RPi mit Sensoren und Waage für den Outdoor-Einsatz

  • Was plane ich?


    Ich habe (vereinfacht ausgedrückt) eine Holzkiste die irgendwo in der Landschaft steht und via RPi und Sensoren auf Temperatur,Luftfeuchtigkeit und eventuell Ortsveränderung überwacht werden soll. Die entstehenden Daten sollen aufgezeichnet und in definierbaren Zeitabständen per SMS/Email versendet und /oder per FTP auf einen Server übertragen werden.

    Ich habe mich jetzt einige Tage mit dem RPi beschäftigt (und war währenddessen auch auf der Suche nach anderen Möglichkeiten) undfand das (zumindest bis jetzt... :-D) als gute Lösung für meine Anforderungen.


    Grobe Anforderungen externer Aufbau:

    - Gewichtsmessung (z.B. hiermit)
    - Temperaturmessung, mindestens 2 Fühler, besser 5
    - Luftfeuchtigkeitsmessung
    - Regenmengenmessung (optional)
    - GSM-Anbindung (Modul hier, ohne GPS)
    - autarke Stromversorgung via Akku und Solarpanel
    - daraus folgend eine Ladezustandserfassung des Akkus sowie eine Erfassung der Leistung des Solarpanels
    - GPS-Erfassung (optional) (Modul hier)


    Folgenden, grundlegende Gedanken/Fragen sind im Zusammenhang mit meinem Projekt bei mir entstanden:


    - welche Grösse Akku / Solarpanel werde ich benötigen und wo kaufe ich die am besten?
    - brauche ich ein Erweiterungsboard wie das Gertboard oder PiFace um diese Anzahl an Fühlern anzuschliessen?
    - Lassen sich die Fühler denn überhaupt noch anschliessen wenn ich ein GSM-Modul anschliesse?
    - Oder sollte ich statt dessen ein USB-GSM-Modul benutzen?
    - lässt sich der Akku bzw. die Ladeschaltung überwachen auf Hinblick Ladezustand und Solarpanel-Strom-Lieferung?
    - da das Ganze ja quasi outdoor laufen soll brauche ich ein Wasserdichtes Gehäuse(zB hier)
    wie siehts hier mit einem eventuellen Hitzetod des RPi aus? (Grosse Leistung wird ja eigentlich nicht abgerufen, d.h. die paar Files die er schreibt für die Datenlogger sollten in nicht in Wallungen bringen)
    - wo lässt sich der RPi Rev. B derzeit am günstigsten bestellen? Habt Ihr da Erfahrungswerte?
    - gibt es alternative GSM und/Oder GPS-Module?


    Ich weiß das das ganz schön viele Fragen sind und ich mit meinem Projekt erst am Anfang stehe, würde mich aber trotzdem über rege Unterstützung freuen!!

    Und, btw: der RPi ist mal echt ein geiles Teil, muss mich da echt auch ausserhalb dises Projektes damit beschäftigen (ne Wetterstation mit Cam und WLAN wäre was feines.... :-D)


    Danke schon mal im Vorraus für die Unterstützung und zahlreiche Hilfe und Tips,

    lG
    Thomas

    Pro-Tip: Von funktionierenden Installationen ein Image ziehen bevor man weiter pfrickelt....

  • RPi mit Sensoren und Waage für den Outdoor-Einsatz? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • Das Projekt interessiert mich. Schon allein zwecks UMTS Anbindung...

    Eine Frage habe ich aber: Wie bist du auf die Idee gekommen? Was ist der Nutzen für dich?


  • Das Projekt interessiert mich. Schon allein zwecks UMTS Anbindung...

    Eine Frage habe ich aber: Wie bist du auf die Idee gekommen? Was ist der Nutzen für dich?

