Física y Tecnología
Sabemos que a muchos les gusta trastear. Por lo tanto, para los estudiantes interesados y motivados, aquí hay más información y software DIY.
Información de Publicidad por BLE
Nota: Si tienes sugerencias para mejorar la explicación, envíanos los detalles.
Para aquellos valientes que tengan la determinación de crear su propio equipo de recolección de datos, proporcionamos información sobre el protocolo de publicidad por BLE que utiliza BroodMinder. De hecho, nuestro propio BroodMinder-CELL, WiFi y -SubHub utilizan la publicidad para escuchar los dispositivos y luego enviar los datos directamente a MyBroodMinder.com.
Hay varios programas exploradores de 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 gráficos de 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.
Es probable que notes que los primeros 3 bytes del ID del dispositivo son siempre 06:09:16, luego sigue el ID del dispositivo en particular que siempre es Modelo:ID:ID. Algunos dispositivos (iOS y Mac) ocultan el ID real, por lo que también lo incluimos en el campo de nombre en el paquete de publicidad extendida.
Formación de Paquete de Publicidad para BroodMinder
Al leer paquetes de publicidad desde BLE, puedes identificar productos BroodMinder observando 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, 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 ]
Nota: Los valores están en decimal a menos que estén precedidos por 0x
1) Verifica la bandera "Datos Específicos del Fabricante" Bytes 6,7 = 0x18, 0xff
2) Verifica que IF, LLC sea el fabricante Bytes 8,9 = 0x8d, 0x02
Los bytes 10-29 son los datos de 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
PesoL_2V2 = 0x7FFF
PesoR_2V2 = 0x8005
La tabla para todos los modelos está en la siguiente página
| PRINCIPAL | ||||
|---|---|---|---|---|
| Byte | Tipo | Valor | Parámetro | |
| 0 | Longitud de campo Ad | 02 | ||
| 1 | Tipo de Campo | 01 | Conectable | |
| 2 | Valor | 06 | Descubrimiento General LE, Conectable, Dispositivo de Modo Único | |
| 3 | Longitud de campo Ad | 02 | ||
| 4 | Tipo de Campo | 0A | Potencia de Transmisión | |
| 5 | Valor | 03 | Potencia en DB | |
| 6 | Longitud de campo Ad | 24 | ||
| 7 | Tipo de Campo | FF | Datos del 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 | Temp1 en Tiempo Real | 47/49/56/57/58 (SM&XLR) | |
| 14 | Valor | Batería | ||
| 15 | Valor | Aquí tienes una tabla con diferentes datos de sensores que monitorean el entorno de la colmena. Hay mediciones de temperatura, peso, humedad, y peso total en tiempo real. También se incluyen detalles sobre la transmisión de paquetes de publicidad extendida. |
Además, se presentan las ecuaciones utilizadas para convertir las lecturas de temperatura a grados Fahrenheit y Celsius, así como el cálculo de la humedad y el peso en diferentes modelos de sensores. ```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; } 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 es el tiempo Unix del último evento de temperatura. Time0 = LSB, Time3 = MSB, será el tiempo desde el arranque si el tiempo no ha sido configurado en el dispositivo por una sincronización del dispositivo.
BRM-52 BroodMinder-SubHub
El -SubHub hace publicidad de forma un tanto ingeniosa. La publicidad cambia cada 5 segundos para enviar un dispositivo diferente. Pasará por todos los dispositivos (incluido él mismo) y luego se repetirá.
Llamamos a estos Anuncios Falsos. Dependiendo del sistema operativo que se esté utilizando, es posible que se pueda o no (por ejemplo, en iOS) 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 hay que tener en cuenta que es difícil leer la publicidad extendida para algunos dispositivos, sin embargo, para esos casos, normalmente se puede leer la verdadera ID del dispositivo.
La ID Falsa reside en el byte 13, 19 y 30. El proceso es el siguiente:
- Determina si se trata de un -SubHub por la ID (ya sea la ID real o la ID en la publicidad extendida). Siempre será 52:xx:xx.
- Si es un dispositivo "52", entonces analiza los bytes 13/19/30. Por ejemplo, 43/01/23 será 43:01:23
- Analiza el resto del paquete de publicidad de acuerdo al tipo de dispositivo basado en el byte de modelo (byte 10)
Muy fácil 😉
Física de BroodMinder-W
Hay muchas formas en las que se puede utilizar la balanza de colmena BroodMinder 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 balanza BroodMinder se convierten en una parte integral del sistema de medición de peso total de la colmena. En general, cuanto más esfuerzo se dedique a esto, mejores serán los resultados. Los sistemas de soporte de colmena que se muestran a continuación van desde los más sencillos hasta los más sofisticados, con mayor incertidumbre y menor incertidumbre. Depende del usuario individual decidir qué implementar.
