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Mois : août 2022

Des balances « connectées » pour peser les ruches

Des balances « connectées » pour peser les ruches

Les électroniciens amateurs du Hacker Lab’ se sont lancés au printemps 2021, le défis de construire des balances pour peser les ruches de la MLC et observer l’évolution à distance de leur poids. Le poids indique quelle est la production de miel et l’importance en nombre de la colonie.

Notre groupe a réussi la construction de plusieurs systèmes qui ont fonctionné l’été 2021 et 2022. L’apiculteur peut donc, sur son smartphone contrôler le poids de ses ruches pour savoir s’il est temps de se déplacer sur le rucher et inspecter les hausses afin de commencer la récolte.

Ici, le système comporte une centrale connectée à 4 balances.

Il est intéressant de construire soit même des balances pour plusieurs raisons.

Les balances du commerce sont chères. Elles coûtent autour de 300€ par balance. Le prix de revient d’une balance amateur tourne autour de 60€ pour un système à une balance et 100€ pour un système à 4 balances. On peut donc se permettre d’expérimenter sans trop de frais sur des sites divers.

Ce type de projet demande une somme considérable de connaissances dans des domaines variés: programmation des microprocesseurs, utilisation des bases de données, mise en place de serveur, apprentissage des techniques apicoles pour cerner les besoins, impression 3D de pièces mécaniques, découpe laser d’accessoires pour les ruches comme les pièges à frelons.

Comment cela marche-t-il?

La centrale est composée d’un boîtier contenant une platine pour y souder les composants électroniques et les connecteurs des balances et des capteurs de température et d’humidité. Ces derniers, selon leur emplacement, peuvent mesurer avec précision la météo au niveau du rucher ou bien être placés au sein de la colonie pour observer la température de la grappe d’abeilles en hiver par exemple pour voir son niveau de santé.

Le coeur du système est un microprocesseur programmé en langage C++ pour lui permettre d’analyser les données des capteurs de poids, de température, d’humidité et de tension de batterie. Des convertisseurs analogiques / digitaux captent les mesures des jauges de contrainte des balances. Un module radio transmet les données sur un réseau publique. Un panneau solaire et son chargeur miniature garde la batterie à un bon niveau.

Après de multiples essais et de réflexions sur le papier, le choix du système a pu être défini.

Comment les données sont-elles transmises?

Le microprocesseur construit une trame de données venant des capteurs. Cette trame est envoyée tous les 1/4 d’heure à un module radio dans le boîtier. Le module envoie la trame de données sur une fréquence de 868Mhz qui est captée par les antennes du réseau international Sigfox pour lequel un abonnement annuel d’une douzaine d’euros par module radio est nécessaire. Nous avons donc optimisé la trame pour envoyer les données de quatre balances à la fois. Les balances sont des modèles en verre trempé type pèse personne à 12€ dont nous avons modifié l’électronique.

Module Sigfox

La couverture Sigfox et son infrastructure

Un système en test

Préparation de l’installation des balances

Les ruchettes de notre rucher « connecté » sous surveillance vidéo.

Notre atelier nommé « HackerLab » pour symboliser la mise à profit des hautes technologies pour le bien commun.

Vue d’ensemble du rucher « connecté » sous surveillance vidéo

Comment les données sont-elles recueillies par l’apiculteur?

Les données sont mises à disposition sur les serveurs de Sigfox à qui nous demandons de les envoyer sur un serveur de la Maison des Loisirs. Les données numériques sont remises en forme automatiquement avec l’application NodeRed dont les fonctionnalités permettent d’alimenter une base de données liée à chaque balance.

Extrait d’une page de fonctions NodeRed

Un autre application graphique, « Grafana », puise les données dans la base et les présente sous la forme de graphiques et de statistiques qui retracent l’évolution des mesures de poids, de température, d’humidité et de tension batterie.

Conclusion:

L’apiculteur peut ensuite se connecter sur le serveur de la MLC et suivre l’évolution du poids de ses ruches avec son smartphone ou chez lui sur son ordinateur.

Ces 1ères expérimentations sur une dizaine de systèmes nous ont obligés à optimiser la programmation des microprocesseurs pour limiter au maximum la consommation d’énergie su système. On a sécurisé l’opération en équipant les boîtiers d’un panneau solaire. En théorie, la petite batterie rechargeable de 3,4 volts durera des années.

Un autre projet de traitement des données est en cours. Il s’articule autour d’un autre type de microprocesseur sur une platine développée par Heltec et connectée sur le réseau international Lora. On en parlera dans un autre article.