Physik und Technik Stuff
Wir wissen, dass viele von euch gerne herumspielen. Daher finden interessierte und motivierte Studenten hier weitere Informationen und DIY-Software.
BLE Werbeinformationen
Hinweis: Wenn Sie Vorschläge zur Verbesserung der Erklärung haben, dann verwenden Sie 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 verwenden unsere eigenen BroodMinder-CELL, WiFi und -SubHub die Werbung, um die Geräte abzuhören und die Daten direkt an MyBroodMinder.com weiterzuleiten.
Es gibt mehrere schöne 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 ein schönes Signalpegel-Diagramm.
- 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 Geräte-ID immer 06:09:16 sind, dann folgt die jeweilige Geräte-ID, die immer Modell:ID:ID ist. Einige Geräte (iOS & Mac) verbergen die wahre ID, daher fügen wir diese auch im Namensfeld im erweiterten Werbepaket hinzu.
Zusammensetzung des Werbepakets für BroodMinder
Wenn Sie Werbepakete von BLE lesen, können Sie BroodMinder-Produkte identifizieren, indem Sie auf Folgendes achten.
Die Daten werden ungefähr so aussehen - dieses Beispiel stammt von Gerät 43:30:07
GAP Scan Response Event ------------------------------------------------------------------------------------
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 ]
Anmerkung: Die Werte sind Dezimalwerte, es sei denn, sie werden von 0x vorangestellt
1) Überprüfen Sie die "Herstellerspezifischen 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 = Waage) 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 befindet sich 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 | Sende Leistung | |
| 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 | Versionsnummer Minor | ||
| 12 | Wert | Versionsnummer Major | ||
| 13 | Wert | Echtzeit Temp1 | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 14 | Wert | Batterie | ||
| 15 | Wert | Geflossen | ||
| + e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 0] - 32767; | ||||
| weightScaledR = weightR / 100; | ||||
| weightL = e.data[byteNumAdvWeightR_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightR_2V2 + 0] - 32767; | ||||
| weightScaledL = weightL / 100; | ||||
| weightR2 = e.data[byteNumAdvWeightL2_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightL2_2V2 + 0] - 32767; | ||||
| weightScaledR2 = weightR2 / 100; | ||||
| weightL2 = e.data[byteNumAdvWeightR2_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightR2_2V2 + 0] - 32767; | ||||
| weightScaledL2 = weightL2 / 100; | ||||
| } | ||||
| realTimeTemperature = ((float)(e.data[byteNumAdvRealTimeTemperature2] * 256 + e.data[byteNumAdvRealTimeTemperature1] - 5000) / 100) * 9 / 5 + 32; |
realTimeWeight = (float)(e.data[byteNumAdvRealTimeWeight2] * 256 + e.data[byteNumAdvRealTimeWeight1] - 32767 ) / 100 ;
SM_Time is the unix time of last temperature event. Time0 = LSB, Time3 = MSB, it will be time since boot if time has not been set in the device by a device sync.
BRM-52 BroodMinder-SubHub
The -SubHub does some tricky advertising. The advertising changes every 5 seconds to send out a different device. It will roll through all devices (including itself) and then repeat.
We call these Mock Advertisements. Depending on what operating system is being used, you may or may not (e.g. iOS) be able to see the true device ID (e.g. 06:09:16:52:01:23). That is why we place the device ID in the extended advertising byte. Also note that it is difficult to read the extended advertising for some devices, however for those, you typically can read the true device ID.
The Mock ID resides in byte 13, 19, and 30. That makes the process as follows:
- Establish if this is a -SubHub by the ID (either the true ID or the ID in the extended advertising). It will always be 52:xx:xx.
