Eine Bienenstockwaage steht bei vielen Imker:innen ganz oben auf der Wunschliste. Im Projekt Biene40 untersuchen wir auch Waagen verschiedener Anbieter und Projekte – hier die kleinste Waage von Beehivemonitoring. Dieser Beitrag berichtet über das unboxing („Auspacken“), die Versuche der ersten Inbetriebnahme und Messungen an der Waage zur Konstanz und Temperaturabhängigkeit.
Stand 19.09.2023, in Bearbeitung
Beschaffung
Das System beschaffte die Hochschule über den Imkershop Nord, Romotzki Handels und Service UG. Als Behörde ist die Hochschule auf eine ordentliche Ausweisung der Mehrwertsteuer angewiesen. Vereinskollegen haben auch schon direkt beim Hersteller gekauft.
Lieferung
Die Bestandteile kommen ordentlich verpackt. Im Paket befindet sich die eigentliche Waage mit zwei Alu-U-Konstrukten und einem Elektronik-Kästchen, ebenso ein Gateway in einem gleich aussehendem Gehäuse. Im Gateway scheint etwas zu klappern. Dem Paket liegt eine gedruckte Anleitung bei.
Abb. 1: Die Lieferung im Karton
Abb. 2: Die Bestandteile der Lieferung: Handbuch, Kurzanleitung des Distributors, QR-Code für den Zugang zur Plattform, Waage, Gateway
Aufbau der Waage
Für die ersten Tests findet die Waage einen Platz auf einem Party-Stehtisch, der ein bequemes Arbeiten erlaubt. Das Gateway mit dem Solarpanel liegt daneben. Der Aufbau steht unter einem Dachflächenfenster, so dass das Solarpanel Sonnenlicht erhält.
Abb. 3: Der erste Aufbau der Waage auf einem Stehtisch. Die Filzuntersetzer sollen Ungleichheiten der Auflagefläche ausgleichen.
Abb. 4: Ein Blick in die Wägebalken offenbart den Aufdruck auf den Wägezellen: „GPB100 100kg Precision 0,03“
Wägezellen und Wägebalken
Es sind insgesamt vier Wägezellen mit der Aufschrift „GPB100 100kg Precision 0,03“ verbaut. Zwei Zellen sind jeweils in einem Wägebalken, Die Waage besteht aus zwei Wägebalken. Aus jedem Wägebalken führen zwei gut isolierte Kabel zum Elektronikkasten. Auf einem Wägebalken ist mit einem schwarzen Stift hansdschriftlich „6“ notiert
Die Wägezellen scheinen einer Handelsmarke „Aloce“ zu entstammen. Eine Recherche führt zu zwei Quellen für die Wägezellen:
Alibaba (4,90 $) Hier lässt sich die Wägezelle beschaffen.
(https://www.alibaba.com/product-detail/GPB100-customized-Medical-baby-scale-adult_60419688108.html)
Rometec hostet das Handbuch für die Wägezelle. (https://www.rometec.it/gpEasy/data/_uploaded/file/GAIMC/CelleDiCarico/Catalogo_GPB.pdf)
Anleitung
Die Anleitung erinnert an eine Ikea Aufbauanleitung und kommt nur mit Bildern daher. Es ist nicht ganz klar, was im nächsten Schritt zu tun ist. Hilfreicher ist die Kurzanleitung des Distributors:
Man benötigt eine „grüne“ und eine „gelbe“ App aus dem Google Playstore oder dem Apple Appstore. Die gelbe App ist zum Ansehen der Daten – das soll mittels des QR-Codes erfolgen. Die grüne App scheint das Gateway zu ersetzen und dient dazu, die Daten auszulesen.
Software
Installation der Apps
Der erste Versuch, den beigelegten QR-Code direkt zu scannen, schlägt fehl. Es wird lediglich ein weißer Bildschirm angezeigt (für den QR-Code wird die „gelbe“ App benötigt).
Erste Nutzung der grünen App (Gateway-App)
Auf einem Iphone wird zunächst die grüne App gestartet. (Durch einen früheren Test bei einem Vereinskollegen war die App schon installiert)
Die grüne App zeigt zwei Systeme, einmal „001 (3M)“, letzter Datensatz von 07.01.2023 18:41 und „006 (XS)“, letzter Datensatz von 29.08.2023 14:01. System „001 (3M)“ ist das des Vereinskollegen, System „006 (XS)“ sollte die im Test befindliche Waage sein, zumindest stimmt die Numer mit der Aufschrift auf dem Wägebalken überein.
