Physik und Technik Zeug
Wir wissen, dass viele von Ihnen gerne herumexperimentieren. Daher gibt es hier für interessierte und motivierte Studenten mehr Informationen und DIY-Software.
BLE-Werbungsinformationen
Hinweis: Wenn Sie Vorschläge zur Verbesserung der Erklärung haben, nutzen Sie bitte die Details.
Für die tapferen Seelen mit dem Mut, ihre eigenen Datenerfassungsgeräte zu erstellen, stellen wir Informationen zum BLE-Werbeprotokoll bereit, das BroodMinder verwendet. Tatsächlich nutzen unsere eigenen BroodMinder-CELL, WiFi und -SubHub die Werbung, um die Geräte abzuhören und die Daten direkt an MyBroodMinder.com weiterzuleiten.
Es gibt mehrere gute BLE-Explorer-Programme. Unsere Favoriten sind:
- Android & iOS – nrfConnect von Nordic Semiconductor. Die Android-Version ist am besten, aber wir verwenden beide die ganze Zeit. Es verfügt über eine schöne Funktion zur Signalpegeldiagrammierung.
- PC – Bluetooth LE Explorer von Microsoft. Leider zeigt dieses Programm die Werbedaten nicht an.
- Mac – BlueSee – Diese App scheint gut zu funktionieren und zeigt die Herstellerdaten im Werbepaket an.
Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass die ersten 3 Bytes der Gerätekennung immer 06:09:16 sind, gefolgt von der bestimmten Gerätekennung, die immer Modell:ID:ID ist. Einige Geräte (iOS & Mac) verbergen die wahre ID, daher nehmen wir diese auch im Namenfeld im erweiterten Werbepaket auf.
Aufbau des Werbepakets für BroodMinder
Wenn Sie Werbepakete von BLE lesen, können Sie BroodMinder-Produkte anhand der folgenden Merkmale identifizieren.
Die Daten werden ungefähr so aussehen. – dieses Beispiel stammt von Gerät 43:30:07
GAP-Scan-Antwortereignis ------------------------------------------------------------------------------------
ble_evt_gap_scan_response: rssi=-77, packet_type=0, sender=[ 07 30 43 80 07 00 ], address_type=0, bond=255, data=[ 02 01 06 02 0a 03 18 ff 8d 02 2b 15 02 00 02 21 00 d0 62 00 ff 7f 05 80 37 07 30 43 00 00 00 ]
Hinweis: Werte sind Dezimalwerte, es sei denn, sie werden von 0x vorangestellt.
1) Überprüfen Sie die "Herstellerspezifische Daten"-Flagge Bytes 6,7 = 0x18, 0xff
2) Überprüfen Sie, ob IF, LLC der Hersteller ist Bytes 8,9 = 0x8d, 0x02
Bytes 10-29 sind die Daten von BroodMinder, wie unten beschrieben. DeviceModelIFllc_1 = 0x2b (43d = Skala) DeviceVersionMinor_1 = 0x15 (21d) DeviceVersionMajor_1 = 0x02 (FW 2.21) Elapsed_2V2 = 0x21 (33d) Temperature_2V2 = 0x62d0 WeightL_2V2 = 0x7FFF WeightR_2V2 = 0x8005
Die Zuordnung für alle Modelle finden Sie auf der nächsten Seite
| PRIMARY | ||||
|---|---|---|---|---|
| Byte | Typ | Wert | Parameter | |
| 0 | Ad-Feldlänge | 02 | ||
| 1 | Feldtyp | 01 | Verbindbar | |
| 2 | Wert | 06 | LE Allgemeine Entdeckung, Verbindbar, Einzelmodusgerät | |
| 3 | Ad-Feldlänge | 02 | ||
| 4 | Feldtyp | 0A | Sendeleistung | |
| 5 | Wert | 03 | Leistung in dB | |
| 6 | Ad-Feldlänge | 24 | ||
| 7 | Feldtyp | FF | Herstellerdaten | |
| 8 | Wert | 8d | IF, LLC = 0x028d, 653 | |
| 9 | Wert | 02 | IF, LLC = 0x028d, 653 | |
| 10 | Wert | Modell | ||
| 11 | Wert | Versions-Minor | ||
| 12 | Wert | Versions-Major | ||
| 13 | Wert | Echtzeit-Temperatur1 | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 14 | Wert | Batterie | ||
