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Physik und Technik Zeug

Wir wissen, dass viele von Ihnen gerne herumexperimentieren. Daher gibt es hier f├╝r interessierte und motivierte Studenten mehr Informationen und DIY-Software.

BLE-Werbungsinformationen

Hinweis: Wenn Sie Vorschl├Ąge zur Verbesserung der Erkl├Ąrung haben, nutzen Sie bitte die Details.

F├╝r die tapferen Seelen mit dem Mut, ihre eigenen Datenerfassungsger├Ąte zu erstellen, stellen wir Informationen zum BLE-Werbeprotokoll bereit, das BroodMinder verwendet. Tats├Ąchlich nutzen unsere eigenen BroodMinder-CELL, WiFi und -SubHub die Werbung, um die Ger├Ąte abzuh├Âren und die Daten direkt an MyBroodMinder.com weiterzuleiten.

Es gibt mehrere gute BLE-Explorer-Programme. Unsere Favoriten sind:

  • Android & iOS ÔÇô nrfConnect von Nordic Semiconductor. Die Android-Version ist am besten, aber wir verwenden beide die ganze Zeit. Es verf├╝gt ├╝ber eine sch├Âne Funktion zur Signalpegeldiagrammierung.
  • PC ÔÇô Bluetooth LE Explorer von Microsoft. Leider zeigt dieses Programm die Werbedaten nicht an.
  • Mac ÔÇô BlueSee ÔÇô Diese App scheint gut zu funktionieren und zeigt die Herstellerdaten im Werbepaket an.

Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass die ersten 3 Bytes der Ger├Ątekennung immer 06:09:16 sind, gefolgt von der bestimmten Ger├Ątekennung, die immer Modell:ID:ID ist. Einige Ger├Ąte (iOS & Mac) verbergen die wahre ID, daher nehmen wir diese auch im Namenfeld im erweiterten Werbepaket auf.

Aufbau des Werbepakets f├╝r BroodMinder

Wenn Sie Werbepakete von BLE lesen, k├Ânnen Sie BroodMinder-Produkte anhand der folgenden Merkmale identifizieren.

Die Daten werden ungef├Ąhr so aussehen. ÔÇô dieses Beispiel stammt von Ger├Ąt 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) ├ťberpr├╝fen Sie die "Herstellerspezifische Daten"-Flagge Bytes 6,7 = 0x18, 0xff

2) ├ťberpr├╝fen 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 f├╝r alle Modelle finden Sie auf der n├Ąchsten Seite

PRIMARY
Byte Typ Wert Parameter
0 Ad-Feldl├Ąnge 02
1 Feldtyp 01 Verbindbar
2 Wert 06 LE Allgemeine Entdeckung, Verbindbar, Einzelmodusger├Ąt
3 Ad-Feldl├Ąnge 02
4 Feldtyp 0A Sendeleistung
5 Wert 03 Leistung in dB
6 Ad-Feldl├Ąnge 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 f├╝r 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 Feldl├Ąnge 09
1 Typ 09 Vollst├Ąndiger 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 erkl├Ąrt.

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 Ger├Ąt nicht durch eine Ger├Ątesynchronisation festgelegt wurde.

BRM-52 BroodMinder-SubHub

Der -SubHub macht etwas trickreiche Werbung. Die Werbung ├Ąndert sich alle 5 Sekunden, um ein anderes Ger├Ąt auszusenden. Es wird alle Ger├Ąte (einschlie├člich sich selbst) durchlaufen und dann wiederholen.

Wir nennen diese Mock-Anzeigen. Je nach verwendetem Betriebssystem k├Ânnen Sie m├Âglicherweise oder auch nicht (z. B. iOS) die echte Ger├Ąte-ID sehen (z. B. 06:09:16:52:01:23). Deshalb platzieren wir die Ger├Ąte-ID im erweiterten Werbebyte. Beachten Sie auch, dass es schwierig ist, die erweiterte Werbung f├╝r einige Ger├Ąte zu lesen, jedoch k├Ânnen Sie bei diesen in der Regel die echte Ger├Ąte-ID lesen.

Die Mock-ID befindet sich in Byte 13, 19 und 30. Der Prozess l├Ąuft wie folgt ab:

  1. 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.
  2. Wenn es sich um ein "52"-Ger├Ąt handelt, parsen Sie die Bytes 13/19/30. Zum Beispiel wird 43/01/23 zu 43:01:23.
  3. Analysieren Sie den Rest des Werbepakets gem├Ą├č dem Ger├Ątetyp basierend auf dem Modellbyte (Byte 10).