    Nutzen ist ganz einfach: ich bin Hobby-Imker und meine Völker stehen auf Wald und Wiese. Um nicht immer die Tour drehen zu müssen was unter Umständen fürchterlich viel Zeit und Sprit braucht möchte ich ausgewählte Völker wie oben beschrieben überwachen. Aus den Daten wie Temperatur und Gewicht kann ich eine Entwicklung der einzelnen Völker herauslesen.....


    lG
    Thomas

    Pro-Tip: Von funktionierenden Installationen ein Image ziehen bevor man weiter pfrickelt....

  • Also ich denke Du wirst ein Problem mit der Stromversorgung bekommen. Wie hoch ist der Strombedarf des RasPi mit all den Sensoren? Ich schätze 600 - 1000 mAh. Gehen wir mal nur von durchschnittlich 800 mAh aus, dann wären das in 24 h schon mal 19,2 Ah. Das ist ja mal eine Hausnummer. In Wh wären das 5 * 19,2 = 96 Wh pro Tag. Das, plus Leistungsverluste bei der Umwandlung plus Ladeverluste, muss die Solaranlage dann erst einmal jeden Tag produzieren.

    Ich weiss nicht, wo die Bienen stehen. Gibt es dort Schatten? Das ist ein NoGo für die Solaranlage. Das größte Problem wird aber sein, dass es auch Tage (auch mal zwei oder drei aufeinander) gibt, an denen so gut wie keine Sonnenerträge zu bekommen sind. Die müsstest Du dann auch noch überbrücken.

    Schau Dir mal http://solarlog-home.de/ an. Dort klickst Du auf Dein Bundesland, suchst Dir dann die passende PLZ-Region und schaust Dir die vorhandenen Anlagen an. Zu jeder Anlage findest Du tagesgenaue Ertragsgrafiken. Daran könntest Du Dich orientieren, um eine Vorstellung davon zu erhalten, welche Größe die Anlage haben müsste, damit Dein Projekt mit Strom versorgt wird.

    Das nächste Problem dürfte sein, dass eine solche Anlage Menschen anzieht, die Mein und Dein schlecht bis gar nicht unterscheiden können...

    Ein Möglichkeit Strom zu spare wäre vielleicht, den Raspi in der Nacht abzuschalten und am Morgen per Zeitschaltuhr wieder zu wecken. Oder ihn nur einmal pro Stunde zu wecken, damit er die aktuellen Daten hochladen kann, um danach wieder herunterzufahren.

  • Hallo zusammen


    das Projekt an sich ist nicht gestorben, ich habe leider nur gerade wenig (sehr wenig) Zeit mich drum zu kümmern. Nach jetzigem Stand bin ich allerdings auch eher davon abgerückt einen RasPi zu verwenden, auch aus den Gründen die "Neueinsteiger" vor mir erwähnt hat: der Strombedarf ist einfach zu hoch.

    Der "mechanische" Unterbau, also das Gestell an sich für die Waage dürfte ein Klacks werden, ein Paar Alu-Profile mit Eck-Verbinder und breiten Füssen, in der Mitte eine Aufnahme für das Wagen-Modul das sowieso IP67-Zertifiziert ist.....alles kein grosser Akt.....

    Alternativ tüftle ich also derzeit mit Arduino (Uno) herum, sollte an sich damit auch machbar sein, und alle benötigten Module (GPS, GSM usw.) sind hier auch verfügbar.

    Jetzt ist mir allerdings die letzten Tage die "c't Hacks" in die Hände gefallen und hier speziell der Artikel über die MSP430 von TI ins Auge gestochen......bis zu 1 uA Standby (!!!) sind einfach (fast) unschlagbar, es gibt Modelle mit eingebautem "Aufweck-Timer" usw.... und man könnte sich so eventuell das Solarmodul sparen (die Waage muss ja nicht das ganze Jahr in Betrieb sein, das reicht im Frühjahr/Sommer)....

    Ach, was das Solarmodul betrifft hätte ich das sowieso mit dem Deckel fest verbunden, das heisst wer's dann klauen wollte hätte einen pampigen Schwarm Bienen hinterher....

    Noch ein Grund der für mich ein wenig gegen RasPi spricht ist die mechanische Stabilität insbesondere der SD-Karte beim Transport. Auch das würde bei Arduino und Co entfallen.....und preislich machts natürlich auch was aus.....