| 15 | Wert | Vergangen | ||
| 16 | Wert | Vergangen | ||
| 17 | Wert | Temperatur | 47& oben in Celsius + 5000 | |
| 18 | Wert | Temperatur | ||
| 19 | Wert | Echtzeit Temp2 | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 20 | Wert | GewichtL | ||
| 21 | Wert | GewichtL | ||
| 22 | Wert | GewichtR | ||
| 23 | Wert | GewichtR | ||
| 24 | Wert | Luftfeuchtigkeit | wird 0 sein für 41/47/49/52 | |
| 25 | Wert | GewichtL2/SM_Zeit0 | 49/57/58 (XLR) | |
| 26 | Wert | GewichtL2/SM_Zeit1 | 49/57/58 (XLR) | |
| 27 | Wert | GewichtR2/SM_Zeit2 | 49/57/58 (XLR) | |
| 28 | Wert | GewichtR2/SM_Zeit3 | 49/57/58 (XLR) | |
| 29 | Wert | Echtzeit Gesamtgewicht / Schwarm Status | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 30 | Wert | Echtzeit Gesamtgewicht | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| SEKUNDÄR | Erweitertes Werbepaket | |||
| Byte | Typ | Wert | Parameter | |
| 0 | Ad Feldlänge | 09 | ||
| 1 | Typ | 09 | Vollständiger lokaler Name | |
| 2 | 4' | ASCII-Name | ||
| 3 | 2' | |||
| 4 | :' | |||
| 5 | 0' | |||
| 6 | 0' | |||
| 7 | :' | |||
| 8 | 0' | |||
| 9 | 0' |
Hinweis: BRM52 BroodMinder-SubHub unterscheidet sich wie unten erklärt.
Hier sind die Gleichungen
if (ModelNumber == 41 | ModelNumber == 42 | ModelNumber == 43)
{
TemperaturGradF = e.data[byteNumAdvTemperature_2V2] + (e.data[byteNumAdvTemperature_2V2 + 1] << 8);
TemperaturGradF = (TemperaturGradF / Math.Pow(2, 16) * 165 - 40) * 9 / 5 + 32;
}
else
{
double TemperaturGradC = e.data[byteNumAdvTemperature_2V2] + (e.data[byteNumAdvTemperature_2V2 + 1] << 8);
TemperaturGradC = (TemperaturGradC - 5000) / 100;
TemperaturGradF = TemperaturGradC * 9 / 5 + 32;
}
LuftfeuchtigkeitProzent = e.data[byteNumAdvHumidity_1V2];
if (ModelNumber == 43)
{
GewichtL = e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 0] - 32767;
GewichtSkaliertL = GewichtL / 100;
GewichtR = e.data[byteNumAdvWeightR_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightR_2V2 + 0] - 32767;
GewichtSkaliertR = GewichtR / 100;
}
else if (ModelNumber == 49 | ModelNumber == 57 | ModelNumber == 58)
{
GewichtR = e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvGewichtL_2V2 + 0] - 32767;
GewichtSkaliertR = GewichtR / 100;
GewichtL = e.data[byteNumAdvGewichtR_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvGewichtR_2V2 + 0] - 32767;
GewichtSkaliertL = GewichtL / 100;
GewichtR2 = e.data[byteNumAdvGewichtL2_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvGewichtL2_2V2 + 0] - 32767;
GewichtSkaliertR2 = GewichtR2 / 100;
GewichtL2 = e.data[byteNumAdvGewichtR2_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvGewichtR2_2V2 + 0] - 32767;
GewichtSkaliertL2 = GewichtL2 / 100;
}
EchtzeitTemperatur = ((float)(e.data[byteNumAdvEchtzeitTemperatur2] * 256 + e.data[byteNumAdvEchtzeitTemperatur1] - 5000) / 100) * 9 / 5 + 32;
EchtzeitGewicht = (float)(e.data[byteNumAdvEchtzeitGewicht2] * 256 + e.data[byteNumAdvEchtzeitGewicht1] - 32767 ) / 100 ;
SM_Zeit ist die Unix-Zeit des letzten Temperaturereignisses. Zeit0 = LSB, Zeit3 = MSB, es wird die Zeit seit dem Start sein, wenn die Zeit im Gerät nicht durch eine Gerätesynchronisation festgelegt wurde.
