Counter Easy Bee: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:12

2019 Easy Bee Counter V.1

Për pyetje ose çështje !! Ju lutemi postojini ato në faqen e github këtu!

Ky version i banakut të bletëve është i lehtë për t'u bashkuar dhe montuar (i gjithë përmes vrimës). Beenshtë testuar dhe punon* me kodin e dhënë.

Dizajni aktual i testuar është i lehtë për tu programuar dhe i arritshëm për programuesit fillestarë. Bordi i qarkut të shtypur pranon platforma të shumta Arduino të bëra nga Adafruit duke përfshirë linjën e tyre të mikrokontrolluesve të tipit Adafruit Feather dhe mikrokontrolluesit Adafruit ItsyBitsy. Pendët e Adafruit përfshijnë funksione wifi dhe radio me rreze të gjatë (esp8266*, esp32 dhe LoRA). Të gjitha modelet ItsyBitsy 3V (M0, M4 dhe 32u4) duhet të funksionojnë mirë.

*Pupla esp8266 mungon A5. Nëse përdorni këtë uController, duhet të kaloni në një kunj tjetër të disponueshëm.

Hapi 1: Analiza e të dhënave - Pse numëroni bletët?

Përdorimet e mundshme

• shkalla e zgjerimit ose rënies së fluturimeve të bletëve mund të tregojë shëndetin e koshereve
• zgjerimi ose rënia e fluturimeve orientuese gjatë ditëve mund të sinjalizojë shëndetin e mbretëreshës
• zhvendosja e kohës midis majave të bletëve që largohen dhe kthehen mund të tregojë numrin e foragjereve dhe distancën nga burimi i polenit/nektarit.

• krahasimi midis dy ose lëviz koshereve për të provuar manipulimet; si psh,

  • shtimi/heqja e superave të mjaltit
  • ushqyerja e brendshme me shurup sheqeri
  • trajtimet e marimangave të acidit oksalik
• hyrje në elektronikë, bashkim dhe programim mikro-kontrollues
• edukimi i bletëve të mjaltit ose instalimi i llojit të muzeut

Shëndeti zgjua

Barazimi i të dhënave të fluturimit të bletëve dhe fluturimeve orientuese me shëndetin e koshereve ose shëndetin e mbretëreshës duket i mundur. Fluturimet orientuese është një sjellje e bletëve 'të moshës së mesme' rreth 20 ditëshe. Para ushqimit të bletëve të kësaj moshe do të largohen nga zgjua si grup rreth mesit të ditës duke rezultuar në një kulm të lehtë për të parë min 45min në të dhëna.

Nëse ka një rënie në fluturimet orientuese mund të tregojë një reduktim të vendosjes së vezëve ~ 42 ditë më parë (22 ditë çelje + 20 ditë deri në foragjere).

Distanca e kërkimit të ushqimit

Easyshtë e lehtë të shihen në të dhënat zhvendosje të vogla por të dallueshme midis bletëve OUT dhe bletëve IN. Kjo tregon si një vëllim bletësh që po largohen dhe kthehen së bashku, ashtu edhe një distancë ose kohë të përafërt në vendin e ushqimit.

Hapi 2: Përmirësime në dizajnin e mëparshëm

• Të gjithë përbërësit përmes vrimës për bashkim të lehtë
• Gjurmë e dyfishtë, e mbyllur, jashtë raftit uControllers => Pendë dhe ItsyBitsy
• Program në Arduino, Lua dhe microPython - Gjithsej 24 porta, 48 sensorë, 6 regjistra ndërrimi
• 75 14.75 "e gjatë që shtrihet në të gjithë hapjen e një zgjuaje të largroshit për vendosje të lehtë
• përdorimi i 2 PCB për të krijuar një sanduiç është një zgjidhje e shpejtë e lirë. PCB -të duhet të porositen të zeza (shiko udhëzimet) në mënyrë që emetuesi IR LED të absorbohet në material.
• duke përdorur tituj 6 pin për të krijuar stilet e kthesës ose portat
• N-Ch mosfet kontrollon LED LED të tillë që LED mund të kontrollohen për periudha të shkurtra gjatë ndjeshmërisë (~ 75us). Lejon zvogëlimin e energjisë në më pak se 1ma (plus uController).