- If it is a “52” device, then parse bytes 13/19/30. E.g. 43/01/23 will be 43:01:23
- Parse the rest of the advertising packet according to the device type based on the model byte (byte 10)
Easy Peasy 😉
BroodMinder-W Physik
Es gibt viele Möglichkeiten, wie die BroodMinder-Bienenvölkerwaage 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 gesamten Bienenstockgewichtsmesssystems. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Aufwand hier betrieben wird, desto besser werden die Ergebnisse sein. Die nachstehenden Bienenstockstützsysteme reichen von einfach bis hin zu komplexesten mit einer größeren Unsicherheit bis hin zu einer geringeren. Es liegt am einzelnen Benutzer zu entscheiden, was umgesetzt werden soll.
ANMERKUNG: Die häufigste Fehlerquelle ist eine unzureichende Unterstützung unter der Waage. Dies kann zu seltsamem Verhalten führen, da der Bienenstock sich durch Sonne, Regen, Temperaturänderungen usw. ausdehnt und zusammenzieht. Eine flache Unterstützung verbessert die Ergebnisse. Eine einfache Lösung ist die Platzierung einer ¾-Zoll-Sperrholzplatte (oder Ähnliches) unter den Waagen.
ZUSÄTZLICHE ANMERKUNG: Wenn Sie nur den Nektarfluss sehen möchten, ist keine gute Unterstützung erforderlich. Sie müssen einfach die täglichen Schwankungen ignorieren. Sie werden immer noch die Gesamtgewichtsveränderung beobachten können.
a) Standardanordnung
Dies ist die Standardanordnung mit der Waage vorne am Bienenstock und einem 2x4 als Hilfsstütze (Drehpunkt) hinten:
Hier sind einige Berechnungen rund um die Einrichtung:
Annahmen
Das Bienenstockgewicht W ist gleichmäßig verteilt, und der Schwerpunkt befindet sich in der Mitte des Bienenstocks. Die Überhängung des Bodenbretts vorne wird der Einfachheit halber nicht berücksichtigt. Das Bienenstockgewicht wird als 100% angenommen.
Berechnungen
Wenn als Standard eine 2x4-Holzstange als Rückenstütze verwendet wird und diese mit dem hinteren Teil des Bienenstocks ausgerichtet ist, kann das Gesamtgewicht des Bienenstocks W aus dem Gewicht auf der Waage S berechnet werden als:
Verwenden Sie daher 2,09 als den Standard-Bienenstockskalierungsfaktor in der App, wenn Sie diese Einrichtung verwenden. Dies kann natürlich feinabgestimmt werden, sobald einige Gewichtsmesswerte verfügbar sind.
Die folgende Tabelle zeigt den Skalenkorrekturfaktor für verschiedene Waagen- und Drehpunktanordnungen. Die X-Achse ist die Position des Drehpunktes in Zoll vom hinteren Teil des Bienenstocks entfernt. Die verschiedenen Linien stellen die Positionsachse der Waage in Zoll vom hinteren Teil des Bienenstocks dar. Pfeile zeigen das obige Beispiel.
b) Alternative Anordnung 1
Basierend auf dem oben Gesagten sollte die Hilfsstütze etwa 1 Zoll vom hinteren Teil des Bienenstocks entfernt positioniert werden. Es wird empfohlen, ein Leistenstück oben auf dem 2x4 zu befestigen. Dies erleichtert die genaue Positionierung der Hilfsstütze.
Jetzt ``` Wir haben gleich lange Hebelarme E und F, und der Korrekturfaktor der Bienenstockwaage beträgt 2,0, was in der mobilen App standardmäßig voreingestellt ist. Es gibt jedoch noch einige andere Einflussfaktoren, die nicht übersehen werden sollten. Der tatsächliche Drehpunkt der Hilfsstütze befindet sich irgendwo zwischen der Rückseite des Bienenstocks und der Vorderseite der Hilfsstütze aufgrund von Variationen in der Niveauregulierung des Unterstützungssystems und möglicher Verformung des 2x4 selbst.