    Aber rasbee (Walter): Wir können da gerne in Kontakt bleiben.....

    lG
    Thomas (dessen Völker aktuell noch im "Winterschlaf" sind)

    Pro-Tip: Von funktionierenden Installationen ein Image ziehen bevor man weiter pfrickelt....

  • Hallo zusammen

    Da haben ja andere die gleichen Ideen wie ich :D

    Ich habe eben kürzlich den Prototyp bei mir aufgestellt. Steht im Garten, WLAN verbindung und Strom daher auch kein Thema. Habe Temperatur und Feuchtigkeitssensor aussen und innen im Magazin angebracht und eine kleine Webcam ;). Siehe hier.

    Was ich auch noch will, ist eine Waage. Hat jemand schon irgendwie Drucksensoren über einen AD Wandler am Raspi zum laufen gebracht?

    Grüsse
    Michi

  • Sers

    die "normalen" Drucksensoren sind da nach dem was ich gelesen habe völlig ungeeignet. Du brauchst also ein echtes Wäge-Modul, und zwar mit IP67 wegen Regen und Tau.

    Die gibts zwar auch im Netz allerdings sind die Bauart-bedingt deutlich grösser als ein popeliger Druck-Sensor. Preislich reden wir hier von 30 bis 70 EUR für ein Wäge-Sensor mit IP67.

    Die anzusteuern sollte nicht das Problem sein.....was man eben braucht ist der Unterbau wegen der Grösse und der Standsicherheit des Stocks.....und passende Füsse weil die Wäge-Module möglichst im Wasser stehen sollten ....

    Können ja in Kontakt bleiben hierzu...

    lG
    Thomas

    PS: Mit welcher Software überträgst Du die Daten ins Netz ?

    Pro-Tip: Von funktionierenden Installationen ein Image ziehen bevor man weiter pfrickelt....


  • PS: Mit welcher Software überträgst Du die Daten ins Netz ?

    Hab auf dem Pi direkt einen webserver am laufen.

    Ich bin im Netz auf das hier gestossen: http://jcehle.com/bees/2013/10/1…th-raspberry-pi
    und: http://www.nerdkits.com/videos/weighscale/

    Ich kann mir eigentlich gut vorstellen, dass eine Körperwaage eigentlich genügen sollte. Betreffend Feuchtigkeit glaube ich nicht, dass dies hier sein sollte. Das Ganze steht ja nicht im Wasser und die Luftfeuchtigkeit wird der Sensor wohl aushalten.

  • Hallo ihr beiden!
    Mein Bruder und ich sind auch Imker und haben heute über die gleich Fragestellung wie in diesem Thread diskutiert.
    Jetzt meine Frage, wie weit habt ihr die Umsetzung eurer Gedanken getrieben?
    Wie praktikabel ist es?
    Habt ihr es nur für einen Stock oder für mehrere gleichzeitig?
    Unser Grundgedanke war, dass wir jeden Stock mit einem Sensorpaket für das Gewicht versehen und von allen Stöcken, dann gleichzeitig die Daten abrufen.

    Würde mich über eure Antwort und Erfahrungsberichte freuen.

  • Hey,

    bin auch Imker (Neuling) ....

    ich finde die Auswertung ... siehe angehängtes Bild ... Genial ....

    Die Waage mit Zusatzsensorik und Sim Modul ist gut umgesetzt, die Preise sind allerdings gesalzen.

    Grüße mojopi4c85e6e6a202294c10d983fb89dfd7b8.jpg

    Gesendet von meinem UMI TOUCH mit Tapatalk

  • Hallo,

    hab mir das hier Mal angesehen - auch weil ich auch Imker bin.