Hapi 3: Operacioni i Përgjithshëm

Sensorë me rreze infra të kuqe (IR)

Bletët detyrohen të kalojnë nëpër 24 porta ku sensorët optikë (48 sensorë) përcaktojnë nëse bleta është e pranishme dhe përcaktojnë drejtimin e lëvizjes së bletës. Çdo sensor optik ka një LED IR dhe një sensor IR. Nëse nuk ka bletë, drita IR absorbohet në sipërfaqen e zezë. Nëse një bletë është e pranishme, drita IR reflekton nga bleta dhe shkakton sensorin.

48 LED ndahen në dy grupe prej 24 me secilën grup të kontrolluar nga një mosfet N-ch. Tensioni normal përpara i çdo LED LED është 1.2V dhe rreth 20ma siç tregohet në fletën e të dhënave. Dy LED janë të lidhur në seri me një rezistencë 22ohm. Ka kërcyes në tabelë që lejojnë LED -të të anashkalojnë rezistencat kufizuese aktuale. Mos e lidhni bluzën derisa të testohet plotësisht! Referojuni udhëzimeve të montimit.

Regjistrat e ndërrimit

Ka 6 regjistra të ndërrimit. Këtu keni një përshkrim të shkëlqyeshëm se si të lidheni dhe programoni regjistrat e ndërrimit. Kunjat SPI të mikro-kontrolluesit lexojnë regjistrat e ndërrimit. Të gjashtë regjistrat e ndërrimit lexohen në të njëjtën kohë. Sensorët normalisht tërhiqen poshtë dhe tregojnë 3.3V ose LART kur ndizet një tranzistor dhe një bletë është e pranishme.

Dizajni i PCB lidh pinin e energjisë USB nga mikrokontrolluesi me rregullatorin 3.3V në mënyrë që një kabllo USB e lidhur me mikrokontrolluesin të mund të fuqizojë të gjithë projektin.

Hapi 4: Udhëzimet e Asamblesë

Ky version i numëruesit të bletëve është i përbërë nga komponentët e vrimës. Easyshtë e lehtë për tu bashkuar dhe montuar. Ky është versioni i dytë i tabelës (V1) i përfunduar Mars 2020. Nëse keni bordin Version 0 (Janar/Shkurt 2020) ju vetëm duhet të rregulloni disa nga gabimet e mia të mëparshme duke përfshirë shtimin e një teli kërcyesi të treguar këtu.

1) Instaloni sensorë IR - QRE1113 ose ITR8307

2) instaloni regjistrat e ndërrimit të sasisë (6), rezistencat LED SIP 22R dhe rezistorët tërheqës 100k.

- Regjistrat e ndërrimit, rezistenca e sasisë (6) 74HC165- 22ohm, autobus, sasi (4) SIP e paketuar, me autobus- rezistenca 100k ohm me autobus, sasi (6) SIP-9, 8 rezistorë, 9 kunja

3) instaloni mosfetë të fuqisë sasi (2), - N -Channel Mosfet FQP30N06

4) instaloni kondensatorë të vegjël

5) rregullatori i fuqisë në vend/saldim 3.3V

- Rregullatori 3.3V, (hyrja, toka, dalja - IGO, pinout), sasia (1)

6) instaloni kondensator të madh

- 560uF, Kondensator 6.3V

7) instaloni terminalet e vidhave jeshile, sasi (3)

- terminale me vidë Dy pin, 0.1 , sasi (3)

