Die Wägezelle, die Imker auf dem Laufenden hält!

Gesunde Bienen sind die Freude eines jeden Imkers, aber woher weiß man, ob in einem Bienenstock alles gut läuft? Sollten wir eingreifen und Gefahr laufen, unnötig aufdringlich zu sein? Ist die Honigernte beeinträchtigt? Die vernetzte Bienenstock-Waage von HoneyInstruments ist die Antwort auf diese Fragen. Sie liefert Gewichtsschwankungen des Bienenstocks im Stundentakt, als perfekte und leicht interpretierbare Informationsquelle, beispielsweise für die Anzahl der Bienen, die den Bienenstock verlassen, oder eine genaue Abschätzung der Honigreserve für den Winter.

Die Aufgabe

HoneyInstruments musste eine hochgenaue Waage entwickeln, die an sehr isolierten Standorten Daten liefern kann, und energieautark und zuverlässig ist. Das Endprodukt musste extrem robust, sehr einfach zu bedienen und wetterfest sein sowie innerhalb eines vernünftigen Budgets liegen.

Die Lösung

Zur genauen Gewichtsbestimmung des Bienenstocks erwies sich die Wägezelle PW10 aufgrund ihrer Eigenschaften, die gut zu diesem Projekt passten, schnell als erste Wahl. Sie kann ein Gewicht von bis zu 300 kg mit einer Genauigkeit von 20 Gramm messen, hat einen minimalen Stromverbrauch und ist bekannt für ihre absolute Zuverlässigkeit.

Die Ergebnisse

Nach der Digitalisierung müssen die Signale der Gewichtsschwankungen des Bienenstocks übertragen werden. Die stündlichen Gewichts- und Temperaturinformationen erzeugen dabei keine großen Datenmengen. Die Wägeergebnisse liefern Tag für Tag Rückmeldung zur Entwicklung des Schwarms und zum normalen Verlauf der Dinge.

Aspekte einer hochgenauen Waage

Als Thierry De Vreese, Geschäftsführer von HoneyInstruments, 2015 die ersten Elemente einer vernetzten Bienenwaage zu Papier brachte, musste er sich einer Reihe technischer Herausforderungen stellen: eine hochgenaue Waage zu schaffen, die Daten an manchmal sehr abgelegenen Orten liefern kann, und dabei energieautark und absolut zuverlässig ist. Darüber hinaus musste das Endprodukt extrem robust, sehr einfach zu bedienen und wetterfest sein sowie innerhalb eines vernünftigen Budgets liegen. Die vernetzte Waage richtet sich an Profis, die in der Regel mit mehr als 150 Bienenstöcken arbeiten, am häufigsten in der Zeit der Bienenwanderung: Die Bienenstöcke werden je nach Blütezeit und Blütenart in verschiedene Gegenden transportiert, um einen bestimmten Honig zu produzieren.

Zur genauen Gewichtsbestimmung des Bienenstocks erwies sich die Wägezelle PW10 aufgrund ihrer Eigenschaften, die gut zu diesem Projekt passten, schnell als erste Wahl. Sie kann ein Gewicht von bis zu 300 kg mit einer Genauigkeit von 20 Gramm messen, hat einen minimalen Stromverbrauch und ist bekannt für ihre absolute Zuverlässigkeit. Die Wägezelle ist für den Außenbereich geeignet, da sie den harten Wintern und heißen Sommern, denen Bienenstöcke ausgesetzt sein können, problemlos widersteht. Dank ihrer Genauigkeit von 20 Gramm kann abgeschätzt werden, wann jeweils circa 200 Bienen in den Bienenstock zurückkehren oder ihn verlassen. In einem Bienenstock leben mehr als 50.000 Bienen.

