Bonjour, voici le premier projet exposé sur ce site !
Je me lance dans l’apiculture depuis cette année. Je ne vais pas bouder les produits de la ruche, en particulier le miel dont je suis friand mais ma motivation principale est l’observation. A cette fin, j’ai installé mes premières ruches à proximité de ma maison afin de pouvoir les observer à loisir.
Quel est le rapport avec Arduino ? Réponse ; une balance électronique connectée!
Les systèmes de balance connectées pour ruches existent déjà chez les professionnels. Pour un amateur c’est également possible mais le prix de l’équipement est dissuasif. Après avoir longuement fureté sur internet, je pense pouvoir réaliser un prototype personnalisé à mon besoin et à moindre frais.
Une balance connectée, à quoi ça sert ?
Cette balance connectée me permettra, je l’espère, de donner une dimension quantifiable à mes observations visuelles. Un rapprochement des informations de la balance avec celles de ma petite station météo connectée devrait permettre de suivre la vie de la colonie en fonction de la météo.
Pour information, les informations collectées par ma station météo sont visibles sur : https://www.wunderground.com/personal-weather-station/dashboard?ID=IFRANCHE14
Mon projet s’articule en deux parties :
- une plate forme de mesure associée à un dispositif de transmission des informations placés sous la ruche au fond de mon jardin
- un système informatique de réception et de traitement des données situé dans ma maison
Le système doit assurer les fonctions suivantes :
- prendre une mesure de poids périodique
- transmettre cette information vers mon système domotique
- mettre en forme les données pour les afficher sous forme de tableau et de courbe
- diffuser l’information sur ce site
- surveiller toute variation de poids anormale comme un essaimage en cours ou un désordre sur la ruche et déclencher une alarme par notification push, e-mail ou SMS.
Suite à mes premiers tests et mes premières recherches des composants adéquats, mon dispositif devrait s’articuler comme suit.
1 Mesure du poids
Les jauges de contraintes sont le moyen idéal pour cette mesure. On en trouve sous forme de module prêts à utiliser sur les boutiques de commerce en ligne comme eBay pour environ 7€. Celles-ci ont une capacité totale de 200kg soit 50kg par module. Je n’utilise que 2 modules par balance ce qui me permettra d’en réaliser 2.
Ce type de composant délivrant une tension de quelques millivolts seulement, il est nécessaire d’amplifier le signal recueilli et le convertir en information digitale pour le rendre exploitable par système numérique.
Mon choix s’est porté sur le composant HX711 qui a été conçu spécifiquement pour cet usage. Il intègre un étage amplificateur et un convertisseur analogique- numérique 24 bits et comme avantage supplémentaire d’être compensé en température et de délivrer ses information sur une interface série numérique, donc directement exploitable pour un traitement informatique. On le trouve très facilement sur les plates-formes de vente en ligne pour à prix très modique au vu de ses performances.
Je ne vais pas m’étendre sur la technologie et le principe de mise en œuvre, Internet vous donnera toutes ces informations. La boutique Sparkfun est une mine d’information dans le domaine des tutoriels électroniques.
2 Traitement des informations
Pour ce prototype, j’utilise un module ATmega328P Pro Mini pour le traitement des données. Il existe 2 variantes ; une version 5V 16Mhz et une version 3.3V 8Mhz.
3 Exploitation des données collectées
Il y a d’immenses possibilités dans ce domaine : stockage local sur carte SD, transmission vers un système informatique, connexion à un réseau local via Wifi ou réseau filaire, transmission par réseau téléphonique GSM, envoi périodique de tableau de bord, etc.
Tout dépend de la situation géographique du rucher et des possibilités. Dans mon cas, je transmet les données à ma box domotique qui intègre nativement toutes les fonctions de stockage et de présentation des données.
Pour ce faire, il y a deux possibilité : transmission filaire ou transmission radio. La transmission filaire, la plus simple et la plus fiable, nécessite des travaux de petit terrassement. La transmission radio est plus complexe à mettre en œuvre mais ne nécessite pas de travaux. C’est celle que j’utilise dans cette première version.
Une multitude de modules prêts à l’emploi existent. Ils se distinguent par leur fréquence radio : 433 MHz, 868 MHz et 2.4 GHz essentiellement.
Mon choix se porte sur le module NRF24L01 2.4Ghz pour les raisons suivantes :
- transmission bis-directionnelle avec fonction émetteur et récepteur dans un module unique.
- fonction intégrées puissantes avec contrôle de transmission.
- protocole de transmission très souple permettant de transmettre des informations de toute nature.
- très faible puissance permettant une alimentation sur batterie.
- coût très réduit.
Il a pour principal inconvénient sa portée limitée et très perturbée par les obstacles physiques : murs et dalles des bâtiments ou végétation dense.
Un système répéteur ou l’utilisation d’un module amplifié permet de contourner en partie ce problème.
4 Principe de fonctionnement
Le module Arduino déclenche une mesure de poids périodique environ toutes les 5 à 10 minutes et la transmet par radio vers mon système domotique.
En cas de variation de poids supérieur à 0.01kg (10 grammes), la transmission se fait immédiatement.