Die Waage zeigt ein Gewicht von -1,67 kg, sie muss offensichtlich kalibriert werden. Es ist nicht klar, wie die Kalibrierung zu erfolgen hat.
Auf die Wägebalken wird eine Holzplatte und eine Milchpackung aufgelegt. Ein erneutes „Daten herunterladen“ zeigt nun 0,63 kg. Diese Änderung ist plausibel.
Weiterhin werden die Temperatur mit 26,1°C, die Feuchte mit 54,1% und der Luftdruck mit 795,2 hPa angezeigt. Temperatur und Feuchte sind plausibel, der Luftdruck ist grob falsch. Die in der App angezeigte Uhrzeit liegt einige Minuten hinter der aktuellen Zeit. In den Einstellung gibt es die Möglichkeit, die Aktualisierungsrate (von 5 Minuten) zu ändern.
Erste Nutzung der gelben App
Auf einem Iphone wird die gelbe App gestartet. (Durch einen früheren Test bei einem Vereinskollegen war die gelbe App schon installiert)
Die gelbe App zeigt das System des Vereinskollegen an. Im Menü gibt es die Möglichkeit, den QR-Code zu scannen. Nach Scannen des QR-Codes werden Daten des Systems 006 (XS), also des im Test befindlichen, angezeigt.
Es gibt viele Möglichkeiten, etwas abzulesen: Gewicht, Gewichtsänderungen, Temperatur, Außenfeuchte , Zählertemperatur, Frequenz und vieles mehr. Die App versucht, alles, was es an Sensoren bei Beehivemonitoring gibt, anzuzeigen. Die meisten Werte sind 0 oder leer. Die Werte für Gewicht, Temperatur und Feuchte in der gelben App sind zunächst nicht plausibel und unterscheiden sich von der Anzeige in der „grünen“ App. Ein Kick auf „Hilfe“ zeigt einen leeren Bildschirm.
Erste Nutzung der roten App
Die rote App ist ein Dienstprogramm, um eine SIM-Karte im Gateway einzurichten. Sie lässt die im Appstore unter „Bee hive monitoring diag“ laden.
Beim Öffnen der App fragt sie nach Erlaubnis zu Nutzung von Bluetooth. Danach zeigt sie Daten des Gateways an. Alle Daten (Druck, im Gateway, Temperatur, Feuchte und Gewicht der Waage) scheien plausibel. Es wurde offensichtlich keine SIM-Karte mitbestellt.
Neuinstallation der grünen und der gelben App (ab 30.01.2023)
Die bereits im Januar installierte grüne App zeigte im Status „Fehler“. Als mögliche Ursachen kommen a) eine alet Version b) Inkonsnistenzen mit den im Januar getesteten System.
Daher wurde 30.08.2023 11:10 die gelbe und die grüne App gelöscht, das Iphone neu gestartet, zuerst die grüne App und dann die gelbe App aus dem Appstore geladen.
Nach dem start lädt die grüne App die Daten aus der Waage, die App meldet, dass die Daten hochgeladen wurden. Danach erfolgt die Kontrolle der Daten mit der gelben App. Die gelbe App verlangt nach dem QR-Code (und damit vermutlich nach dem Key der Online Plattform.) Nach scannen des QR-Codes werden Daten bis zum heutigen Datum angezeigt (Abb. 5)
Abb. 5: Anzeige der grünen, roten und der gelben App direkt nach der Neuinstallation am 31.08.2023. Druck, Feuchte und Temperatur in der roten App sind plausibel, das Gewicht nicht. Die grüne App weist mittlerweile das gleiche Gewicht aus wie die gelbe App. Der Luftdruck in der grünen App ist falsch. Die Gewichstverläufe in der gelben App nicht nicht nachvollziehbar.
Um 11:30 wurde die Milchpackung entfernt. Damit sollte das Gewicht um 1,018 kg sinken, statt dessen zeigte die rote App 322,40 kg an. Dieser Wert wird kurze Zeit später auch von der grünen App angezeigt.