    Das Problem sehe ich in den extrem teuren Waagenmodule. Für den o. g. Preis kann man ja schon fast ein käufliches Modul bekommen. Zumal das Gewicht viel zu niedrig ist, was die Teile anzeigen können (30kg reicht bei einem zweizargigen Volk vielleicht gerade aus um festzustellen, dass man noch mehr einfüttern muss, wenn im Sommer ordentlich Tracht kommt, sollte das Volk deutlich schwerer sein)

    Hab gerade zufällig bei Ebay folgendes entdeckt:
    http://www.ebay.de/itm/DIY-50Kg-B…swAAOSw8FRZr8YU

    Diese Teile sind so billig, dass man durchaus in Erwägung ziehen könnte, am Stand unter jede Beute 4 solche Module zu setzen (unter oder über die Schälchen mit Öl, mit denen man versucht, die Ameisen abzuhalten) und diese dann mit einem Raspberry Pi abzufragen (entweder per Kabel oder sogar per Funk. Der Raspberry Pi könnte die Daten dann in gewissen Abständen per GSM ins Internet speichern. Vielleicht könnte man damit sogar beim Trachtmeldedienst mitmachen.

    Hat jemand solche günstigen Module schonmal eingesetzt? Aus meiner Sicht wären 4x20kg am passendsten. (ich bin noch Anfänger und wiegen tu ich eigentlich nur mit Kofferwage beim Füttern - also jetzt - von daher weiß ich nicht aus Erfahrung, wie schwer ganze Beuten sind, aber ich gehe davon aus, dass es selten über 80kg sind - sicherlich nie 200kg) Leider habe ich solche Module auf die Schnelle nicht gefunden.

    Die Dinger hier: http://www.ebay.de/itm/Weight-20K…H0AAOSwal5YEUJN sehen aus als würden sie kaputt gehen, wenn man es übertreibt - so weit würde ich meiner 80kg Schätzung nicht trauen ;)

    Die hier: https://www.wolf-waagen.de/stockwaage geht bis 200kg - also doch 4x50kg ... und da kann man auch sehen, wie daneben meine Preisschätzung von oben ist ... die Waagen liegen ja eher bei knapp 1000Euro - da muss dieses eine Volk aber viel Honig liefern, bis die Waage bezahlt ist ... ich glaub ich bestell Mal 4 solche Schätzmodule

    Vorteil dieser Module gegenüber einer Waage sehe ich darin, dass die Module 1. billig sind und 2. nur an den Ecken hängen - die Beute also nach unten komplett offen ist. Ich hab meine Völker letztes Jahr komplett offen überwintert und würde das auch weiter so handhaben, wenn dabei aber die Waage versaut wird, finde ich das eher uncool zumal das Wägemodul nach Alu aussieht - Alu im Outdooreinsatz ... naja - wird sicher bald schön aufblühen.
    Von der Genauigkeit her kann ich mir gut vorstellen, dass die Billigmodule vollkommen ausreichen.

    Grüße und wenig Varroa wünscht
    Daniel

    Einmal editiert, zuletzt von daniu (8. September 2017 um 20:05)

  • Das sind die Zellen, die auch in Küchenwagen verwendet werden. Die sind recht robust. Für das Auswerten benötigt man einen AD-Wandler. Ich habe bisher nur eine benutzt und mit externen Widerständen die Brücke komplettiert. Paarweise also für 50 kg ergeben die immer eine komplette Widerstandsbrücke.

  • Hallo,
    auch ich bin Imker(naja bis jetzt nur ein Volk) und möchte so eine Waage realisieren. Ich habe schon viel im Netz darüber gelesen. Die meissten Projekte sind sehr ungenau beschrieben.
    Deshalb würde ich gern ein neues Projekt machen. Vielleicht finden sich ja ein paar Leute die mit an diesem Projekt arbeiten möchten. Mein Ziel wäre eine Bienenstation mit der Erfassung aller für die Imkerei relevanten Daten. Die Kosten für das Ergebniss sollen sich im zweistelligen Bereich befinden. (ohne Raspi und evtl. Solarversorgung).

