Не, ово није комерцијална понуда, ово је цена компоненти система које можете саставити након читања чланка.
Мало позадине:
Пре неког времена сам одлучио да набавим пчеле, и оне су се појавиле... током целе сезоне, али нису изашле из зимнице.
И то упркос чињеници да се чинило да све ради како треба - јесење допунско храњење, изолација пре хладног времена.
Кошница је била класични дрвени систем „Дадан“ са 10 рамова од дасака дебљине 40 мм.
Али те зиме, због температурних колебања, чак и искусни пчелари изгубили су много више него обично.
Тако је настала идеја о систему за праћење стања кошнице.
Након што сам објавио неколико чланака на Хабру и комуницирао на форуму пчелара, одлучио сам да пређем од једноставног ка сложеном.
Тежина је једини неоспоран параметар, али по правилу постојећи системи прате само једну „референтну“ кошницу.
Ако нешто крене наопако (на пример, одлазак роја, болест пчела), онда индикатори постају небитни.
Због тога је одлучено да се прати промена тежине три кошнице одједном помоћу једног микроконтролера, а касније додају друге „доброте“.
Резултат је био аутономни систем са временом рада од око месец дана на једном пуњењу батерије 18650 и слањем статистике једном дневно.
Покушао сам да поједноставим дизајн што је више могуће како би се могао поновити и без дијаграма, само са фотографија.
Логика рада је следећа: приликом првог покретања/ресетовања, очитавања сензора инсталираних испод кошница се чувају у ЕЕПРОМ-у.
Затим, сваког дана, након заласка сунца, систем се „буди“, чита очитавања и шаље СМС са променом тежине за дан и од тренутка када је укључен.
Поред тога, преноси се вредност напона батерије, а када падне на 3.5В, издаје се упозорење о потреби пуњења, јер се испод 3.4В комуникациони модул не укључује, а очитавања тежине већ „испливају“.
„Сећате ли се како је све почело. Све је било по први пут и поново.”
Да, то је управо сет хардвера који је првобитно био, иако су до коначне верзије преживјели само мерачи напрезања и жице, али прво.
У ствари, не треба вам калем кабла, само се испоставило да је иста цена као и 30м равно.
Ако се не плашите демонтаже 3 СМД ЛЕД-а и пола стотине тачака конвенционалног (излазног) лемљења, онда идите!
Дакле, биће нам потребан следећи сет опреме/материјала:
- Ардуино Про Мини 3В
Треба обратити пажњу на микроколо линеарног претварача - требало би да буде тачно 3.3В - на чипу са ознаком КБ 33/ЛБ 33/ДЕ А10 - мој Кинез је нешто погрешио, и цела серија
Испоставило се да плоче у продавници имају 5-волтне регулаторе и кристале од 16МХз. - УСБ-Ттл на ЦХ340 чипу - можете чак користити и 5-волтни, али онда док трепери микроконтролер, Ардуино ће морати да се искључи са ГСМ модула како не би спалио овај други.
Плоче засноване на ПЛ2303 чипу не раде под Виндовс 10. - ГСМ комуникациони модул Гооуу Тецх ИОТ ГА-6-Б или АИ-ТХИНКЕР А-6 Мини.
Зашто си ту стао? Неоваи М590 - дизајнер који захтева одвојене плесове са тамбурама, ГСМ СИМ800Л - није волео нестандардни ниво логике од 2.8 В, који захтева координацију чак и са троволтним Ардуином.
Поред тога, решење из АиТхинкер-а има минималну потрошњу енергије (нисам видео струју већу од 100мА приликом слања СМС-а). - ГСМ ГПРС 3ДБИ антена (на слици изнад - правоугаони шал са "репом", на 9 сати)
- Почетни пакет оператера са добром покривеношћу на локацији вашег пчелињака.
Да, пакет се прво мора активирати у обичном телефону, ОНЕМОГУЋИТИ ЗАХТЕВ ЗА ПИН при уласку и допунити свој рачун.
Сада постоји много опција са именима у стилу „Сензор“, „ИоТ“ - имају нешто нижу претплату. - дупонт жица 20цм женска-женска - 3 ком. (да повежете Ардуино на УСБ-ТТЛ)
- 3 ком. ХКС711 - АДЦ за ваге
- 6 ћелија за оптерећење за тежине до 50 кг
- 15 метара 4-жилног телефонског кабла - за повезивање модула тежине на АРДУИНО.
