The Home of my Bees

Ihr habt Euch sicherlich die letzten Tage schon gefragt, was ist das für ein braunes Gestell unter den Beuten eins und zwei! Ja Ihr liegt richtig. Meine ersten beiden Stockwaagen sind in Betrieb gegangen und liefern auch schon die ersten Messwerte. Eigentlich wollte ich diese schon vor mehreren Wochen in Betrieb nehmen, aber es war etwas komplizierter als ich gedacht hatte.

Wie funktioniert nun so eine Stockwaagen

Die Stockwaage, die ich selber zusammengebaut habe, besteht aus einem Wägesensor, einem selber aus Eisen geschweißten Untergestellt, einem Analog- auf Digitalwandler (HX 711) und einem Raspberry Pi Zero W zur Berechnung und Weiterverarbeitung der Messdaten.

Die Idee zu dieser selber gebauten Waage entstand schon voriges Jahr und ich wollte diese auch schon zum Start meiner Imkerei in Betrieb nehmen. Man braucht aber schon sehr viel Erfahrung und Durchhaltevermögen, auch wenn es unzählige Beschreibungen und Bauanleitungen im Internet gibt, um eine solche dann auch wirklich realisieren zu können. Es ist eben ein Unterschied schnell mit einem „Raspi“ im Labor ein paar Sensor anzustecken, als mit diesem dann unter Beachtung alle Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit und Temperatur zu starten. Mal sehen wie lange das so funktioniert.

Ich habe mich letztendlich für das Projekt „HoneyPi“ der Dualen Hochschule Karlsruhe entschieden. HoneyPi entstand 2018 als Projekt zur Entwicklung eines Embedded-Geräts für den Bereich „Internet of Things“. Als Internet der Dinge werden Technologien bezeichnet, die Gegenstände des alltäglichen Gebrauchs miteinander vernetzen und durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle bedient werden können.

Das Projekt der Hochschule Karlsruhe in Baden-Württenberg in Deutschland gelang so gut, dass es in der Zwischenzeit als Communityprojekt weiter betrieben wird und auch viele andere Imker ihren Teil zum smarten Bienen-Monitoring geleistet haben.

Da ich ja nicht nur ein anderes Projekt nachbauen, sondern auch meine eigenen Ideen mit einfließen lassen wollte, begann ich die elektronische Stockwaage in meine private Laborumgebung zu integrieren. Diese Laborumgebung, die während meines Masterstudiums als Abfallprodukt meiner Diplomarbeit entstanden ist, ermöglicht es mir, von überall auf der Welt auf all meine Systeme zuzugreifen. Mittels eigenem VPN Zugang kann ich unter Berücksichtigung der höchsten Sicherheitsstandards auf die Laborumgebung und allen darin integrierten Geräten, wie zum Beispiel meinen zwei Internet-Kameras und der Stockwaage und noch anderen Geräten, die ich hier aber nicht näher nennen möchte, zugreifen. Für die Phase eins ist es mein Ziel die gelieferten Messergebnisse als Echtzeitdarstellung allen meinen Blog-Besuchern anzuzeigen. Später sollen Messwerte wie zum Beispiel die Außentemperatur, Beuten-Innentemperatur, Luftfeuchtigkeit und sonstige Wetterdaten noch dazu kommen. Vielleicht auch mal eine Kamera aus dem Inneren einer Beute. Aber nun zurück zur Stockwaage.

Das Wägegestell besteht aus zwei H-förmigen zusammengeschweißten massiven Profileisen und einem Wägesensor, der zwischen den beiden H-förmigen Gestellen eingeschraubt wurde. Die Tragkraft würde ich zwischen 150 und 250 kg schätzen. Zumindest ist der Sensor der Waage für 250 kg ausgelegt. 100 bis 150 kg ist auch das Gewicht das eine Beute mit drei bis vier aufgesetzten Zargen erreichen kann. Man muss ja auch den Blechdeckel und den einen oder anderen Stein zum beschweren des Dachs mit einberechnen. Für den Belastungstest habe ich mich mit meinem Körpergewicht auf das Gestell gestellt und kann mit ruhigem Gewissen sagen, es ist sehr massiv und es verwindet sich nicht.

Die Konstruktion habe ich auch so gewählt, dass sich die beiden im Bild zu sehenden Querstreben im Boden der Zander-Beute zwischen den beiden Füßen befindet. So kann bei einer Kippkontrolle der Zargen nicht aus Unachtsamkeit der Bienenstock von der Waage rutschen und ein Unglück geschehen. Bei vielen Stockwaagenkonstruktionen die ich im Internet gefunden habe, hätte ich die Angst, dass eben genau dies passiert. Da mir aber auch die Sicherheit meiner Völker sehr wichtig ist, habe ich die einfach etwas angepasst.

Da auch der Preis eine Rolle in meinem Projekt spielen soll, ich möchte ja vielleicht mal alle meine Beuten auf einer Waage stehen haben, habe ich länger nach einem passenden Sensor gesucht und letztendlich direkt in China bestellt. Würde ich aber heute nicht mehr machen, denn rechnet man den Zoll dazu erhält man diese in einem ähnlichen Preissegment auch in Europa. Ich habe auch zwei direkt bei Bosche Wägetechnik in Deutschland bestellt. Man muss mit circa 50,- € zuzüglich Versandkosten rechnen.

Da der Wägesensor lediglich ein analoges Signal liefert muss dies zuvor mit dem A/D Wandler HX711 in ein digitales Signal umgewandelt werden um es danach mit Raspberry Pi weiterverarbeiten zu können. Fehlt nur mehr der Einbau eines einfachen Klingeltasters, der für die Umschaltung in den Wartungsmodus dient. Die gesamte Hardware der Steuereinheit habe ich in eine Elektro-Abzweigdose verpackt um sie so vor Witterungseinflüssen zu schützen.

Materialkosten

Wie man sieht, halten sich die Kosten der Investitionen in Grenzen, wäre da nicht die Arbeitszeit und das benötigte Know-How.

Eine genau Installationsanleitung kann von der Projektseite bezogen werden. Es ist auch durchaus möglich, dass ich meine eigene Anleitung verfasse und diese hier im Zuge meines Blogs auch anbieten werden. Sollte ein Bedarf bestehen, könnt Ihr mich dies gerne wissen lassen.

Für meine ersten beiden Beuten habe ich nun zwei Wägezellen mit einem Raspberry Pi eingesetzt. Ich kann also zwei Bienenstöcke unabhängig von einander wiegen. Die Stromversorgung erfolgt über eine im Garten befindliche Verkabelung und die WLAN Verbindung über mein Garten-WLAN. Hier bin ich aber gerade dabei eine Teststellung zu entwickeln, um erste Erfahrungen zu sammeln, um auch bei der Bienen-Wanderung online gehen zu können. Aber mehr dazu etwas später in einem anderen Blog-Beitrag.

Nun fehlt noch die automatische Auswertung der Messdaten. Wie im Zuge des Projekt Honey-Pi vorgesehen sende ich aktuell die Daten an ThingSpeak.com, habe jedoch geplant mit meinem ElasticSearch Cluster die Daten selber aufzubereiten und auf diesem Blog selber zu visualisieren. Abgeholt werden ja bereits die Daten, sie brauchen nur mehr aufbereitet werden. Da dazu aber noch etwas Programmieraufwand notwendig ist, wird sich dieses Projekt noch etwas verzögern.