8) instaloni tituj për mikroprocesor

9) instaloni sasi (4) Rezistorë 10K (fotografia është e gabuar.. tregon vetëm 2 rezistorë) - rezistorë tërheqës i2c - rezistorë tërheqës për mosfetë të fuqisë

Hapi 5: Testimi fillestar

TESTONI sensorët Para se të shkoni më tej, provoni të gjitha LED/sensorët tuaj! Muchshtë shumë më e lehtë t'i provosh këto tani para se të shkosh më tej. Drejtoni kodin shembull Blink_IR_Leds.ino

LED LED janë të padukshëm për syrin e njeriut, por shumë telefona dhe kamera ju lejojnë të shihni LED LED. Shihni figurën. (për fat të keq shumica e iphone -ve kanë filtra IR kështu që provoni një telefon tjetër derisa të shihni dritat IR). Ky hap është shumë i rëndësishëm prandaj sigurohuni që të shihni të gjitha LED -të.

LED -të duken mirë? Nëse asnjë LED nuk po ndizet? Kontrolloni për t'u siguruar që keni 3.3V në kokën e pinit 3.3V. Nëse një ose dy LED janë jashtë, rimbushni kunjat tuaja dhe/ose zëvendësoni LED -të derisa të merrni 100% LED që pulsojnë së bashku. LED të mirë, të shkëlqyeshëm, testi tjetër ndërrimi regjistron regjistrimin me kodin mostër test_shift_registers.ino

Përdorni një copë letër të bardhë për të aktivizuar sensorët. Nëse disa sensorë nuk funksionojnë, kontrolloni kunjat, ngrohuni dhe rimbushni lidhësin në kunjat sipas nevojës.

Hapi 6: Asambleja Përfundimtare

Përfundoni montimin pasi të testohen të gjithë sensorët. Instaloni titujt që lidhin PCB -në e sipërme me PCB -në e poshtme. !

Ok, pasi të jetë testuar gjithçka, mund t'i lidhni këto kërcyes…. Bashkimi i 24 kërcyesve rrit gamën e hedhjes së sensorëve IR duke rritur tensionin dhe rrymën përpara në LED. Kjo është mirë të bëjmë nëse i mbajmë LED -të e ndezura në kohë në më pak se 100us. Kjo përshkruhet në fletën e të dhënave.

Dy skriptet e ofruara, të dy test_shift_registers.ino dhe bee_counting.ino e plotësojnë këtë kërkesë duke i ndezur vetëm LED -të për 75us. Kjo tregohet në rreshtin 68 (regjistri i ndërrimit) dhe rreshtin 158 (numërimi i bletëve). Pas kohës ON, ka një vonesë prej ms 15-20ms para se t'i ndizni përsëri, gjë që ruan jetën e LED.

Bashkoni të 24 kërcyesit.

Hapi 7: Pinout të mikro -kontrolluesit të gjurmëve të dyfishta

Bordi i qarkut të shtypur pranon dy stile të mikrokontrolluesve Adafruit. Mikrokontrolluesit e tipit Adafruit Feather dhe mikrokontrolluesit Adafruit ItsyBitsy. Pendët e Adafruit përfshijnë funksione wifi dhe radio me rreze të gjatë (*esp8266, esp32 dhe LoRA). Të gjitha modelet ItsyBitsy 3V (M0, M4 dhe 32u4) duhet të funksionojnë mirë.

Fatkeqësisht regjistrat e ndërrimit që ne përdorim (çipi më i popullarizuar i regjistrit të ndërrimit!) Nuk janë pajisje të plota SPI dhe nuk e ndajnë SPI -në me pajisje të tjera. Ato janë si pajisjet më të këqija SPI!… Prandaj disa tabela si Adalogger ose LoRa thjesht nuk punoj jashtë kutisë. Ju ende mund ta bëni atë duke prerë disa gjurmë dhe duke arnuar linjat SPI në linjat e lira të SPI dhe duke bitbanuar SPI në regjistrat e ndërrimit, por kjo është pak e vështirë të shpjegohet në një udhëzues.