c) Alternative Anordnung 2
Es kann ein anderes Unterstützungssystem verwendet werden, das einen definierten Drehpunkt hat und nicht von der Ausrichtung der Stützstruktur beeinflusst wird:
Nehmen Sie ein Stück Kiefer oder Eiche, etwa 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 unterhalb 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 unter, das genauso lang ist wie das Holzstück, um den Bienenstock zu stützen. Die Ecke des Aluminiumwinkels ruht in der Kerbe. Die Gesamthöhe des Aluminiumwinkels und des Holzes muss gleich oder leicht größer als die Skalenhöhe sein, um sicherzustellen, dass der Bienenstock waagerecht steht oder sogar leicht nach vorne geneigt ist, um die Wasserableitung weg vom Bienenstockeingang zu gewährleisten.
d) Laterales Ausbalancieren
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 Bienenstockwaage und eine lineare Unterstützung hinten am Bienenstock. Dies könnte zu einer Überlastung einer der Wägezellen in der Skala führen, weshalb in der Regel ein seitliches Ausbalancieren erforderlich ist, wenn das Unterstützungssystem unter dem Bienenstock keine durchgehende Plattform ist, d.h. separate Betonblöcke für vorne und hinten am Bienenstock.
Lesen Sie das Gewicht von jeder Wägezelle einzeln, indem Sie in der App zur Echtzeitanzeige wechseln. In diesem Modus wird das Gewicht auf der Waage als %Links, %Rechts angezeigt. Die rechte Seite der Waage ist die Seite mit dem Geräteidentifikationsaufkleber. Wenn der Unterschied L/R weniger als 10% beträgt, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.
Falls nicht, stellen Sie die Skala auf der Seite mit der niedrigeren Gewichtsanzeige mit Keilen so ein, dass die Gewichtsanzeigen übereinstimmen. Alternativ kann auch eine Ausrichtung unter der hinteren Stütze auf der gegenüberliegenden Seite der geringeren Gewichtsanzeige vorgenommen werden.
e) 3-Punkt-Bienenstockstütze
Es gibt eine Möglichkeit, die Notwendigkeit des seitlichen Ausbalancierens zu verringern, indem ein echtes 3-Punkt-Stützsystem eingeführt wird. Die Teile sind ähnlich wie die in Anordnung 2 verwendeten, aber anstelle eines 1” Winkels benötigen Sie für diese Anordnung einen 3/4” Winkel. In der Mitte des Brettes wird ein 7/32” Loch gebohrt, anstelle einer Kerbe. Als Mittelstütze wird eine 1/4” x 0,5” geschlitzte Maschinenschraube verwendet. Die Schraube schneidet ihre eigenen Gewinde in das Board. Der Schlitz im Schraubenkopf ist so ausgerichtet, dass er auf der Kante des Aluminiumwinkels in einem einzigen Punkt aufliegen kann, ohne abzurutschen.
Es gibt einen kleinen Spalt zwischen dem Aluminiumwinkel und dem Holzbrett. 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. Dies gewährleistet, dass das richtige Gewicht gemessen wird, und ist gleichzeitig das "Sicherheitsnetz" das Verhindert das der Bienenstock umfällt, wenn eine übermäßig ungleichmäßige Belastung, z.B. während der Bienenstockinspektionen, stattfindet.
f) Positionierung der BroodMinder-Waage
Die meisten oben genannten Punkte befassen 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 bündig mit der Vorderseite des Bienenstockkörpers zu platzieren. Wenn sie weiter hineingeschoben wird, verbessert sich die Genauigkeit auf Kosten der Stabilität des Bienenstocks, während bei weiter draußen platziertem das Genauigkeit verringert wird, ohne die Stabilität des Bienenstocks wesentlich zu verbessern.
Diese Grafik zeigt den Einfluss der Waagenplatzierung auf den Skalenkorrekturfaktor und den durch eine ungenaue Positionierung der Skala eingeführten Skalenfehler. Der Einfluss beträgt 5,6% pro Zoll. Es empfiehlt sich, die Position der Skala auf dem Bodenbrett des Bienenstocks zu markieren oder einen mechanischen Anschlag anzubringen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Skala nach einem Batteriewechsel oder aus einem anderen Grund wieder an derselben Stelle platziert wird.