BRM-52 BroodMinder-SubHub
Der -SubHub macht etwas trickreiche Werbung. Die Werbung ändert sich alle 5 Sekunden, um ein anderes Gerät auszusenden. Es wird alle Geräte (einschließlich sich selbst) durchlaufen und dann wiederholen.
Wir nennen diese Mock-Anzeigen. Je nach verwendetem Betriebssystem können Sie möglicherweise oder auch nicht (z. B. iOS) die echte Geräte-ID sehen (z. B. 06:09:16:52:01:23). Deshalb platzieren wir die Geräte-ID im erweiterten Werbebyte. Beachten Sie auch, dass es schwierig ist, die erweiterte Werbung für einige Geräte zu lesen, jedoch können Sie bei diesen in der Regel die echte Geräte-ID lesen.
Die Mock-ID befindet sich in Byte 13, 19 und 30. Der Prozess läuft wie folgt ab:
- Feststellen, ob es sich um einen -SubHub handelt, anhand der ID (entweder die echte ID oder die ID in der erweiterten Werbung). Es wird immer 52:xx:xx sein.
- Wenn es sich um ein "52"-Gerät handelt, parsen Sie die Bytes 13/19/30. Zum Beispiel wird 43/01/23 zu 43:01:23.
- Analysieren Sie den Rest des Werbepakets gemäß dem Gerätetyp basierend auf dem Modellbyte (Byte 10).
Ganz leicht 😉
BroodMinder-W Physik
Es gibt viele Möglichkeiten, wie die BroodMinder-Bienenstockwaage verwendet werden kann, und da sie nur einen Bruchteil des Gesamtgewichts des Bienenstocks misst, wird das Design und die Platzierung der Hilfsstütze und die Positionierung der BroodMinder-Waage zu einem integralen Bestandteil des Gesamtsystems zur Gewichtsmessung des Bienenstocks. Im Allgemeinen führt je mehr Aufwand in diese Richtung gesteckt wird, desto besser werden die Ergebnisse sein. Die unten gezeigten Bienenstockstützsysteme reichen von der einfachsten bis zur ausgefeiltesten mit der höchsten Unsicherheit bis zur niedrigsten. Es liegt am individuellen Benutzer zu entscheiden, was implementiert werden soll.
ANMERKUNG: die häufigste Fehlerquelle ist eine unzureichende Unterstützung unter der Waage. Dies kann zu seltsamem Verhalten führen, da sich der Bienenstock beim Ausdehnen und Zusammenziehen durch Sonne, Regen, Temperatur usw. krümmt. Durch Bereitstellung einer flachen Unterstützung werden die Ergebnisse verbessert. Ein einfacher Fix ist es, eine ¾-Zoll-Sperrholzplatte (oder gleichwertig) unter die Waagen zu legen.
