Física y Tecnología
Sabemos que a muchos de ustedes les gusta trastear. Por lo tanto, para los estudiantes interesados y motivados, aquí hay más información y cosas de software para hacerlo uno mismo.
Información de Publicidad BLE
Nota: Si tienes sugerencias para mejorar la explicación, entonces utiliza los detalles.
Para aquellos valientes con la determinación de crear su propio equipo de recolección de datos, proporcionamos información sobre el protocolo de publicidad BLE que utiliza BroodMinder. De hecho, nuestro propio BroodMinder-CELL, WiFi y -SubHub utilizan la publicidad para espiar a los dispositivos y luego enviar los datos directamente a MyBroodMinder.com.
Hay varios programas exploradores BLE disponibles. Nuestros favoritos son:
- Android y iOS: nrfConnect de Nordic Semiconductor. La versión de Android es la mejor, pero usamos ambas todo el tiempo. Tiene una función agradable de graficación del nivel de señal.
- PC: Bluetooth LE Explorer de Microsoft. Desafortunadamente, este programa no muestra los datos de publicidad.
- Mac: BlueSee. Esta aplicación parece funcionar bien y muestra los datos del fabricante en el paquete de publicidad.
Probablemente notes que los primeros 3 bytes del ID del dispositivo son siempre 06:09:16, y luego sigue el ID específico del dispositivo que siempre es Modelo:ID:ID. Algunos dispositivos (iOS y Mac) ocultan el verdadero ID, así que también lo incluimos en el campo de nombre en el paquete de publicidad extendido.
Composición del Paquete de Publicidad para BroodMinder
Al leer paquetes de publicidad desde BLE, puedes identificar los productos BroodMinder al observar lo siguiente.
Los datos se verán algo así. - este ejemplo es del dispositivo 43:30:07
Evento de Respuesta de Escaneo GAP ------------------------------------------------------------------------------------
ble_evt_gap_scan_response: rssi=-77, tipo_de_paquete=0, remitente=[ 07 30 43 80 07 00 ], tipo_de_dirección=0, vinculación=255, datos=[ 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]
Nota: Los valores están en decimal a menos que estén precedidos por 0x
1) Verifica la señal "Datos Específicos del Fabricante" Bytes 6,7 = 0x18, 0xff
2) Verifica si IF, LLC es el fabricante Bytes 8,9 = 0x8d, 0x02
Los bytes 10-29 son los datos del BroodMinder, como se detalla a continuación.
DeviceModelIFllc_1 = 0x2b (43d = escala) DeviceVersionMinor_1 = 0x15 (21d) DeviceVersionMajor_1 = 0x02 (FW 2.21) Elapsed_2V2 = 0x21 (33d) Temperature_2V2 = 0x62d0 WeightL_2V2 = 0x7FFF WeightR_2V2 = 0x8005
El mapeo para todos los modelos está en la siguiente página
| PRIMARIO | ||||
|---|---|---|---|---|
| Byte | Tipo | Valor | Parámetro | |
| 0 | Longitud del campo Ad | 02 | ||
| 1 | Tipo de campo | 01 | Conectable | |
| 2 | Valor | 06 | Descubrimiento General LE, Dispositivo Conectable, Modo Único | |
| 3 | Longitud del campo Ad | 02 | ||
| 4 | Tipo de campo | 0A | Potencia de Transmisión | |
| 5 | Valor | 03 | Potencia en dB | |
| 6 | Longitud del campo Ad | 24 | ||
| 7 | Tipo de campo | FF | Datos de Fabricante | |
| 8 | Valor | 8d | IF, LLC = 0x028d, 653 | |
| 9 | Valor | 02 | IF, LLC = 0x028d, 653 | |
| 10 | Valor | Modelo | ||
| 11 | Valor | Versión Menor | ||
| 12 | Valor | Versión Mayor | ||
| 13 | Valor | Temperatura en Tiempo Real1 | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 14 | Valor | Batería | ||
| 15 | Valor | Marca de tiempo transcurrida | ||