NOTA: la fuente de error más típica es un soporte inadecuado bajo la balanza. Esto puede dar lugar a comportamientos extraños, ya que la colmena se flexiona al expandirse y contraerse debido al sol, la lluvia, la temperatura, etc. Proporcionar un soporte plano mejorará los resultados. Una solución sencilla es colocar una lámina de contrachapado de ¾” (o equivalente) debajo de las balanzas.
NOTA ADICIONAL: Si todo lo que deseas ver es el flujo de néctar, no se requiere un buen soporte. Simplemente tendrás que ignorar las fluctuaciones diarias. Aún podrás observar el cambio general de peso.
a) Disposición Predeterminada
Esta es la disposición predeterminada con la balanza en la parte delantera de la colmena y un 2×4 como soporte auxiliar (pivote) en la parte trasera:
A continuación se presentan algunos cálculos relacionados con la configuración:
Suposiciones
El peso de la colmena W está distribuido de manera uniforme y el centro de gravedad se encuentra en el medio de la colmena. Para mayor simplicidad, no se tiene en cuenta el voladizo frontal de la tabla inferior. Se asume que el peso de la colmena es del 100%.
Cálculos
Cuando se utiliza madera estándar de 2×4 como soporte trasero y se alinea con la parte trasera de la colmena, el peso total de la colmena W se puede calcular a partir del peso en la balanza S como:
Por lo tanto, utiliza 2.09 como el factor de escala predeterminado de la colmena en la aplicación si estás utilizando esta configuración. Por supuesto, esto se puede ajustar una vez que haya algunas mediciones de peso disponibles.
El gráfico a continuación muestra el factor de corrección de la escala para diferentes disposiciones de balanzas y puntos de apoyo. El Eje X es la posición del punto de apoyo en pulgadas desde la parte trasera de la colmena. Las diferentes líneas representan la posición central de la balanza en pulgadas desde la parte trasera de la colmena. Las flechas muestran el ejemplo anterior.
b) Arreglo Alternativo 1
Basado en lo anterior, el soporte auxiliar debería colocarse a 1” de la parte trasera de la colmena. Se recomienda colocar una pieza de moldura en la parte superior del 2×4. Esto ayudará para posicionar el soporte auxiliar de manera precisa.
``` Tenemos brazos de momento iguales E y F, y el factor de corrección de la báscula de la colmena se convierte en 2.0, que es el valor predeterminado en la aplicación móvil. Sin embargo, existen otros factores influyentes que no deben pasarse por alto. El punto de apoyo real del soporte auxiliar se encuentra en cualquier lugar entre la parte trasera de la colmena y la parte delantera del soporte auxiliar debido a variaciones en el nivel del sistema de soporte y el posible alabeo del 2x4 en sí mismo.
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, aproximadamente de ¾” de grosor y 2” de ancho. La longitud debe ser igual al ancho de la colmena. Haz un corte pequeño 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 base de la colmena. Alinea con la parte trasera. Luego coloca una pieza de ángulo de aluminio de 1” por 1/8” 6061 o 6063, 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 báscula para asegurar que la colmena esté nivelada o incluso ligeramente inclinada hacia adelante para garantizar el drenaje del agua lejos de la entrada de la colmena.
d) Equilibrio Lateral
Todos los sistemas de soporte anteriores se ven afectados por el desplazamiento lateral de peso indefinido, ya que la colmena descansa en más de tres puntos. Hay dos puntos en la parte delantera dentro de la báscula 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 báscula 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 cemento 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, se muestra el peso en la báscula como % Izq, % Der. El lado derecho de la báscula es el lado con la pegatina de identificación del dispositivo. No se requiere ninguna acción adicional si la diferencia I/D es inferior al 10%.
Si no es así, calza la báscula en el lado con la lectura de peso más baja hasta que las lecturas de peso coincidan. Alternativamente, también se puede calzar debajo del soporte trasero en el lado opuesto a la lectura de peso bajo.
e) Soporte de Colmena de 3 Puntos
Hay una forma de evitar la necesidad de equilibrio lateral introduciendo un sistema de soporte de 3 puntos real. 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 perfora 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 está alineada para que pueda descansar 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 centro debería ser el único punto de contacto. Esto garantizará que se mida el peso correcto y al mismo tiempo es la “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 Báscula BroodMinder
La mayor parte de lo anterior se ha ocupado del soporte auxiliar. Ahora centrémonos en el posicionamiento de la báscula.
Como se muestra en las secciones anteriores, es deseable que la cara frontal de la báscula se coloque en línea con la cara frontal del cuerpo de la colmena. Moverla más adentro mejoraría la precisión a expensas 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 báscula en el factor de corrección de la báscula y el error de la báscula introducido debido al posicionamiento inexacto de la báscula. La influencia es del 5.6% por pulgada.
Es recomendable marcar la posición de la báscula en la tabla inferior de la colmena o adjuntar un tope mecánico. Esto ayudará a colocar la báscula en la misma ubicación después de haber sido retirada para cambiar la batería u otra razón.