Hardware SPI

Kodi shembull është shkruar për Feather ESP32 dhe bitët e tij M0/M4, por duhet të funksionojë mirë me të tjerët. Kunjat e harduerit SPI përdoren për të dyja: MISO & SCK.

Pin A5 si në ESP32 ashtu edhe në itsyBitsy është Shift Register LOAD*Kodi A5 nuk ekziston në ESP8266. Nëse përdorni këtë tabelë, duhet të hidheni në një kunj tjetër (thoni që kunja RX është falas)

Mosfetë e fuqisë

Dy kunja janë të lidhura me mosfetët e energjisë që drejtojnë LED LED

• Kunjat e pendëve

  • Pin 15 për portat 0-11
  • Pin 33 për portat 12-23

• Kunjat e ItsyBitsy

  • Pin 10 për portat 0-11
  • Pin 11 për portat 12-23

Kunjat shtesë

Ekzistojnë Terminalet e Vidhave (jeshile) për të lidhur sensorë shtesë me kunjat i2C (SDA dhe SCL) Ekziston edhe një kunj analog A4 i lidhur me një nga terminalet e vidhave.

Hapi 8: Kodi Arduino

Janë bashkangjitur tre shkrime arduino.

• Blink_IR_leds.ino - përdoret për të inspektuar vizualisht LED -et që punojnë
• test_shift_registers.ino - përdoret për të testuar në mënyrë funksionale sensorët
• bee_counting.ino - përdoret për të numëruar bletët!

Paralajmërim

Bashkimi i 24 kërcyesve rrit gamën e hedhjes së sensorëve IR duke rritur tensionin dhe rrymën përpara në LED. Kjo është mirë nëse i mbajmë LED -të në kohën ON në më pak se 100us.

Dy skriptet e mësipërme, të dy test_shift_registers.ino dhe bee_counting.ino e plotësojnë këtë kërkesë duke i ndezur vetëm LED -të për 75us. Kjo tregohet në rreshtin 68 (regjistri i ndërrimit) dhe rreshtin 158 (numërimi i bletëve).

Kalibrimi i numëruesit të bletëve

Kam kapur disa të dhëna të mahnitshme gjatë viteve. It'sshtë e mundur të kalibroni numëruesin e bletëve për të arritur përsëritshmërinë e kërkuar. Ka mënyra të ndryshme për të kalibruar numëruesin e bletëve në varësi të efektit të dëshiruar. Një metodë është të matni shpejtësinë e lëvizjes së bletëve dhe të numëroni vetëm lëvizjet e njohura dhe të hidhni jashtë të gjithë shkaktarët e rremë. Kjo metodë i mungon shumë bletëve, por mund të japë vlera të qëndrueshme. Duhen një bletë rreth 180-350ms për të përshkuar rajonin e sensorit.

Shembulli i kodit bee_counting.ino mat shpejtësinë e bletëve përmes sensorit dhe numëron bletët që lëvizin më shpejt se 650ms dhe kërkon që koha midis përfundimit të një sensori dhe përfundimit të sensorit të dytë është më pak se 150ms.

Disa nga pengesat për kalibrimin përfshijnë:

• megjithëse bletët nuk shtojnë propolis tek sensorët, ata do të kalojnë disa ditë duke mbushur boshllëqet me propolis gjatë instalimit fillestar
• mjekra në mbrëmjet e verës dhe bletët e përgjithshme roje që po mendojnë për të dhënë shkaktarë të rremë
• drita e drejtpërdrejtë e diellit në një kënd të ulët do të shkaktojë sensorë të rremë (kjo mund të zbutet mjaft lehtë)

Hapi 9: Fatura e Materialeve

Mikrokontrollues

Kodi u testua me pendën esp32 Huzzah dhe itsyBitsy M0, por do të funksionojë me të gjitha këto tabela.

