Suivi des ruches

Logo projet Bzzz

Présentation

Le projet Bzzz (Bee Zen Cube) est un projet de suivi de ruches pour une apiculture plus anticipative, il a pour but de proposer gratuitement à tout apiculteur amateur les plans d'un kit de supervision de son rucher (châssis de mesure autonome, et si le prix des émetteurs LoRa reste élevé réaliser une station d'émission qui centraliserait plusieurs châssis secondaires). Le projet Bzzz suit l'évolution de la santé de la ruche à distance, principalement par la mesure des variations de poids, la température locale et donner l'alerte en cas d'essaimage ou surtout, de la préparation de l'essaimage. On fait tout cela pour éviter de multiples déplacements de l'apiculteur.

Le projet Bzzz est un projet Open-source et Open-hardware

Ce projet fédère plusieurs bénévoles au sein du fablab et est suivi par les médias locaux ainsi que par des apiculteurs d'autres régions (volontaire pour prototypage notamment). Plusieurs apiculteurs ont aussi fait le déplacement au sein du FabLab de Lannion pour venir découvrir ce projet et se porter volontaire pour une période de béta-test dés que la solution sera pleinement fonctionnelle:

Les évolutions possibles sont notées dans la partie ToDoList (amélioration, bug à corriger, ajout de capteurs, multi-ruche, etc...).

Les recherches effectuées n'ont montrées aucune contre indication par rapport aux brevets déjà existants.

Participants

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• Bernard Arzur
• Thierry Houdouin
• Morgan Richomme
• Jérôme Labidurie
• David Blaisonneau
• Tangi Lavanant

Chassis / Capteurs

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Porteur: Bernard

Module Chassis

Demi-Chassis (abandonné)

• Une seule jauge de contrainte par capteur/demi-chassis(diminution du prix)
• On accède au paramètre de variation du poids
• La valeur absolue du poids de la ruche n'est pas connue

2 Demi-Chassis (abandonné)

• Le support associé est remplacé par un 2éme demi-chassis
• Le poids exact est connu par la somme des 2 valeurs issues des 2 capteurs
• Le coût est un peu plus élevé

Chassis autonome

Cette solution, simple, a été rendue possible par la forte baisse du prix des composants (LoRa, jauges, ...) et aussi par la réduction drastique de la consommation du Lopy4 en mode veille (abandon de l'Arduino).

• Quatre jauges de contrainte par chassis
• On accède aux paramètres de poids dans l'absolu, de la variation du poids, et aussi du centre de gravité (placement de l'essaim dans la ruche et des cadres remplis)
• La valeur absolue du poids de la ruche est connue, mais il ne faut pas oublier la variation due à l'humidité du bois (peut monter à 15% du poids de la ruche) et la correction nécessaire pour compenser les écarts thermiques. Comme on mesure des microvolts, le moindre effet de couple thermo-électrique est largement amplifié : éviter soudures, connectiques...

Cahier des Charges :

-système autonome pendant une année entière

-l'ensemble des composants doit fonctionner entre -30°C et +70°C

-une mesure toutes les 10 minutes, y compris pendant la nuit (éviter le vol de ruche), soit ~50 000 mesures/an

-précision souhaitée : 10 grammes (100 abeilles) pour une masse maximum de 100 kg

-compatibilité avec la norme LoRa (durées et fréquences d'émission)

-coût inférieur à 100 €

-pas de câbles ni fils visibles

-hauteur maximum 30 mm

-gestion simple

Mesure du poids

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• Il est connu à 10 grammes près, sur un plage de 0 à 100 Kg.
• Mesuré par une jauge de contrainte résistive connectée en un pont de Wheatstone [1]
• Numérisation de la mesure (0-10mV) par un module HX711 (convertisseur analogique/numérique à 24 bits de précision)
• Le module HX711 est connecté au plus près de la jauge, pour éviter les interférences électromagnétiques et les effets thermiques
• Le module HX711 est connecté au module d'émission IoT, qui peut donc en recevoir plusieurs (optimisation des coûts)

Arrachage / Vol

Alarme au bout de 10 minutes maximum, sur variation de poids brutale

Alarme instantanée sur capteur de contact, optionnel

Châssis autonome (Mesure et Émission)

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Boitier

• Il doit être étanche, résistant car il restera à l'extérieur plusieurs années.
• Il doit donc être de catégorie IP64 au moins. Nous avons choisi IP65 pour une meilleure fiabilité à long terme.
• Ce boîtier contiendra :
  • L'alimentation électrique (batterie lithium + carte économiseur)
  • Arduino + carte Lora
  • Antenne

• Nous avons donc choisi un boîtier "Raccordement Fibre Optique" qui permet d'ajouter facilement des entrées-sorties

Alimentation solution Arduino

• Batterie de 4 éléments de 2800mAh
• La carte économiseur (basée sur 3 relais basse consommation Reed et un Ampli-Op LM324) permet de diviser la consommation par 100 :
  • 1 mA en consommation moyenne > 6 mois d'autonomie prévue
  • 0.6mA au repos
  • 120mA en émission (qq secondes toutes les 10 min)

Cependant, l'autonomie obtenue est insuffisante et la carte économiseur revient cher (>20€).