| 16 | Valor | Marca de tiempo transcurrida | ||
| 17 | Valor | Temperatura | 47°C o más es centígrados + 5000 | |
| 18 | Valor | Temperatura | ||
| 19 | Valor | Temp2 en tiempo real | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 20 | Valor | PesoL | ||
| 21 | Valor | PesoL | ||
| 22 | Valor | PesoR | ||
| 23 | Valor | PesoR | ||
| 24 | Valor | Humedad | será 0 para 41/47/49/52 | |
| 25 | Valor | PesoL2/SM_Tiempo0 | 49/57/58 (XLR) | |
| 26 | Valor | PesoL2/SM_Tiempo1 | 49/57/58 (XLR) | |
| 27 | Valor | PesoR2/SM_Tiempo2 | 49/57/58 (XLR) | |
| 28 | Valor | PesoR2/SM_Tiempo3 | 49/57/58 (XLR) | |
| 29 | Valor | Peso total en tiempo real / Estado de enjambre | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 30 | Valor | Peso total en tiempo real | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| SECUNDARIO | Paquete de Publicidad Extendido | |||
| Byte | Tipo | Valor | Parámetro | |
| 0 | Longitud de campo Ad | 09 | ||
| 1 | Tipo | 09 | Nombre Local Completo | |
| 2 | 4' | nombre ascii | ||
| 3 | 2' | |||
| 4 | :' | |||
| 5 | 0' | |||
| 6 | 0' | |||
| 7 | :' | |||
| 8 | 0' | |||
| 9 | 0' |
Nota: BRM52 BroodMinder-SubHub es diferente como se explica a continuación.
Aquí están las ecuaciones
java
if (ModelNumber == 41 | ModelNumber == 42 | ModelNumber == 43)
{
temperatureDegreesF = e.data[byteNumAdvTemperature_2V2] + (e.data[byteNumAdvTemperature_2V2 + 1] << 8);
temperatureDegreesF = (temperatureDegreesF / Math.Pow(2, 16) * 165 - 40) * 9 / 5 + 32;
}
else
{
double temperatureDegreesC = e.data[byteNumAdvTemperature_2V2] + (e.data[byteNumAdvTemperature_2V2 + 1] << 8);
temperatureDegreesC = (temperatureDegreesC - 5000) / 100;
temperatureDegreesF = temperatureDegreesC * 9 / 5 + 32;
}
humidityPercent = e.data[byteNumAdvHumidity_1V2];
if (ModelNumber == 43)
{
weightL = e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 0] - 32767;
weightScaledL = weightL / 100;
weightR = e.data[byteNumAdvWeightR_2V2 + 1] * 256 + e.data[byteNumAdvWeightR_2V2 + 0] - 32767;
weightScaledR = weightR / 100;
}
else if (ModelNumber == 49 | ModelNumber == 57 | ModelNumber == 58)
{
weightR = e.data[byteNumAdvWeightL_2V2 + 1] * 256 ```es
+ 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;
}
La temperatura en tiempo real es ((float)(e.data[byteNumAdvRealTimeTemperature2] * 256 + e.data[byteNumAdvRealTimeTemperature1] - 5000) / 100) * 9 / 5 + 32;
El peso en tiempo real es (float)(e.data[byteNumAdvRealTimeWeight2] * 256 + e.data[byteNumAdvRealTimeWeight1] - 32767 ) / 100;
SM_Time es el tiempo Unix del último evento de temperatura. Time0 = LSB, Time3 = MSB, será el tiempo transcurrido desde el arranque si el tiempo no ha sido configurado en el dispositivo con una sincronización del dispositivo.
BRM-52 BroodMinder-SubHub
El -SubHub hace publicidad de manera astuta. La publicidad cambia cada 5 segundos para enviar información sobre un dispositivo diferente. Pasará por todos los dispositivos (incluido él mismo) y luego repetirá.
Llamamos a esto Publicidad Falsa. Según el sistema operativo utilizado, es posible o no (por ejemplo, en iOS) que se pueda ver la verdadera ID del dispositivo (por ejemplo, 06:09:16:52:01:23). Por eso colocamos la ID del dispositivo en el byte de publicidad extendida. También tenga en cuenta que puede ser difícil leer la publicidad extendida para algunos dispositivos; sin embargo, para esos, por lo general sí se puede leer la verdadera ID del dispositivo.