• pendë Huzzah nga mouser
• pendë esp8266 nga mouser
• pendë LoRa 900mhz nga mouser
• ItsyBitsy M0 nga mouser
• ItsyBitsy M4 nga mouser

Bordi i Qarkut të Shtypur nga JLCPCB -25 16-25 dollarë me transport.

Rendit PCB -të e zeza. Shihni udhëzimet për porosinë e PCB.

Pjesë dhe Pjesë

Këtu është lista përmbledhëse e çmimeve nga mouser. Shihni çmimet alternative më poshtë për opsionet më të lira veçanërisht për sensorët e reflektimit.

QRE1113 Sensorë reflektues sasi (48)

Koka femërore me 6 kunja 7 mm të larta, 0.1 distancë, sasi (~ 36)

Rezistenca 22ohm, me autobus, me sasi (4) SIP Paketuar, 9 rezistorë, 10 kunja

Rezistorë 100khm me autobus, sasi (6) SIP-9, 8 rezistorë, 9 kunja

Regjistrat e ndërrimit, sasia (6) 74HC165

Rregullatori 3.3V, (hyrja, toka, dalja - IGO, pinout), sasia (1)

terminalet e vidave Dy pin, 0.1 , sasi (3)

Kondensator qeramik 0.1 uF, përmes vrimës, sasi (6)

1 uF Kondensator qeramik, përmes vrimës, sasi (1)

560uF, 6.3V Kondensator i ulët esr, distancë prej plumbi 3.5mm, diametër 8mm

N-Channel Mosfet FQP30N06, sasi (2)

Rezistenca 10k, sasi (4), e përgjithshme 1/4 vat

titujt meshkuj 6 pin, ty qty (32) ose… 12pin sasi (17) dhe ndahen sipas nevojës

Çmimet alternative nga shpërndarësi kinez LCSC

Dikush vuri në dukje disa çmime alternative që me të vërtetë mund të ulin koston.

• Sensorët e reflektimit ITR8307 0. 0.13 dollarë/secili @ sasi (48) (njësoj si QRE1113)
• Koka femrash me 6 kunja të larta 8.5mm. 0.0 0.05 $/secila @ sasi (36+)
• 22 Ohm SIP 8 rezistencë, 9 pin, do të përshtatet. 0,44 dollarë për sasi (4)
• 100k SIP Resistors 8 rezistencë, 9pin, do të përshtatet. 0,44 dollarë për sasi (6)

Hapi 10: Renditja e Bordit të Qarkut të Shtypur

Ka shumë prodhues të ndryshëm të PCB për të zgjedhur. Këto udhëzime tregojnë JLCPCB. Keni nevojë për një prodhues që mund të bëjë PCB të zeza. LED/sensorët IR duhet të tregojnë një sipërfaqe të zezë për të parandaluar shkaktarët e rremë, kështu që PCB e poshtme duhet të jetë e zezë. Minimumi JLCPCB është me sasi (5) dërrasa dhe do t'ju duhen 2 dërrasa për të bërë sanduiç së bashku për të përfunduar një banak bletësh.

1. Shkarkoni të gjithë repon … goditni butonin e madh të gjelbër që thotë "kloni ose shkarkoni" github … lundroni te skedari "gerbers.zip" nën dosjen PCB.

2. Shkoni te JLCPCB.com, krijoni një llogari dhe klikoni butonin ORDER TANI.

3. Klikoni në "Shto skedarin tuaj Gerber" dhe ngarkoni skedarët e zipuar

4. Zgjidhni 'E zezë' si ngjyrë e PCB. Gjithashtu për "Hiq numrin e porosisë", zgjidhni YES

Kostoja është rreth 8 dollarë për një porosi minimale të sasisë (5) PCB plus transporti 9-16 dollarë në varësi të metodës.

Çmimi i dytë në Sfidën e Dizajnimit të PCB