ZUSÄTZLICHE ANMERKUNG: Wenn Sie nur den Honigfluss sehen möchten, ist eine gute Unterstützung nicht erforderlich. Sie müssen nur die täglichen Schwankungen ignorieren. Sie werden immer noch die Gesamtveränderung im Gewicht beobachten können.
a) Standardanordnung
Dies ist die Standardanordnung mit der Waage vor dem Bienenstock und einem 2×4 als Hilfsstütze (Auflagepunkt) hinten:
Hier sind einige Berechnungen zur Umgebung des Setups:
Annahmen
Das Bienenstockgewicht W ist gleichmäßig verteilt und der Schwerpunkt befindet sich in der Mitte des Bienenstocks. Der vordere Überhang des Bodenbretts wird der Einfachheit halber nicht berücksichtigt. Das Bienenstockgewicht wird als 100 % angenommen.
Berechnungen
Wenn standardmäßiges 2×4-Holz als Rückenstütze verwendet und an die Rückseite des Bienenstocks ausgerichtet wird, kann das Gesamtgewicht des Bienenstocks W aus dem Gewicht auf der Waage S wie folgt berechnet werden:
Verwenden Sie daher 2,09 als den Standard-Bienenstockskalenfaktor in der App, wenn Sie dieses Setup verwenden. Dies kann natürlich fein abgestimmt werden, sobald einige Gewichtsmessungen vorliegen.
Das Diagramm unten zeigt den Skalenkorrekturfaktor für verschiedene Skalen- und Auflagepunktanordnungen. Die X-Achse ist die Position des Auflagepunkts in Zoll von der Rückseite des Bienenstocks. Die verschiedenen Linien repräsentieren die Skalenmittellinienposition in Zoll von der Rückseite des Bienenstocks. Pfeile zeigen das obige Beispiel.
b) Alternative Anordnung 1
Basierend auf dem Obigen sollte die Hilfsstütze 1 Zoll von der Rückseite des Bienenstocks entfernt platziert werden. Es wird empfohlen, ein Profil oben auf den 2×4 zu legen. Dies erleichtert die genaue Positionierung der Hilfsstütze.
Jetzt Wir haben gleiche Hebelarme E und F, und der Korrekturfaktor der Bienenstockwaage beträgt 2,0, was standardmäßig in der mobilen App eingestellt ist. Es gibt jedoch einige andere Einflussfaktoren, die nicht übersehen werden sollten. Der tatsächliche Drehpunkt der Hilfsstütze liegt irgendwo zwischen der Rückseite des Bienenstocks und der Vorderseite der Hilfsstütze aufgrund von Variationen in der Niveauausrichtung des Stützsystems und potenzieller Verformung der 2x4 selbst.
c) Alternative Anordnung 2
Ein anderes Stützsystem kann verwendet werden, das einen definierten Drehpunkt hat und nicht von der Ausrichtung der Stützstruktur beeinflusst wird:
Nehmen Sie ein Stück Kiefer oder Eiche, ca. ¾ Zoll dick und 2 Zoll breit. Die Länge muss der Breite des Bienenstocks entsprechen. Schneiden Sie eine kleine Kerbe hinein. Die Kerbe muss so tief sein wie die Breite des Sägeblattes. Befestigen Sie dieses Stück unter der Unterseite des Bodenbretts des Bienenstocks. Richten Sie es bündig mit der Rückseite aus. Legen Sie dann ein Stück 1" x 1/8" 6061 oder 6063 Aluminiumwinkel, gleiche Länge wie der Holzstreifen, darunter, um den Bienenstock zu stützen. Die Ecke des Aluminiumwinkels ruht in der Kerbe. Die Gesamthöhe des Aluminiumwinkels und des Holzes muss gleich oder etwas größer als die Höhe der Waage sein, um sicherzustellen, dass der Bienenstock waagerecht steht oder sogar leicht nach vorne geneigt ist, um den Wasserablauf vom Bienenstockeingang weg zu gewährleisten.
d) Laterale Balance
Alle oben genannten Stützsysteme sind von einer undefinierten seitlichen Gewichtsverlagerung betroffen, da der Bienenstock auf mehr als drei Punkten ruht. Es gibt zwei Punkte vorne im Bienenstock und eine lineare Stütze hinten am Bienenstock. Dies könnte zu einer Überlastung einer der Wägezellen in der Waage führen, und daher ist in der Regel eine seitliche Ausbalancierung erforderlich, wenn das Stützsystem unter dem Bienenstock nicht eine durchgehende Plattform ist, z.B. separate Betonblöcke für vorne und hinten am Bienenstock.