La ID Falsa está en los bytes 13, 19 y 30. Esto hace que el proceso sea el siguiente:
- Establecer si se trata de un -SubHub por la ID (ya sea la verdadera ID o la ID en la publicidad extendida). Siempre será 52:xx:xx.
- Si es un dispositivo "52", analizar los bytes 13/19/30. Por ejemplo, 43/01/23 sería 43:01:23.
- Analizar el resto del paquete de publicidad según el tipo de dispositivo basado en el byte del modelo (byte 10)
Muy fácil 😉
Física de BroodMinder-W
Hay muchas maneras en las que la báscula de colmena BroodMinder se puede utilizar, y dado que solo mide una fracción del peso total de la colmena, el diseño y la ubicación del soporte auxiliar y la posición de la báscula BroodMinder se convierten en una parte integral del sistema de medición del peso total de la colmena. Por lo general, cuanto más esfuerzo se dedique a esto, mejores serán los resultados. Los sistemas de soporte para colmenas que se muestran a continuación van desde el más fácil hasta el más sofisticado, con la mayor incertidumbre a la menor. Dependerá del usuario individual decidir qué implementar.
NOTA: la fuente de error más común es el soporte inadecuado bajo la báscula. Esto puede resultar en un comportamiento extraño a medida que la colmena se dilata y contrae debido al sol, la lluvia, la temperatura, etc. Proporcionar un soporte plano mejorará los resultados. Una solución sencilla es colocar una lámina de madera contrachapada de ¾” (o equivalente) debajo de las básculas.
NOTA ADICIONAL: Si lo único que quieres ver es el flujo de miel, no se requiere un buen soporte. Simplemente tendrás que ignorar las fluctuaciones diarias. Aún podrás observar el cambio general en el peso.
a) Disposición Predeterminada
Esta es la disposición predeterminada con la báscula en la parte delantera de la colmena y un 2×4 como soporte auxiliar (pivote) en la parte trasera:
Aquí algunos cálculos relacionados con la configuración:
Suposiciones
El peso de la colmena W se distribuye uniformemente y el centro de gravedad está en el medio de la colmena. Para simplificar, no se considera el voladizo frontal del tablero inferior. Se asume que el peso de la colmena es del 100%.
Cálculos
Cuando se usa madera 2×4 estándar como soporte trasero y se alinea con la parte posterior de la colmena, el peso total de la colmena W se puede calcular a partir del peso en la báscula S como:
Por lo tanto, usa 2.09 como el factor de corrección de la báscula de colmena predeterminado en la aplicación si estás utilizando esta configuración. Por supuesto, esto se puede ajustar una vez que haya mediciones de peso disponibles.
El gráfico a continuación muestra el factor de corrección de la báscula para diferentes disposiciones de la báscula y el pivote. El eje X es la posición del punto de pivote en pulgadas desde la parte trasera de la colmena. Las diferentes líneas representan la posición del centro de la báscula en pulgadas desde la parte posterior de la colmena. Las flechas muestran el ejemplo anterior.
b) Disposición Alternativa 1
Basándose en lo anterior, el soporte auxiliar debe colocarse a 1” de la parte trasera de la colmena. Se recomienda colocar una pieza de acabado en la parte superior del 2×4. Esto ayudará a posicionar con precisión el soporte auxiliar.
``` Tenemos brazos de momento iguales E y F y el factor de corrección de la escala de la colmena se vuelve 2.0, que es el valor predeterminado en la aplicación móvil. Sin embargo, hay otros factores de influencia que no deben pasarse por alto. El punto real de apoyo del soporte auxiliar está en cualquier lugar entre la parte trasera de la colmena y la parte frontal del soporte auxiliar debido a las variaciones en el nivel del sistema de soporte y al posible pandeo del tablero de 2x4 en sí.