Der Sensor ist im Herzen einer Metallstruktur befestigt, die als Doppel-H-Konstruktion bezeichnet wird und zwei Stützarme bildet. Der untere Teil wird auf den Boden gestellt und mit einer Seite des Sensors verbunden, der obere Teil trägt den Bienenstock und drückt auf das andere Ende des Sensors. Diese Konstruktion erzeugt eine Verformung proportional zum Gewicht des Bienenstocks. Ein Temperatursensor im Gehäuse ergänzt die Angaben zum Gewicht. Er gibt jedoch nicht die Temperatur im Bienenstock an, sondern die Umgebungstemperatur außerhalb.

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Übertragung der Messdaten

„Ich war bereits mit den Aufnehmern von HBM vertraut, weil ich sie in andere Produkte integriert habe“, sagt Thierry De Vreese. „Die Gespräche mit dem technischen Vertriebsteam haben mich schnell überzeugt. Vor allem wollte ich keinen After-Sales-Service für meine Produkte leisten müssen. Seit 2016 haben wir in Europa mehr als 250 vernetzte Waagen verkauft und die versprochene Zuverlässigkeit und Robustheit des Sensors konnte weitgehend erreicht werden, auch als die Waage dem Transport auf einer Landmaschine während der Bienenwanderung standhalten musste.“

Der Sensor wird über eine Elektronikbox betrieben, die dann mehrere wesentliche Funktionen aus einer einzigen 3,7-Volt-Lithium-Batterie ausführt. Diese Batterie wird einmal im Jahr gewechselt und wurde einem teureren und empfindlicheren Sonnenkollektor vorgezogen.

Nach der Digitalisierung müssen die Signale der Gewichtsschwankungen des Bienenstocks an den Anwender übermittelt werden. Imker stellen ihre Bienenstöcke an Orten auf, die für die Qualität ihrer Blüten ausgewählt wurden, jedoch oft keine Verbindung zu einem Kommunikationsnetz haben. Die GSM-Technologie schied automatisch aus, da sie viel zu viel Energie verbraucht. Um das Übertragungsproblem zu lösen, entschied sich HoneyInstruments für das Sigfox-Netzwerk. Dieses Netzwerk nutzt das ISM-Frequenzband, das sich besonders gut für den Austausch über weite Strecken und mit niedriger Geschwindigkeit in ländlichen Gebieten eignet.

Dies liegt darin begründet, dass die stündlichen Gewichts- und Temperaturinformationen keine großen Datenmengen liefern. Die Reichweite beträgt ca. 40 km mit einer einfachen Antenne von etwa dreißig Zentimetern. Das Netz von 2000 Antennen deckt mehr als 95 % des Gebiets ab und ist in 70 Ländern vorhanden. Nach der Übertragung werden die Daten in das Internet-Netzwerk übertragen und dem Nutzer auf der Cloud HoneyInstruments-Plattform zur Verfügung gestellt.

Die Wägeergebnisse

Der Benutzer greift einfach über die Seriennummer seines Bienenstocks auf die Daten zu. Imker wissen in der Regel viel darüber, was im Bienenstock zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten passiert. Die Wägeergebnisse liefern Tag für Tag Rückmeldung zur Entwicklung des Schwarms und zum normalen Verlauf der Dinge. Das Ergebnis: weniger Bewegungen und eine optimale Honigernte.

"Einer der großen Vorteile des Sigfox-Netzwerks ist, dass es keine SIM-Karte verwendet und das Abonnement nur ein paar Euro pro Jahr kostet. Abonnements werden zu 99 % verlängert, was die Kundenzufriedenheit belegt."

Überlassen wir Thierry De Vreese das Resümee:

"Ich stehe mit Magali Clementi in Verbindung, der technischen Vertriebsingenieurin von HBK, die für meine Branche zuständig ist, da ich weitere Projekte plane. Wir nutzen und integrieren viele Sensoren in IoT (Internet of Things)-Projekte, und die Bienenstock-Waage ist ein perfektes Beispiel dafür. Insbesondere arbeiten wir an der Frage der Diebstahlprävention und der Integration weiterer Technologien und Konnektivität wie LoRa, LTE-M und NB-IOT".