- Фоторезистор ГЛ5528 (ово је најважнији, отпорности на таму од 1 МΩ и отпорности на светлост од 10-20 кΩ) и два обична отпорника од 20 кΩ
- Комад двостране "дебеле" траке 18к18мм - за причвршћивање Ардуина на комуникациони модул.
- Држач батерије 18650 и, у ствари, сама батерија су ~2600мАх.
- Мало воска или парафина (арома лампа за свеће-таблете) - за заштиту од влаге ХКС711
- Комад дрвене греде 25к50к300мм за подножје мерача напрезања.
- Десетак вијака за самопрезивање са подлошком 4,2к19 мм за причвршћивање сензора на основу.
Батерија се може узети из растављања лаптопа - неколико пута је јефтинија од нове, а капацитет ће бити много већи од кинеског УлтраФире-а - добио сам 1500 наспрам 450 (ово је 6800 за ватру 😉
Поред тога, биће вам потребне мирне руке, лемилица ЕПСН-25, колофонијум и ПОС-60 лем.
Још пре 5 година користио сам совјетско лемило са бакарним врхом (станице за лемљење нису радиле за мене - узео сам га на пробну вожњу и завршио коло са ЕПСН-ом).
Али након његовог неуспеха и неколико кинеских монструозних фалсификата, ова потоња је названа Спарта - ствар која је озбиљна колико и њено име, престала је
на производу са термостатом.
Па идемо!
За почетак одлемимо две ЛЕД диоде из ГСМ модула (место где су се налазиле заокружено је наранџастим овалом)
Убацујемо СИМ картицу са контактним подлогама у штампану плочу, закошени угао на фотографији је означен стрелицом.
Затим спроводимо сличну процедуру са ЛЕД диодом на Ардуино плочи (овално лево од квадратног чипа),
Залемите чешаљ на четири контакта (1),
Узимамо два отпорника од 20к, увијамо водове на једној страни, лемимо увртање у рупу пина А5, преостали водови су у РАВ и ГНД ардуина (2),
Ноге фотоотпорника скраћујемо на 10 мм и лемимо на ГНД и Д2 пинове плоче (3).
Сада је време за плаву електричну траку двостране траке - лепимо је на држач СИМ картице комуникационог модула, а на врху - Ардуино - црвено (сребрно) дугме је окренуто према нама и налази се изнад СИМ картице.
Лемимо напајање: плус од кондензатора комуникационог модула (4) на РАВ ардуино пин.
Чињеница је да сам комуникациони модул захтева 3.4-4.2В за своје напајање, а његов ПВР контакт је повезан са степ-довн конвертором, тако да за рад од ли-јона, напон мора да се испоручује заобилазећи овај део кола.
У Ардуину, напротив, напајамо преко линеарног претварача - при малој потрошњи струје пад напона је 0.1В.
Али снабдевањем стабилизованог напона на модуле ХКС711, ослобађамо се потребе да их модификујемо на нижи напон (и истовремено од повећања буке као резултат ове операције).
Затим лемимо краткоспојнике (5) између пинова ПВР-А1, УРКС-Д4 и УТКС-Д5, уземљимо ГНД-Г (6) и на крају напајање из држача батерије 18650 (7), повежемо антену (8).
Сада узимамо УСБ-ТТЛ конвертор и повезујемо РКСД-ТКСД и ТКСД-РКСД, ГНД-ГНД контакте са Дупонт жицама на АРДУИНО (чешаљ 1):
Фотографија изнад приказује прву верзију (од три) система, која је коришћена за отклањање грешака.
Али сада ћемо се мало одморити од лемилице и прећи на софтверски део.
Описаћу редослед радњи за Виндовс:
Прво морате преузети и инсталирати/распаковати програм — тренутна верзија је 1.8.9, али ја користим 1.6.4
Ради једноставности, распакујемо архиву у фасциклу Ц: ардуино - „број_ваше_верзије“, унутра ћемо имати директоријуме /дист, драјвере, примере, хардвер, јава, либ, библиотеке, референце, алате, као и извршну датотеку ардуино (међу другима).
Сада нам је потребна библиотека за рад са АДЦ-ом — зелено дугме „клонирај или преузми“ — преузми ЗИП.
Садржај (фасцикла ХКС711-мастер) се налази у директоријуму Ц:ардуино-библиотеке „број_ваше_верзије“
И наравно возач за са истог гитхуб-а - из распаковане архиве, инсталација се једноставно покреће са СЕТУП датотеком.