Die Milchpackung wurde wieder aufgelegt und das System zwei Tage nicht verändert. Am 02.09.2023 12:16 zeigte die Kontrolle mit der grünen App ein Gewicht von 13,67 kg für den Zeitpunkt 12:04. Um 13:34 zeigt die grüne App ein Gewicht von 5,28 kg, ohne dass sich an dem Aufbau etwas geändert hat.
Abb. 6: Anzeige der grünen, roten und der gelben App am 02.09.2023 Die Änderungen des Gewichts über die Zeit (gelbe App) sind nicht plausibel, auf der Waage lag einen. Holzplatte und eine Milchpackung, Gesamtgewicht unter 2 kg.
Alle Tests führen zu dem Schluss, dass die Waagen-Hardware einen defekt hat. Die Waage wird von Distributor umgehend ausgetauscht.
Update 08.09.2023
Die Austauschwaage ist angekommen und nimmt ihren Betrieb auf, Mit einem geringen Auflagegewicht (Zwei Milchpackungen) zeigt die Waage plausible Werte. Am 10.09.2023 nach ca 60 Stunden zeigt die Waage nahezu das gleiche Gewicht. Die Grafik in der gelben App zeigt nur geringen Schwankungen.
Inbetriebnahme des Gateways
Das Gateway war – aus Unkenntnis – ohne SIM-Karte bestellt. Um es in Betrieb nehmen zu können, empfiehlt der Distributor eine 1nce (Telekom Tochter) SIM Karte.
Zunächst wurde das Gehäuse geöffnet. Dazu ist ein Sternschlüssel T6 erforderlich. Das geöffnete Gehäuse offenbahrt eine Platine, die mit einem (zu) schmalen Streifen Noppenfolie fixiert ist. Die Platine klapperte im Gehäuse. Die Platine trägt den Aufdruck Hive Gateway 2.0. Darauf ist ein SIM800C verbaut. Daneben befindet sich der SIM-Karten-Slot für eine Karte im Micro Format. Der Einbau der SIM-Karte gelingt mit den Bildern der Anleitung leicht. In den GSM-Settings der roten App wird eingetragen „iot.1nce.net“ (entsprechend der Anleitung, der der separat beschafften Karte beilag).
Das Gateway erkennt die SIM-Karte nicht sofort, die Diagnosefunktion in roten App sagt, dass es keine SIM Karte gibt. Erst nach Abziehen des Akkussteckers und Wiedereinstecken des Akkusteckers wird die SIM-Karte erkannt, allerdins sagt die Diagnosefunktion, dass die SIM-Karte „busy“ ist. Nach einer kurzen Wartezeit (unter 10 Minuten) verschwindet die rote Warnmeldung, dass keine SIM eingelegt ist, in der roten App. Nach kurzer Zeit erscheint wieder die Meldung „SIM Card is not in the GSM module“ wieder. Eine Kontrolle der SIM-Karte im 1nce-Online-Portal ergab keinen Hinweis.
Ein Test der SIM-Karte in einem Smartphone zeigte eine LTE-Verbindung über die Telekom. Ein erneuter Einbau der SIM-Karte in das Gateway führte zu folgendem Verhalten:
Zunächst erschien immer noch die rote Warnmeldung, dass keine SIM-Karte eingebaut sei. Nach Abziehen des Batteriekabels und erneutem Anstecken verschwad diese Meldung. Bei den Feldern Modem, GSM, Internet und bei SIM stand „OK“. Nach kurzer Zeit erschien die rote Meldung wieder, bei SIM stand „Not inserted“, bei Modem, GSM, Internet noch immer ok. Letzteres wird auch angezeigt, wenn tatsächlich keine SIM Karte eingelegt ist.
Abb. :7 Screenshots der roten App bei Tests mit einer 1nce SIM Karte. Zu sehen ist, dass das Gateway für eine kurze Zeitdauer die SIM-Karte erkennt, dann allerdings wieder eine Fehlermeldung ausgibt. Innerhalb von weniger als 30 Minuten schwankt das Gewicht um mehr als 2 kg und damit um mehr als 50%.
Test mit einer Magenta Prepaid SIM
Am 04.09.2023 wurde eine Magenta Prepaid SIM aus einem Bienen-Temperaturlogger ausgebaut. und in das beehivemonitoring Gateway eingebaut. Die Daten APN=internet.telekom USER=telekom PASSWORD=tm wurden nach Telekom-Vorgabe mit der roten App eingegeben.