Ganz leicht ­čśë

BroodMinder-W Physik

Es gibt viele M├Âglichkeiten, 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 Hilfsst├╝tze und die Positionierung der BroodMinder-Waage zu einem integralen Bestandteil des Gesamtsystems zur Gewichtsmessung des Bienenstocks. Im Allgemeinen f├╝hrt je mehr Aufwand in diese Richtung gesteckt wird, desto besser werden die Ergebnisse sein. Die unten gezeigten Bienenstockst├╝tzsysteme reichen von der einfachsten bis zur ausgefeiltesten mit der h├Âchsten Unsicherheit bis zur niedrigsten. Es liegt am individuellen Benutzer zu entscheiden, was implementiert werden soll.

ANMERKUNG: die h├Ąufigste Fehlerquelle ist eine unzureichende Unterst├╝tzung unter der Waage. Dies kann zu seltsamem Verhalten f├╝hren, da sich der Bienenstock beim Ausdehnen und Zusammenziehen durch Sonne, Regen, Temperatur usw. kr├╝mmt. Durch Bereitstellung einer flachen Unterst├╝tzung werden die Ergebnisse verbessert. Ein einfacher Fix ist es, eine ┬ż-Zoll-Sperrholzplatte (oder gleichwertig) unter die Waagen zu legen.

ZUS├äTZLICHE ANMERKUNG: Wenn Sie nur den Honigfluss sehen m├Âchten, ist eine gute Unterst├╝tzung nicht erforderlich. Sie m├╝ssen nur die t├Ąglichen Schwankungen ignorieren. Sie werden immer noch die Gesamtver├Ąnderung im Gewicht beobachten k├Ânnen.

a) Standardanordnung

Dies ist die Standardanordnung mit der Waage vor dem Bienenstock und einem 2├Ś4 als Hilfsst├╝tze (Auflagepunkt) hinten:

ÔÇő image-20230409132020233

Hier sind einige Berechnungen zur Umgebung des Setups:

Annahmen

Das Bienenstockgewicht W ist gleichm├Ą├čig verteilt und der Schwerpunkt befindet sich in der Mitte des Bienenstocks. Der vordere ├ťberhang des Bodenbretts wird der Einfachheit halber nicht ber├╝cksichtigt. Das Bienenstockgewicht wird als 100 % angenommen.

Berechnungen

image-20230409132049073

Wenn standardm├Ą├čiges 2├Ś4-Holz als R├╝ckenst├╝tze verwendet und an die R├╝ckseite des Bienenstocks ausgerichtet wird, kann das Gesamtgewicht des Bienenstocks W aus dem Gewicht auf der Waage S wie folgt berechnet werden:

image-20230409132117498

Verwenden Sie daher 2,09 als den Standard-Bienenstockskalenfaktor in der App, wenn Sie dieses Setup verwenden. Dies kann nat├╝rlich fein abgestimmt werden, sobald einige Gewichtsmessungen vorliegen.

Das Diagramm unten zeigt den Skalenkorrekturfaktor f├╝r verschiedene Skalen- und Auflagepunktanordnungen. Die X-Achse ist die Position des Auflagepunkts in Zoll von der R├╝ckseite des Bienenstocks. Die verschiedenen Linien repr├Ąsentieren die Skalenmittellinienposition in Zoll von der R├╝ckseite des Bienenstocks. Pfeile zeigen das obige Beispiel.

image-20230409132140051

b) Alternative Anordnung 1

Basierend auf dem Obigen sollte die Hilfsst├╝tze 1 Zoll von der R├╝ckseite des Bienenstocks entfernt platziert werden. Es wird empfohlen, ein Profil oben auf den 2├Ś4 zu legen. Dies erleichtert die genaue Positionierung der Hilfsst├╝tze.

image-20230409132159801

Jetzt Wir haben gleiche Hebelarme E und F, und der Korrekturfaktor der Bienenstockwaage betr├Ągt 2,0, was standardm├Ą├čig in der mobilen App eingestellt ist. Es gibt jedoch einige andere Einflussfaktoren, die nicht ├╝bersehen werden sollten. Der tats├Ąchliche Drehpunkt der Hilfsst├╝tze liegt irgendwo zwischen der R├╝ckseite des Bienenstocks und der Vorderseite der Hilfsst├╝tze aufgrund von Variationen in der Niveauausrichtung des St├╝tzsystems und potenzieller Verformung der 2x4 selbst.