Ок, хајде да покренемо и конфигуришемо програм Ц:ардуино-“иоур_версион_нумбер”ардуино
Идите на ставку „Алати“ - изаберите плочу „Ардуино Про или Про Мини“, Атмега 328 3.3В 8 МХз процесор, порт - број који није системски ЦОМ1 (појављује се након инсталирања драјвера ЦХ340 са УСБ-ТТЛ адаптером повезан)
Ок, копирајте следећу скицу (програм) и налепите је у Ардуино ИДЕ прозор
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);
}
}
У првом реду, под наводницима, цхар пхоне_но[]=”+123456789012″; — уместо 123456789012 унесите свој број телефона са позивним бројем земље на коју ће бити послат СМС.
Сада притиснемо дугме за потврду (изнад броја један на слици изнад) - ако на дну (испод броја три на екрану) "Компилација је завршена" - онда можемо да флешујемо микроконтролер.
Дакле, УСБ-ТТЛ је повезан на АРДУИНО и рачунар, ставите напуњену батерију у држач (обично ЛЕД на новом Ардуину почне да трепери једном у секунди).
Сада за фирмвер - тренирамо да притиснемо црвено (сребрно) дугме микроконтролера - то ће у одређеном тренутку морати да се уради стриктно!!!
јести? Кликните на дугме „Учитај“ (изнад два на снимку екрана) и пажљиво погледајте линију на дну интерфејса (испод три на снимку екрана).
Чим се натпис „компилација“ промени у „преузимање“, притисните црвено дугме (ресетујте) - ако је све у реду, лампице на УСБ-ТТЛ адаптеру ће радосно трептати, а на дну интерфејса натпис „Отпремљено ”
Сада, док чекамо да пробни СМС стигне на телефон, рећи ћу вам како програм функционише:
Фотографија приказује другу верзију постоља за отклањање грешака.
Када се први пут укључи, систем проверава бајтове број 500 и 501 ЕЕПРОМ-а; ако су једнаки, онда се подаци о калибрацији не снимају и алгоритам прелази на одељак за подешавање.
Иста ствар се дешава ако је, када је укључен, фотоотпорник засенчен (поклопцем оловке) - активира се режим ресетовања.
Мерне ћелије би већ требало да буду постављене испод кошница, пошто једноставно фиксирамо почетни нулти ниво и затим меримо промену тежине (сада ће нуле тек доћи, пошто још ништа нисмо повезали).
У исто време, уграђени ЛЕД пин 13 ће почети да трепери на Ардуину.
Ако се ресетовање не деси, ЛЕД светли 12 секунди.
Након тога, шаље се тест СМС са поруком „ИНИТИАЛ БООТ ОК“ и напоном батерије.
Комуникациони модул се искључује, а након 3 минута Ардуино плоча ставља ХКС711 АДЦ плоче у режим мировања и сама заспи.
Ово одлагање је направљено да се не би чуле сметње од радног ГСМ модула (након искључивања, он се неко време „мучи“).
Затим имамо прекид фото сензора на другом пину (функција плус је омогућена).
У овом случају, након окидања, стање фотоотпорника се проверава још 3 минута - да би се елиминисало поновљено/лажно окидање.
Оно што је типично је да се без икаквог подешавања систем активира 10 минута након астрономског заласка сунца по облачном времену и 20 минута по ведром времену.
Да, тако да се систем не ресетује сваки пут када се укључи, барем први ХКС711 модул (пинови ДТ-Д10, СЦК-А0) мора бити повезан
Затим се узимају очитавања мерача напрезања, израчунава се промена тежине из претходне операције (први број у реду после Хиве) и од првог активирања се проверава напон батерије и ова информација се шаље као СМС:
Успут, да ли сте примили СМС? Честитам! На пола смо пута! Батерија се за сада може извадити из држача; рачунар нам више неће бити потребан.
Иначе, контролни центар мисије се показао толико компактним да се може ставити у теглу мајонеза, у мом случају, провидна кутија димензија 30к60к100мм (са визиткарте) савршено се уклапа.
Да, систем за спавање троши ~2.3мА – 90% због комуникационог модула – не искључује се у потпуности, већ прелази у режим приправности.
Почнимо да правимо сензоре; прво, хајде да се дотакнемо распореда сензора:
Ово је план кошнице - поглед одозго.
