Opis naprave SMS čebelar
SMS čebelar + je elektronska tehtnica za daljinsko indikacijo donosa v čebeljem panju. Zasnovana je tako, da dvakrat dnevno samodejno meri težo, temperaturo, vlago, napetost baterije in jakost GSM signala. Po naročilu lahko meri tudi atmosferski tlak in temperaturo ter težo v panju. Preračunava tudi dnevni in skupni donos. Te podatke pošlje v enem SMS sporočilu na predhodno nastavljeno GSM številko. V primeru, da želite spremljati podatke tudi med avtomatskimi meritvami, je na voljo tudi tehtnica na klic. Omogoča tudi ročno merjenje na terenu, saj ima vgrajen zaslon. Omogoča tudi pošiljanje alarmnega SMS sporočila ob vandalizmu. Tehtnica je debela le 40mm in jo je enostavno namestiti pod panj. Njene glavne odlike so tanka platforma, preprosta uporaba, visoka zanesljivost, dolga življenjska doba in nenazadnje nizka cena. Poleg tega je preprosta za montažo in ima minimalno število kablov.
Izgled naprave
Platforma je plošča, na katero postavite panj, ki ga želite tehtati. Velika je 390 x 310mm in debela 40mm. Zgornja stran je izdelana iz nerjaveče pločevine, notranjost pa je ojačana z jeklenimi palicami. Da bi lahko dosegli manjšo debelino, je bilo nujno uporabiti štiri merilne elemente namesto enega, ki ga uporabljajo nekateri proizvajalci. Prednost je zelo tanka in robustna platforma, vendar pa je potrebno senzorje posebej umeriti, da se čim bolj izognemo temperaturni odvisnosti celotne platforme.
Na napravi je le ena tipka na dotik. S kratkim pritiskom sprožite merjenje teže in ostalih parametrov. Če pa jo pritisnete in tiščite več kot sekundo, vstopite v meni, v katerem izbirate razne funkcije, kot so na primer nastavitve naprave, merjenje jakosti signala, tara, kalibracija, vklop/izklop itd. Senzor za merjenje temperature in vlage je na 2,5m dolgem kablu in ga je potrebno postaviti tako, da je zaščiten pred dežjem.
Tehnologija
Tehtnico sem pričel razvijati sem na pobudo nekaterih čebelarjev, ki so izkazali potrebo po takšnih napravah že leta 2010. Je plod lastnega znanja in dolgoletnih izkušenj, tehnološko dovršena in jo z razvojem tehnologije z leti posodabljam. Njeno majhnost je bilo moč doseči z uporabo SMD tehnologije. Za zagotavljanje zanesljivega delovanja ob nizki porabi smo uporabili mikrokrmilnik s PicoPower® tehnologijo podjetja Microchip (bivši Atmel). Uporabljene komponente so najvišje kakovosti in priznanih blagovnih znamk, kot so Microchip, Texas Instruments, Monolitic Power Systems, Philips (NXP), Vishay, Panasonic in drugi.
Zasnova naprave
Shemo sem zasnoval na podlagi izkušenj iz prejšnjih projektov. Vse se začne pri grobi zasnovi, definiciji zahtev in iskanju rešitev. V tem primeru sem potreboval napravo, ki bo merila želene parametre in jih dostavljala uporabniku. Želel sem kar najmanjšo možno porabo, čim manj dodatnih kablov in seveda čim manj motečo napravo tudi v smislu elektromagnetnih sevanj. Tako sem zasnoval napravo, ki večino časa "spi". Takrat v njej deluje le ura, ki ob nastavljenem času "zbudi" glavni procesor in ta potem naredi, kar je takrat potrebno. Tudi, ko procesor deluje, je poraba izredno majhna, le nekaj miliamperov. Enkrat dnevno naprava pošlje podatke čebelarju preko SMS sporočila. Teh nekaj sekund je tudi edini čas, ko se izvaja komunikacija preko GSM omrežja.
Ko so zahteve ugotovljene in je shema narejena, se izdela načrt za tiskano vezje. Vezje je izdelano iz izredno kvalitetnega FR4 materiala, ki je izdelan in obdelan po mojem načrtu, saj tega ne morem narediti v svoji delavnici. Ustrezati mora mehanski trdnosti ter standardu RoHS, ki zagotavlja, da v vezju kot ostalih materialih in sestavnih delih ni zdravju in okolju škodljivih snovi, pred vsem svinca in živega srebra. Poleg tega mora biti zanesljivo, saj napake na vezju pomenijo tudi napake v delovanju naprave.
Programska oprema v napravi
Tehtnico poganja program, ki sem ga razvil sam in je shranjen v mikrokrmilniku naprave. To je miniaturni računalnik, ki skrbi za vse notranje podsklope, meritve in izračune. Nanj so priključeni vsi ostali sklopi, kot so na primer LCD prikazovalnik, GSM modul, senzor dotika, zunanji senzor temperature in vlage, Merilni A/D pretvornik za tehtanje in ostali. Odprti smo za nove ideje in posodobitve tako programske kot strojne opreme, če se za to izkaže interes. V primeru, da bi radi napravi dodali dodatne funkcije ali spremenili kateri koli del programa, se lahko za to dogovorimo. Če želite tehtnico, ki bi merila podatke vsako uro ali bi pošiljala podatke na zahtevo, nam prosim sporočite.