Lesen Sie das Gewicht von jeder Wägezelle individuell, indem Sie in der App auf die Echtzeit-Anzeige umschalten. In diesem Modus wird das Gewicht auf der Waage als %Links, %Rechts angezeigt. Die rechte Seite der Waage ist die Seite mit dem Gerätekennzeichnungsetikett. Keine weiteren Maßnahmen sind erforderlich, wenn der L/R-Unterschied weniger als 10% beträgt.
Wenn nicht, justieren Sie die Waage auf der Seite mit dem geringeren Gewicht, bis die Gewichtsangaben übereinstimmen. Alternativ kann die Justierung auch unter der hinteren Stütze auf der gegenüberliegenden Seite der geringen Gewichtsangabe erfolgen.
e) 3-Punkt-Bienenstockstütze
Es gibt eine Möglichkeit, die Notwendigkeit einer seitlichen Ausbalancierung durch Einführung eines echten 3-Punkt-Stützsystems zu vermeiden. Die Teile sind ähnlich wie die in Anordnung 2 verwendeten, aber anstelle eines 1" Winkels benötigen Sie für diese Anordnung einen ¾" Winkel. In die Mitte des Brettes wird ein Loch mit 7/32 Zoll Durchmesser gebohrt, anstelle einer Kerbe. Als Mittelstütze wird eine ¼" x 0,5" geschlitzte Maschinenschraube verwendet. Die Schraube schneidet ihre eigenen Gewinde in das Brett. Der Schlitz im Schraubenkopf ist so ausgerichtet, dass er auf dem Rand des Aluminiumwinkels an einem einzigen Punkt ruhen kann, ohne abzurutschen.
Zwischen dem Aluminiumwinkel und dem Holzbrett besteht ein kleiner Spalt. Es muss sichergestellt werden, dass dieser Spalt über die gesamte Breite des Bienenstocks gleichmäßig ist. Die Schraube in der Mitte sollte der einzige Kontakt sein. Dadurch wird sichergestellt, dass das korrekte Gewicht gemessen wird und gleichzeitig als "Sicherheitsnetz" dient, um ein Umkippen des Bienenstocks zu verhindern, wenn eine übermäßige ungleichmäßige Belastung stattfindet, z.B. während der Bienenstockinspektionen.
f) Positionierung der BroodMinder-Waage
Der Großteil der oben genannten Punkte befasst sich mit der Hilfsstütze. Lassen Sie uns nun auf die Positionierung der Waage eingehen.
Wie in den vorherigen Abschnitten gezeigt, ist es wünschenswert, die Vorderseite der Waage mit der Vorderseite des Bienenstockkörpers auszurichten. Wenn sie weiter nach innen verschoben wird, verbessert sich die Genauigkeit auf Kosten der Bienenstockstabilität, während eine weitere Verschiebung nach außen die Genauigkeit verringert, ohne die Bienenstockstabilität wesentlich zu verbessern.
Diese Grafik zeigt den Einfluss der Waagenplatzierung auf den Waagenkorrekturfaktor und den durch eine ungenaue Positionierung der Waage eingeführten Waagenfehler. Der Einfluss beträgt 5,6 % pro Zoll.
Es empfiehlt sich, die Position der Waage auf dem Bodenbrett des Bienenstocks zu markieren oder einen mechanischen Anschlag anzubringen. Dies erleichtert es, die Waage nach einem Batteriewechsel oder aus einem anderen Grund wieder an derselben Stelle anzubringen.