Arduino Lora

• Le module HX711 émet un signal numérique sur 5V
• Il est connecté sur les broches 0-1 de l’Arduino
• On peut mettre 4 HX711 sur l’Arduino en l'état actuel, à voir si on peut multiplexer les capteurs sur 2 broches. Pas utile en fait, il y a assez de broches sur Arduino ou Lopy.
• Le module LoRa utilise les pin 10-11-12-13

Porteur: Bernard

Actuellement il y a 2 pistes:

• LoRa + Arduino : abandon, prix shield >> et conso >>
• LoRa + Lopy : retenue
• LoRa + ESP32 : à creuser, retenue pour Projet Macareux qui est très similaire

Principe

Le module

• doit avoir une autonomie de 1 an
• envoi les données brute de ses capteurs
• peut avoir plusieurs capteurs
• doit pouvoir être réveillé sur interruption + timer

Lora + Arduino

LoRa mDot

MTDOT-868-X1P-SMA-1 - http://www.multitech.com/models/94557138LF

Gateway LoRa

Porteur: ???

Web

Porteur: David

Principe

• L'utilisateur ajoute une ruche > un module > N capteurs
• L'utilisateur configure chaque capteur si besoin (tare, échelle)
• L'utilisateur configure le seuil de déclenchement des alertes
• Le site web recoit les données brutes des capteurs via la passerelle et les transforme en données utile si besoin
• Le site web graph les données
• Le site web alerte l'utilisateur si un seuil est franchi.

Taches

Fait:

• base Web2Py
• Site de base avec authentification
• Modèle de données
• API Rest

Liste du matériel-Coût

L'ensemble des composants doit fonctionner entre -30° C et +70°

Configuration Point à point

voir le fichier pour les composants

File:composants_balance_ruche_bzzz.odt

et un devis estimatif sur: File:septembre_2019__ruche.ods

• Récepteur Arduino/Lora : 50€ qui peut servir pour x émetteurs à portée (c'est un Lopy connecté à un PC ou configuré en GateWay)

• Pas de coûts d'utilisation des réseaux Lora

Total : environ 85€ TTC pour un chassis autonome

TODO:

• Restreindre l'accès à une partie de l'API -> NOK
• Ajouter la fonction de déclaration de la tare -> se fait dans le fichier config.py associé à chaque Lopy
• Ajouter la fonction de transformation de donnée brute en donnée normée -> NOK. Est ce utile? Les données sont envoyées en grammes.
• Grapher les données des capteurs -> OK en local (cf fichier joint), NOK sur TTN + ATTM
• Ajouter les fonctions web d'ajout/suppression/modification de ruches/capteurs/modules -> NOK

lien : http://letmeknow.fr/blog/2015/10/27/tutomodulelora/

Liens Web

Logiciels pour Lopy et Arduino : https://github.com/bernardarzur/bzzz

Arduino : choisir tx_rx_v_3_simplifiée.ino

Lopy: choisir boot.py (RX comme récepteur point à point)ou boot_sans_wifi.py (TX comme émetteur) selon que l'on est en mode local ou distant, main.py (correspond à version_v_18), config.py (correspond à version_v_18) et HX711.py

Présentation du projet Bzz en juin 2019 File:bzz_2019.odp

Présentation du projet Bzz en 2018 File:BZZZ_2.pptx

Balance connectées pour ruches : http://itsap.asso.fr/outils/balances-automatiques/

http://makerspace56.org/wiki/asso-wiki/projets/la-ruche-connectee/capteurs-et-composants/

Communication autour du projet

La présentation de l'idée de départ:Fichier:Projet Bzzz.pdf

Bzz au carrefour des possibles

Une petite vidéo de présentation du projet Bzzz au carrefour des possibles Video Vimeo

Les 10 projets Juin 2013

Le télégramme de novembre 2013 Explication du dispositif au Télégramme en novembre 2013 disponible en vidéo

Liens utiles

site de test (login test mdp <rien> )

Code

code serveur [2]

Photos

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  Ruche supervisée

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  Boîtier Étanche

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  Boîtier Étanche

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