Prilagodljivost
Ko napravo kupite, je običajno že nastavljena po vaših zahtevah. Seveda pa jo lahko nastavite povsem sami s pomočjo enostavnega SMS sporočila ali aplikacije. Seveda najprej potrebujete delujočo SIM kartico poljubnega operaterja. Za nastavitev ne potrebujete računalnika, dovolj je običajen GSM telefon. Nastaviti je potrebno GSM številko, kamor bo naprava pošiljala sporočila, trenutni čas, čas jutranjega merjenja in čas večernega merjenja, ki je tudi čas, ob katerem naprava pošlje SMS sporočilo. Nastavitve se shranijo v pomnilnik naprave, tako da ob morebitni menjavi SIM kartice ni potrebno ničesar nastavljati.
Napajanje
SMS tehtnica ima izredno majhno porabo in se običajno napaja iz 3,6V litijeve baterije. Ta zagotavlja nemoteno delovanje najmanj pet do osem let. Baterije te vrste so posebne po njihovi veliki kapaciteti in izredno dolgi življenjski dobi. Celica velikosti »D« ima kapaciteto kar 19.000 mAh in se sama prazni le 1% na leto. Tovrstne baterije so najprej uporabljali v vojski in smo šele pred leti pričeli uporabljati v industriji. Nenazadnje pa so tudi izredno varne, saj imajo tekoči elektrolit in ne morejo samodejno zagoreti. Na željo stranke pa lahko zagotovimo tudi druge vrste napajanja. Razvili smo modul, ki ga vstavimo namesto baterije, na vhod pa lahko priklopimo poljuben akumulator vse od 6V do 24V. Lahko pa vam vgradimo tudi baterijo, ki jo napolnite enkrat na sezono in zdrži celo življenjsko dobo tehtnice.
Opis novosti
🔹 Povsem nov A/D pretvornik, seveda z veliko boljši od prejšnjega. Trenutni je 24-bitni, kar pomeni, da ima dobrih 16 milijonov razdelkov in z njim bolj natančno merimo težo, hkrati pa ima tudi izboljšano temperaturno stabilnost.
🔹 Naredil sem tudi prehod na nov, boljši senzor temperature in vlage. Ponaša se z najnovejšo MEMS tehnologijo, ima izredno hiter odziv, je manjši in bolj robusten, ima manjšo porabo energije in daljšo življenjsko dobo. Na tehtnico lahko sedaj priklopite dva taka senzorja, kar vam omogoča, da spremljate podatke o temperaturi na treh lokacijah in o vlagi na dveh, na primer zunaj in znotraj panja. Senzorji niso združljivi s prejšnjo verzijo naprave, čeprav je priklop ostal enak.
🔹 Dodal sem tudi barometer, saj je zračni tlak pokazatelj spremembe vremena, to pa vpliva tudi na pašo čebel. Tlak meri in sporoča v hPa, kar je isto kot mBar.
🔹 Ura se sedaj lahko nastavlja običajno avtomatsko. Za avtomatsko nastavitev mora biti funkcija podprta s strani operaterja in omogočen paketni prenos podatkov (GPRS). V primeru težav pa se jo lahko še vedno nastavi ročno.
🔹 Vsaka tehtnica sedaj že v osnovi omogoča tudi meritev na klic. To pomeni, da tehtnico enostavno pokličete, ona prekine zvezo in vam pošlje SMS s podatki. Poleg trenutne teže, vam pošlje tudi razliko v teži od zadnjega klica in od zadnje avtomatske meritve. Seveda pošlje tudi podatke ostalih senzorjev, če so ti priključeni. V primeru, da vklopite funkcijo na klic, bo ta aktivna čez dan, ponoči pa ne, da prihrani energijo. Ob času prve meritve se bo GSM vmesnik vklopil in čakal na vaš klic vse do večera, ko bo poslal SMS in se zopet izklopil. Pošiljanje SMS sporočil lahko posebej izklopite in naprava bo delovala le še na klic. Treba pa se je zavedati, da je potrebno v primeru funkcije na klic poskrbeti za ustrezno napajanje, saj trenutna baterija v tem primeru ne bo zdržala ravno dolgo.
🔹 Spremenjena je tudi oblika SMS sporočil. Ker sem z vidika tako stroška kot energije želel ohraniti eno sporočilo na dan, sem moral obliko spremeniti, da jo lahko stisnem v 160 znakov dolgo sporočilo. Primer sporočila je prikazan spodaj. Sporočilo vsebuje le podatke o senzorjih, ki so dejansko priključeni na napravo, torej dobite v najslabšem primeru le podatke o težah in donosih ter temperaturi, v najboljšem pa sporočilo s slike. Za kompatibilnost s prejšnjimi različicami pa sem ohranil tudi prejšnjo obliko sporočila, ki pa ne more prikazati vseh podatkov.