    Dies kann ich für das Projekt beisteuern:

    - V-Server mit Webserver, Teamspeak usw.
    - Erfahrungen mit Webprogrammierung inkl. Datenbanken
    - geringe(fast keine :s) Erfahrungen mit Programmierung in c, c++, python

    Vielleicht haben ja 2-3 Leute Lust, sich mit an diesem Projekt zu beteiligen.

    Abgesehen davon habe ich gleich mal eine Frage:

    Um die von den Wägezellen abgegebenen Signale verwerten zu können braucht man einen Wandler. In anderen Projekten wird meisst der HX711 verwendet. Ich möchte nun 4 Zellen benutzen. So wie ich es versatanden habe kann der HX711 aber nur mit 2 Zellen Arbeiten. Macht es Sinn 2 dieser Wandler zu benutzen oder gibt es preiswerte Wandler die 4 Signale verarbeiten können?

  • Hi,

    klingt interessant - sobald ich meine Temperatursensoren am Raspberry habe, bin ich auch dabei. Für mich interessant ist an Daten eigentlich hauptsächlich das Gewicht.

    Weitere Daten wie:
    *Außentemperatur
    *Niederschlag
    *Stocktemperatur
    *Webcam

    halte ich für möglich, aber für mich weniger interessant. (oder an was dachtest Du?) Außentemperatur/Niederschlag/Webcam ist mir zu trivial (und erzeugt aus meiner Sicht hauptsächlich Kosten) und Stocktemperatur ist mir ein zu großer Eingriff ins Volk (wobei ... wenn es ohne ginge (Infrarotthermometer) wäre es wieder interessant - könnte man die Oxalsäurebehandlung perfekt timen)

    Ansonsten habe ich ja schon geschrieben:
    *ich bräuchte keine komplette Überwachung aller Völker, fände es aber schön, wenn man bei Bedarf jedes Volk auf die Schnelle wiegen könnte. Das könnte aus meiner Sicht z. B. so realisiert werden, dass jedes Volk Waagenmodule hat, an die man bei Bedarf auf die Schnelle den Raspberry anschließen kann.
    *aus dem Grund sollte die Einheit, die direkt unter der Beute steht, sehr günstig sein, deshalb kreisen meine Gedanken darum, wie man die 4 Module wasserdicht unter die Beute bekommt, ohne dabei hohe Kosten zu verursachen

    Das mit den 4 Modulen: soweit ich verstanden habe, kann man 4 Module an ein HX711 anschließen (als Voll-Brücke ?) - https://github.com/bogde/HX711/issues/70 (in einem Beitrag weiter unten ist ein Schaubild dargestellt - ich hab aber auch schonmal was detaillierteres gefunden)

    Ich frage mich allerdings noch, ob diese Module überhaupt in der Lage sind, dauerhaft zu wiegen. Alle bekannten Einsätze (äh ... also: Personenwage) sind nicht so, sondern das Gewicht wird jeweils kurz aufgelegt (gestellt) und dann wieder entlastet. Ich könnt mir vorstellen, dass die Module bei Dauerbelastung wegdriften.
    Sollte das ein Problem werden, wäre es für mich OK, wenn ich eine Vorrichtung hätte, bei der ich die Module bei Bedarf belasten könnte und andernfalls entlasten. Das ist allerdings technisch nicht gerade trivial, vor allem, weil das ganze ja spottbillig sein soll.

    Grüße

  • Moin,

    Zitat

    Ich könnt mir vorstellen, dass die Module bei Dauerbelastung wegdriften.


    Ja, hatte ich auch als ich mal solche Module getestet habe.
    Bei Dauerbelastung verschiebt sich der eingestellte Nullpunkt.
    Soweit ich mich erinnere waren es ca. 10 -20 g bei einer Belastung von 150 - 200g (ohne Gewähr)

    Eine Temperaturdrift gibt es auch.
    dazu hat Forumsmitglied Zentris etwas geschrieben:

    http://www.n8chteule.de/zentris-blog/2…ft-analysieren/

  • Zitat von "ait" pid='301411' dateline='1506526389'