ÔÇőc) Alternative Anordnung 2

Ein anderes St├╝tzsystem kann verwendet werden, das einen definierten Drehpunkt hat und nicht von der Ausrichtung der St├╝tzstruktur beeinflusst wird:

Nehmen Sie ein St├╝ck Kiefer oder Eiche, ca. ┬ż Zoll dick und 2 Zoll breit. Die L├Ąnge muss der Breite des Bienenstocks entsprechen. Schneiden Sie eine kleine Kerbe hinein. Die Kerbe muss so tief sein wie die Breite des S├Ągeblattes. Befestigen Sie dieses St├╝ck unter der Unterseite des Bodenbretts des Bienenstocks. Richten Sie es b├╝ndig mit der R├╝ckseite aus. Legen Sie dann ein St├╝ck 1" x 1/8" 6061 oder 6063 Aluminiumwinkel, gleiche L├Ąnge wie der Holzstreifen, darunter, um den Bienenstock zu st├╝tzen. Die Ecke des Aluminiumwinkels ruht in der Kerbe. Die Gesamth├Âhe des Aluminiumwinkels und des Holzes muss gleich oder etwas gr├Â├čer als die H├Âhe der Waage sein, um sicherzustellen, dass der Bienenstock waagerecht steht oder sogar leicht nach vorne geneigt ist, um den Wasserablauf vom Bienenstockeingang weg zu gew├Ąhrleisten.

d) Laterale Balance

Alle oben genannten St├╝tzsysteme 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 St├╝tze hinten am Bienenstock. Dies k├Ânnte zu einer ├ťberlastung einer der W├Ągezellen in der Waage f├╝hren, und daher ist in der Regel eine seitliche Ausbalancierung erforderlich, wenn das St├╝tzsystem unter dem Bienenstock nicht eine durchgehende Plattform ist, z.B. separate Betonbl├Âcke f├╝r vorne und hinten am Bienenstock.

Lesen Sie das Gewicht von jeder W├Ągezelle 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 Ger├Ątekennzeichnungsetikett. Keine weiteren Ma├čnahmen sind erforderlich, wenn der L/R-Unterschied weniger als 10% betr├Ągt.

Wenn nicht, justieren Sie die Waage auf der Seite mit dem geringeren Gewicht, bis die Gewichtsangaben ├╝bereinstimmen. Alternativ kann die Justierung auch unter der hinteren St├╝tze auf der gegen├╝berliegenden Seite der geringen Gewichtsangabe erfolgen.

e) 3-Punkt-Bienenstockst├╝tze

Es gibt eine M├Âglichkeit, die Notwendigkeit einer seitlichen Ausbalancierung durch Einf├╝hrung eines echten 3-Punkt-St├╝tzsystems zu vermeiden. Die Teile sind ├Ąhnlich wie die in Anordnung 2 verwendeten, aber anstelle eines 1" Winkels ben├Âtigen Sie f├╝r diese Anordnung einen ┬ż" Winkel. In die Mitte des Brettes wird ein Loch mit 7/32 Zoll Durchmesser gebohrt, anstelle einer Kerbe. Als Mittelst├╝tze wird eine ┬╝" 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 ├╝ber die gesamte Breite des Bienenstocks gleichm├Ą├čig 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 ├╝berm├Ą├čige ungleichm├Ą├čige Belastung stattfindet, z.B. w├Ąhrend der Bienenstockinspektionen.

f) Positionierung der BroodMinder-Waage

Der Gro├čteil der oben genannten Punkte befasst sich mit der Hilfsst├╝tze. Lassen Sie uns nun auf die Positionierung der Waage eingehen.

Wie in den vorherigen Abschnitten gezeigt, ist es w├╝nschenswert, die Vorderseite der Waage mit der Vorderseite des Bienenstockk├Ârpers auszurichten. Wenn sie weiter nach innen verschoben wird, verbessert sich die Genauigkeit auf Kosten der Bienenstockstabilit├Ąt, w├Ąhrend eine weitere Verschiebung nach au├čen die Genauigkeit verringert, ohne die Bienenstockstabilit├Ąt wesentlich zu verbessern.

Diese Grafik zeigt den Einfluss der Waagenplatzierung auf den Waagenkorrekturfaktor und den durch eine ungenaue Positionierung der Waage eingef├╝hrten Waagenfehler. Der Einfluss betr├Ągt 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.