Класично, 4 сензора су уграђена у углове (1,2,3,4)
Мерићемо другачије. Или боље речено, чак и на трећи начин. Јер момци из БроодМиндер то раде другачије:
У овом дизајну, сензори су инсталирани на позицијама 1 и 2, тачке 3,4 и XNUMX почивају на греди.
Тада сензори чине само половину тежине.
Да, ова метода је мање тачна, али је ипак тешко замислити да би пчеле све оквире саградиле „језицима“ саћа дуж једног зида кошнице.
Дакле, предлажем да се сензори доведу у тачку 5 – тада нема потребе за заклањањем система, а када се користе светлосне кошнице, потпуно је неопходно задовољити се једним сензором.
Генерално, тестирали смо два типа модула на ХКС711, два типа сензора и две опције за њихово повезивање - са пуним Вхеатстонеовим мостом (2 сензора) и са половином, када је други део допуњен са 1к отпорницима са толеранција од 0.1%.
Али овај други метод је непожељан и не препоручују га чак ни произвођачи сензора, тако да ћу описати само прву.
Дакле, за једну кошницу ћемо уградити два мерача напрезања и један ХКС711 модул, дијаграм ожичења је следећи:
Постоји 5 метара 4-жичног телефонског кабла од АДЦ плоче до Ардуина - .
Генерално, на сензорима остављамо „репове“ од 8 цм, скинемо упредени пар и лемимо све као на слици изнад.
Пре него што почнете са столарским делом, ставите восак/парафин у одговарајућу посуду да се растопи у воденом купатилу.
Сада узимамо наше дрво и поделимо га на три дела од по 100 мм
Затим обележавамо уздужни жлеб ширине 25 мм, дубине 7-8 мм, уклањамо вишак помоћу тестере и длета - требало би да се појави профил у облику слова У.
Да ли је восак загрејан? — тамо умочимо наше АДЦ плоче — ово ће их заштитити од влаге/магле:
Све то постављамо на дрвену подлогу (мора се третирати антисептиком како би се спречило труљење):
И на крају, сензоре поправљамо вијцима за самопрезивање:
Постојала је и опција са плавом изолационом траком, али је из хуманих разлога не представљам 😉
Са Ардуино стране радимо следеће:
Скидамо наше телефонске каблове, увијамо обојене жице заједно и калајишемо их.
Након тога, лемите контакте на плочи као на слици:
То је то, сада за коначну проверу, стављамо сензоре у секторе круга, комад шперплоче на врх, ресетујемо контролер (на фотодиоду стављамо батерију са поклопцем).
Истовремено, ЛЕД на Ардуину треба да трепери и треба да стигне тест СМС.
Затим уклоните поклопац са фотоћелије и напуните воду у пластичну флашу од 1.5 литара.
Боцу стављамо на шперплочу и ако је већ прошло неколико минута откако је укључена, вратимо поклопац на фотоотпорник (симулирајући залазак сунца).
Након три минута, ЛЕД на Ардуину ће се упалити и требало би да добијете СМС са вредностима тежине од око 1 кг у свим позицијама.
Честитам! Систем је успешно монтиран!
Ако сада присилимо систем да поново ради, онда ће прва колона тежине имати нуле.
Да, у реалним условима препоручљиво је оријентисати фотоотпорник вертикално нагоре.
Сада ћу дати кратко упутство за употребу:
- Инсталирајте мераче напрезања испод задњих зидова кошница (испод предњих поставите греду/даску дебљине ~30 мм)
- Засенчите фотоотпорник и инсталирајте батерију - ЛЕД би требало да трепери и требало би да добијете тест СМС са текстом „ИНИТИАЛ БООТ ОК“
- Централну јединицу поставите на максимално растојање од кошница и тако да жице не ометају при раду са пчелама.
Сваке вечери, након заласка сунца, добићете СМС са променама ваше тежине за дан и од тренутка лансирања.
Када напон батерије достигне 3.5В, СМС ће се завршити линијом „!!! НАПУНИ БАТЕРИЈУ!!!"
Време рада на једној батерији од 2600мАх је око месец дана.
Ако се батерија замени, дневне промене тежине кошница се не памте.
Шта је следеће?
- Смислите како све ово ставити у пројекат за гитхуб
- Покренути 3 пчелиње породице у кошницама система Паливода (или рогате у народу)
- Додајте „земље“ - мерење влажности, температуре и што је најважније - анализирање зујања пчела.
То је све за сада, искрено Ваш, електрични пчелар Андреј
Извор: ввв.хабр.цом