Herkunft der SIM-Karte:Der Temperaturlogger basiert auf einem Raspberry Pi und verwendet das Mobilfunkmodul SIM800L. An diesem Mobilfunkmodul habe ich einen 1000muF Elko angelötet, da das Modul beim Berbindungsaufbau bis zu 2A (nur sehr kurz) zieht.
Das Gateway zeigt folgendes Verhalten – sichtbar in der roten App: wenn die Batterie abgezogen und wieder angesteckt wird, ist die SIM ok. Nach etwa 60 Sekunden erscheint wider der rote Warnhinweis, dass keine SIM-Karte eingelegt sei. Das ist mehrfach replizierbar. Die Diagnosefunktion RUN sagt bei ersten Zugriff auf die SIM:
#CME ERROR: SIM busy
Danach immer wieder:
+CME ERROR: SIM not inserted.
Update 07.09.2023
Das Austauschgateway kam mit eingesteckter 1nce-SIM-Karte, Das Gateway findet ein Netz und – gemäß Log – überträgt auch Daten.
Update 10.09.2023
In das Austauschgateway kommt eine andere 1nce-SIM-Karte. Das Gateway arbeitet ohne weiteres Zutun auch mit einer anderen Karte. Das Austauschgateway scheint nun funktioinsfähig.
Nutzung der Online Präsenz
29.08.2023
Auf der Seite www.beehivemonitoring.com gibt es die Möglichkeit, sich zu registrieren. Die Registrierung führt nicht wie erwartet zu einem Dashboard, sondern erlaubt nun lediglich, etwas im Shop zu bestellen.
Eine Anmeldung im Adminbereich unter der Nummer, unter der das Projekt angelegt wurde, ist nicht möglich.
Eine Nachfrage im Chat auf behivemonitorng gibt um 15:20 die Auskunft, es wäre keiner mehr da und ich solle es morgen ab 10:00 wieder versuchen
Update 07.09.2023
Nach einer zoom-Konferenz mit dem freundlichen und engagierten deutschen Distributor wurde die Web-Anwendung freigeschaltet. Grundsätzlich zeigt die Webabwendung das Gleiche wie die gelbe App, allerdings ist das auf einem Computermonitor besser ablesbar. Es werden sehr viel Informationen angeboten, auch zu Sensoren (Bienenzähler etc) die gar nicht projektiert sind.
Kommunikation mit Hersteller und Distributor
Der telefonische Erstkontakt mit Imkershop Nord (31.08.2023) war durchweg freundlich. Offene Fragen wurden geklärt (SIM Karte fehlt, da nicht bestellt, Zugang zur Online Plattform kostet 10 Euro pro Jahr zusätzlich, war auch nicht bestellt). Für eine Folgesitzung (Online-Vidoekonferenz) mit aktiver Unterstützung undTests wurde Bereitschaft signalisiert. Im Nachgang zur Videokonferenz wurde die Hardware umgehend ausgetauscht.
Kommunikation mit dem Hersteller ist eher schwierig, mit dem deutschen Distributor bleiben in der Kommunikation keine Wünsche offen.
Weitere funktionale Tests
Tests der Sensibiliät gegen Lage des Schwerpunkts
Am 10.09.2023 15:23 wurde das Gewicht um eine weitere Milchpackung auf etwa 3 kg erhöht.
Um 16:47 wurde das gesamte Gewicht aus der Mitte zu einem Ende der Waage (hinten, mittig) verschoben. Das Gewicht selber war unverändert ca. 3 kg. In der gelben App ist ein Gewichtsanstieg zu sehen.
Ein Verschiebung des Geichts in die Ecke der Waage (eine Wägezelle wird stärker belastet) führt zu einer Anzeige eines leicht geringeren Gewichts.
Um 21:53 werden die drei Milchpackungen wieder in die Mitte der Waage gesetzt.
Abb. 8: Gewichtsverlauf in der gelben App. Da keine Skala angegeben ist, beschränkt sich die Aussagekraft auf „ist gestiegen“ oder „ist gefallen“.