    Moin,


    Ja, hatte ich auch als ich mal solche Module getestet habe.
    Bei Dauerbelastung verschiebt sich der eingestellte Nullpunkt.
    Soweit ich mich erinnere waren es ca. 10 -20 g bei einer Belastung von 150 - 200g (ohne Gewähr)

    Eine Temperaturdrift gibt es auch.
    dazu hat Forumsmitglied Zentris etwas geschrieben:

    http://www.n8chteule.de/zentris-blog/2…ft-analysieren/

    Hi,

    hmmm ... um was für Module geht es denn dabei? Wir sprechen hier von Lasten um die 50-150kg 150-200g würden mich dabei nicht jucken, aber ich denke, die getesteten Module dürften weniger Last ausgesetzt sein, oder?

    Grüße

  • 10 kg Wägezellen

    Hi,


    möchte nicht nerven, aber das Thema würde mich noch genauer interessiern:

    driften die Module einmal oder immer weiter? Bei einer Stockwage geht es im wesentlichen um relative Werte. Es geht um die Frage:

    *wie hoch war die Gewichtszunahme/abnahme seit gestern - entsprechende Antworten:

    -kann ich Honig Schleudern oder muss ich noch warten

    -ist mir ein Schwarm abgegangen (den ich ggf. noch am Baum im Nachbargarten finden kann)?

    -habe ich ausreichend gefüttert (das ist sicher die Frage, die am ehesten auch einen längerfristen Vergleich rechtfertigen würde)

    Insofern wäre eine Drift so gut wie immer unerheblich - interessant wäre es trotzdem, ob die Teile immer weiter driften oder sich eben mit der Zeit setzen ...

    Grüße

  • Hallo zusammen an alle Imker,

    auch ich bin Imker und habe mich schon mit der Sache auseinandergesetzte.

    Ich verwende eine 100 Kg Wäggezelle ( ca. 50€) und einen MCP 3424 auf dem I2C Bus mit Raspi Zero W.

    Für die Stromversorgung benutze ich eine 18 V 100 Ah Li-Ion Akku. Leider ist ein Dauerbetrieb nicht möglich.

    Ich verwende eine Analogtimerschaltung mit einem MOS 4536, sieht so aus :

    http://www.atx-netzteil.de/kurz_u_langzei…_m_mos4536.html

    Damit kann man den Timer zwischen 24h und 5 min einstellen und der Raspi fährt hoch, liest alle Daten speichert diese in eine Datei und sendet die Datei dann via RS 232 GSM Modul SIM 808 ( ca. 22€ ) ins Netz.

    https://www.ebay.de/itm/1x-SIM808-…YMAAOSwttVaPnA~

    Der Standbystrom ist damit ca. 3 mA, wenn der Raspi im aktiven Zustand ist ca. 100 mA und das GSM Modul braucht nochmal ca. 200mA. Alles bei 18V

    Damit kann man ca. 1 Jahr ohne Akkuladung arbeiten, je nachdem wieoft man das GSM Modul einschaltet. Als Gimmick kann das GSM Modul auch noch die GPS Position bestimmen und 2 DHT 22 habe ich auch noch angeschlossen um die Temperatur und Feucht zu messen.

    Soweit der Plan :P

    Die Hardware habe ich auf einem eigenen Layout untergebracht und sie läuft auch. Ich bin kein Python 3 Profi und tu mich daher mit der Software etwas schwer.

    Aktuell Kämpfe ich mit dem Treiber für den MCP 3424. Ich habe einen passenden Treiber von ADC, leider ist dieser für 2 MCP´s geschrieben und ich bekommen den Fehler das nur ein MCP da ist nicht abgestellt. :@

    https://www.abelectronics.co.uk/p/65/ADC-Diffe…gital-converter

    Auch die RS 232 Steuerung zum GSM Modul ist schwere Kost.

    Gibt es einen Imker der Interesse hätte das in Python 3 zu programmieren ? Ich bin eher von der Hardwareseite, das liegt mir mehr.

    Wäre ein schönes Projekt !

    Anbei 2 Bilder



    :danke_ATDE:

    und Gruß an die Bienen

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