula el canvi de pes a partir de l'operació anterior (el primer número de la línia després de Hive) i a partir de la primera inclusió, es comprova la tensió de la bateria i s'envia aquesta informació en forma de SMS:
Per cert, has rebut un missatge de text? Felicitats! Estem al mig del camí! La bateria encara es pot treure del suport, no necessitarem més l'ordinador.
Per cert, el centre de control de la missió va resultar tan compacte que pot cabre en un pot de maionesa, en el meu cas una caixa translúcida de 30x60x100mm (de targetes de visita) encaixava perfectament.
Sí, el sistema de dormir consumeix ~ 2.3 mA - 90% a causa del mòdul de comunicació - no s'apaga completament, però entra en mode d'espera.
Passem a la fabricació de sensors, per començar, toquem la disposició dels sensors:
Aquest és el pla del rusc - vista superior.
Clàssicament, s'instal·len 4 sensors a les cantonades (1,2,3,4)
Mesurarem de manera diferent. O millor dit, fins i tot d'una tercera manera. Perquè els nois de BroodMinder ho fan de manera diferent:
En aquest disseny, els sensors s'instal·len a les posicions 1 i 2, els punts 3,4 i XNUMX descansen sobre el feix.
Aleshores, els sensors només representen la meitat del pes.
Sí, aquest mètode té menys precisió, però encara és difícil imaginar que les abelles construïssin tots els marcs amb "llengües" de bresques al llarg d'una paret del rusc.
Per tant, proposo reduir generalment els sensors al punt 5; aleshores no cal protegir el sistema i, quan utilitzeu ruscs lleugers, podeu fer-ho amb un sensor.
En general, es van provar dos tipus de mòduls a l'HX711, dos tipus de sensors i dues opcions per a la seva connexió: amb un pont de Wheatstone complet (2 sensors) i amb la meitat, quan la segona part es complementa amb resistències d'1k amb un tolerància del 0.1%.
Però aquest últim mètode no és desitjable i ni tan sols recomanat pels fabricants de sensors, així que només descriuré el primer.
Per tant, en un rusc instal·larem dues cel·les de càrrega i un mòdul HX711, el diagrama de cablejat és el següent:
Des de la placa ADC fins a l'arduino hi ha 5 metres d'un cable telefònic de 4 nuclis - .
En general, deixem "cues" de 8 cm als sensors, netegem el parell trenat i ho dessoldem tot com a la foto de dalt.
Abans de començar la fusteria, poseu la cera/parafina en un recipient adequat per fondre al bany maria.
Ara agafem la nostra fusta i la dividim en tres segments de 100 mm cadascun
A continuació, marquem una ranura longitudinal de 25 mm d'ample, 7-8 mm de profunditat, utilitzem una serra per a metalls i un cisell per eliminar l'excés: hauria de sortir un perfil en forma d'U.
S'ha escalfat la cera? - submergim les nostres taules ADC allà - això els protegirà de la humitat / boira:
Ho col·loquem tot sobre una base de fusta (cal tractar-ho amb un antisèptic de la descomposició):
I finalment, arreglem els sensors amb cargols autorroscants:
Hi havia una altra opció amb cinta elèctrica blava, però per raons d'humanitat no la menciono 😉
Des del costat d'Arduino, feu el següent:
Netegem els cables telefònics, enrosquem els cables de colors, juguem trucs.
Després d'això, soldeu els contactes de la placa com a la foto:
Això és tot, ara per a la verificació final, posem els sensors als sectors del cercle, a la part superior: un tros de fusta contraxapada, reiniciem el controlador (posem la bateria amb una tapa de ploma al fotodíode).
Al mateix temps, el LED de l'arduino hauria de parpellejar i hauria d'arribar un SMS de prova.
Després traiem el tap de la fotocèl·lula, i anem a recollir aigua en una ampolla de plàstic d'1.5 litres.
Posem l'ampolla sobre fusta contraxapada i si ja han passat uns quants minuts des de l'encesa, tornem a posar el tap a la fotoresistència (simulant una posta de sol).
Després de tres minuts, el LED de l'arduino s'il·luminarà i hauríeu de rebre un SMS amb valors de pes d'aproximadament 1 kg en totes les posicions.
Felicitats! el sistema s'ha muntat amb èxit!
Si ara forcem el sistema a funcionar de nou, s'obtindran zeros a la primera columna del pes.
Sí, en condicions reals és desitjable orientar la fotoresistència verticalment cap amunt.
Ara donaré un breu manual d'ús:
- Instal·leu cèl·lules de càrrega sota les parets posteriors de les arnes (substituïu una biga / tauler de ~ 30 mm de gruix sota les frontals)
- Ombreu la fotoresistència i col·loqueu la bateria: el LED hauria de parpellejar i un SMS de prova hauria de venir amb el text "INITIAL BOT OK"
- Col·loca el bloc central a la màxima distància dels ruscs i perquè els cables no interfereixin a l'hora de treballar amb les abelles.
Cada vespre, després de la posta de sol, els SMS arribaran amb un canvi de pes per dia i des del llançament.
Quan la tensió de la bateria arribi als 3.5 V, l'SMS acabarà amb la línia "!!! CARREGA LA BATERIA!!!"
El temps de funcionament d'una bateria amb una capacitat de 2600 mAh és d'aproximadament un mes.
En cas de substitució de la bateria, els canvis de pes diaris dels ruscs no es memoritzen.
Què serà el següent?
- Descobriu com organitzar tot això en un projecte per a github
- Tenir 3 colònies d'abelles als ruscs del sistema Palivoda (o amb banyes a la gent)
- Afegiu "bollos": mesura de la humitat, la temperatura i, el més important, l'anàlisi del brunzit de les abelles.
Això és tot per ara, sincerament teu, apicultor elèctric Andrey
Font: www.habr.com