c) Disposición Alternativa 2
Se puede utilizar un sistema de soporte diferente que tenga un punto de apoyo definido y no se vea afectado por la alineación de la estructura de soporte:
Toma un trozo de pino u roble, de aproximadamente ¾" de espesor y 2" de ancho. La longitud debe ser igual al ancho de la colmena. Haz un pequeño corte en él. El corte debe ser tan profundo como el ancho de la hoja de sierra. Fija esta pieza en la parte inferior de la tabla inferior de la colmena. Alinéala al ras con la parte trasera. Luego coloca una pieza de ángulo de aluminio de 1" por 1/8" de 6061 o 6063, con la misma longitud que la tira de madera, debajo para soportar la colmena. La esquina del ángulo de aluminio descansa en el corte. La altura total del ángulo de aluminio y la madera debe ser igual o ligeramente mayor que la altura de la escala para garantizar que la colmena esté nivelada o incluso ligeramente inclinada hacia adelante para asegurar el drenaje del agua lejos de la entrada de la colmena.
d) Equilibrio Lateral
Todos los sistemas de soporte anteriores se ven afectados por un desplazamiento de peso lateral indefinido, ya que la colmena está apoyada en más de tres puntos. Hay dos puntos en la parte delantera dentro de la escala de la colmena y un soporte lineal en la parte trasera de la colmena. Esto podría provocar una sobrecarga en una de las celdas de carga de la escala y, por lo tanto, generalmente se requiere un equilibrio lateral si el sistema de soporte debajo de la colmena no es una plataforma continua, es decir, bloques de hormigón separados para la parte delantera y trasera de la colmena.
Lee el peso de cada celda de carga individualmente cambiando a la visualización en tiempo real con la aplicación. En este modo, el peso en la escala se muestra como % Izquierda, % Derecha. El lado derecho de la escala es el lado con la etiqueta de identificación del dispositivo. No es necesario tomar más medidas si la diferencia Izq./Der. es menor al 10%.
De lo contrario, calza la escala en el lado con la lectura de peso más baja hasta que las lecturas de peso coincidan. Alternativamente, la calzada también se puede hacer debajo del soporte trasero en el lado opuesto a la lectura de peso baja.
e) Soporte de Colmena de 3 Puntos
Existe una forma de aliviar la necesidad de equilibrio lateral introduciendo un verdadero sistema de soporte de 3 puntos. Las piezas son similares a las utilizadas en la disposición 2, pero en lugar de usar un ángulo de 1", para este arreglo necesitarás un ángulo de ¾". Se taladra un agujero de 7/32" en el centro de la tabla en lugar de hacer un corte. Se utiliza un tornillo de máquina ranurado de ¼" x 0,5" como soporte central. El tornillo cortará sus propios hilos en la tabla. La ranura en la cabeza del tornillo se alinea para que pueda apoyarse en el borde del ángulo de aluminio en un solo punto sin deslizarse.
Hay un pequeño espacio entre el ángulo de aluminio y la tabla de madera. Se debe asegurar que este espacio tenga el mismo ancho en toda la colmena. El tornillo en el medio debe ser el único punto de contacto. Esto garantizará que se mida el peso correcto y, al mismo tiempo, sirve como "red de seguridad" contra que la colmena se caiga si se produce una carga desigual excesiva, por ejemplo, durante inspecciones de la colmena.
f) Posicionamiento de la Balanza BroodMinder
La mayor parte de lo mencionado se ha ocupado del soporte auxiliar. Ahora enfoquémonos en el posicionamiento de la balanza.
Como se muestra en las secciones anteriores, es deseable que la cara frontal de la balanza se coloque alineada con la cara frontal del cuerpo de la colmena. Moverla más hacia adentro mejoraría la precisión en detrimento de la estabilidad de la colmena y moverla más hacia afuera reduciría la precisión con poca mejora en la estabilidad de la colmena.
Este gráfico muestra la influencia del posicionamiento de la balanza en el factor de corrección de la escala y el error de la escala introducido debido al posicionamiento inexacto de la balanza. La influencia es del 5.6% por pulgada.
Es recomendable marcar la posición de la balanza en la tabla inferior de la colmena o fijar un tope mecánico. Esto ayudará a colocar la balanza nuevamente en la misma ubicación después de haberla retirado para cambiar la batería u otra razón.