Abb. 9: Gewichtsverlauf in der Web-Applikation
Test Konstanz der Wägung und der Temperaturabhängigkeit der Wägung
Erwartungsgemäß schwankt die Messung bei konstantem Gewicht und hängt zu einem gewissen Maße von der Temperatur ab. Dazu wurde ein 10 kg Wasserkanister auf die Waage gestellt (siehe Titelbild) und die Waage auf einer überdachten Terrasse aufgestellt. Das System überträgt alle 10 Minuten daten auf die Internet Plattform, das System wurde für knapp 330 Messungen nicht verändert und dann die Daten in Excel importiert. Eine statistische Auswertung der exportieretne Excel-Datei ergab
Mittelwert 10,02 24,32 Min 9,73 19,50 Max 10,18 36,40 Standard- abweichung 0,11 4,72 Korrelation Gewicht mit Temperaur -0,87 (Pearsons r) Bestimmtsheismaß 0,75 (r Quadrat)
Die Grafik, insbesondere das Streudiagramm, verdeutlicht die Abhängigkeit von der Temperatur.
Abb. 10: Gewichtsverlauf, Temperaturverlauf und Streudiagramm Gewicht gegen Temperatur. Allein der Augenschein offenbart eine Tempetrturabhängigkeit der gemessenen Gewichtsdaten.
Drift-Test: „Weglaufen“ (Veränderung des Messwertes ohne Gewichtsänderung
Mehr als sieben Tage steht nun ein 10kg-Wasserkanister unverändert auf der Waage. Erwartet war, dass die Messwerte durch Nachgeben des Klebers der Dehnungsmessstreifen etwas sinken. Beobachtet wird jedoch, dass sie steigen, und zwar um 0,47kg auf sieben Tage.
Abb: 11: Gewichtsverlauf über sieben Tage mit konstanter Belastung durch einen Kanister mit 10 Liter Wasser. Eine Futterkontrolle bei Mini-Plus-Völkchen über den Winter ist mit der Waage weniger zu empfehlen.
Test der Sensibilität gegen Tenperaturinhomogenität
Bei nicht Temperaturkompensierten Wägezellen ist zu erwarten, dass eine Aufheizung von nur einem Teil der Wägezellen zu einer Verfälschung des gemessenen Gewichts führt. Diese Inhomgenität wird immer dann zum Tragen kommen, wenn die Waage unter der Beute einseitig von der Sonne beschienen wird.
Praxistest
Als Praxistest wird die Wage unter ein Mini Plus Überwinterungssystem, zweizargig gestellt. Die Bienen sind gut gefüttert und füllen 20 Rähmchengassen.
Fazit (vorläufig)
Zwischenstand nach mittlerweile über 7 Stunden tests und versuchen auf mehrere Tage verteilt: Das System konnte erst nach Kontakt mit dem deutschen Distributor in Betrieb genommen werden. Viele anscheinend erforderlichen Schritte sind (noch) nicht selbsterklärend beschrieben. Die Hardware macht einen guten Eindruck. Die Software verlangt nach vertiefter Einarbeitung.
Die Fehlermeldungen in den Apps helfen nur bedingt weiter.
Ich werde im Verein auch technisch versierten und leidensfähigen Kolleg:innen derzeit nur bedingt zuraten. In zwei Vereinen habe ich zwei Imker-Kollegen ausfindig gemacht, die ebenfalls diese Waage besitzen. Bei einem hat die Waage auf Anhieb funktioniert und er ist zufrieden.
Unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten (Einberechnung der Arbeitszeit) ist es deutlich günstiger, ein funktionierendes System für 800 Euro zu kaufen.
Positiv hervorzuheben sind die Bemühungen des deutschen Distributors, die im zweiten Anlauf zu einem funktionierendem System führten.
Die Waage zeigt im Test-Betrieb eine Temperaturabhängigkeit, die sich vermutlich im Einzelfall herausrechnen ließe. Die Waage zeigt ein Drift-Verhalten.
Für unter 400 Euro bekommt man ein System, das die Bienenhaltung erleichtern kann – große Gewichtsveränderungen wie bei Trachteintrag oder Schwarmabgang wird sich detektieren lassen. Bei letzterem ist die verzögerte Darstellung der Daten schade.
Grundsätzlich macht die Hardware einen guten Eindruck, die Software lässt Wünsche offen.