Ako som sa dostal k včelárom

Rado2019Elektrotechnika ma zaujala už ako 8 ročného. Študoval som na elektrotechnickej priemyselnej škole a potom na Technickej univerzite elektrotechnickú fakultu odbor rádioelektronika. Vyvíjal som  monitorovacie a riadiace systémy, meracie prístroje pre plynárov, priemyselné automaty, počítače do ruky s ARM procesormi, komponenty domácej automatizácie na technológiách GSM, GPRS, RF, navrhoval som antény pre mikrovlnné pásmo, televízne rozvody. Z mojích projektov môžem spomenúť kávomat s monitorovaním cez SMS, čítačky RFID,  operačný systém pre 8 a 16 bitové mikrokontroléry, domácu automatizáciu. Mám na konte okolo 150 rôznych zariadení, na ktorých som pracoval. Firmu na vývoj elektroniky som založil v roku 1999. V roku 2009 som založil firmu Vorlon Technology s.r.o. a výhradne vývoju sa venoval do roku 2012. V roku 2017 som založil Operchip s.r.o. ktorá je teraz obchodná firma pre včelárske váhy.

Demo vcelinMyšlienka vytvoriť systém pre včelárov vznikla v polovici roka 2011, keď som sa rozhodoval kde zúročím skúsenosti z predchádzajúceho vývoja inteligentných domov, kde sme vyvinuli kompletne celý systém na riadenie a monitorovanie domov aj s hardvérom a softvérom. Včelári potrebovali monitorovať a zabezpečovať včelíny na miestach, kde nie sú elektrické prípojky ani internetové káblové pripojenia. A to sú presne technológie, ktorým sa venujem celý život. V spolupráci s výskumným ústavom včelárstva v Liptovskom Hrádku a aj spoluprácou so Strednou odbornou školou pod Bánošom v Banskej Bystrici sme navrhli elektronickú úľovú váhu so senzormi a zabezpečovacím systémom s funkciami, ktoré sú prakticky potrebné na ďiaľkové monitorovanie úľov a aj včelínov cez SMS a internet a neskôr aj email. Váhy testujeme na našom včelíne v Tatrách od roku 2013.

Čo sme pre včelárov urobili

Prvá elektronická váha bola s velkým centrálnym tenzometrom a z kovových alebo nerezových pozváraných jaklov s integrovanou vlastnou elektronikou vo vodotesnej krabičke s ovládaním cez SMS a monitorovaním na WEB serveri. Celý softvér bol napísaný v jazyku C a bežal na jednočipovom mikrokontroléri s externou pamäťou programu. Predstavili sme ju koncom roka 2012 na XVIII. Medzinárodnej konferencii zlepšovateľov a vynálezcov vo včelárstve a získala prvé miesto v kategórii profesionálni včelári.

Po viacročnom testovaní a rozširovaní funkcií sme navrhli koncepciu na elektronickú váhu, ktorá by bola cenovo dostupná pre včetkých včelárov. Skúšali sme vyvinúť sklenenú úľovú váhu z tvrdeného skla a vypalovaným kovovým podstavcom. Dva prototypy sa testovali niekolko rokov.

Ďalší pokus bol s drevenou váhou z vodeodolnej preglejky potiahnutej plastovou fóliou, ktorá by spĺňala kritéria potrebné pre praktické použitie pre včelárov a tak vzniklo niekoľko verzií devených váh. Bola potreba predizajnovať elektroniku na menšiu a pridať ďalšie funkcie.

Postupom častu vznikla už siedma verzia elektroniky, ktorá je už navrhnutá presne pre včelárov a cenovo dostupná. Má tieto funkčnosti, ale nie všetky sú ešte komerčne dostupné:

  1. Jednočipový mikrokontrolér s externou pamäťou programu aj dát.
  2. Pamäť dát EEPROM na uchovávanie nameraných údajov do doby kým sa neprenesú automaticky na WEB server do dátového úložiska, kde sa dajú analyzovať v grafoch.
  3. Akcelerometer - senzor polohy, otrasov a pohybu. 
  4. GSM modem na vzialenú komunikáciu cez SMS, email alebo internet cez GPRS sieť.
  5. Anténu GSM.
  6. Dva vstupy pre zabezpečovací systém pre magnetické detektory alebo infračervené pasívne detektory pohybu.
  7. Prepínacie relé 2A na spínaie sirény alebo svetla pre zabezpečovací systém.
  8. Dva 24 bitové prevodníky pre meranie hmotnosti dvoch plošín.
  9. Nabíjačku Lítium Iontových akumulátorov.
  10. Dobíjanie akumulátora zo solárneho článku. Buď z 5 voltového alebo cez stabilizátor ktorý je na elektronike z 12 voltového.
  11. Externý vstup 5V na nabíjanie akumulátora z adaptéra.
  12. Spínaný zdroj ktorý umožňuje napájanie elektroniky od 5 do 25V.
  13.  Meranie stavu kapacity akumulátora.
  14. Rozhranie RS232 na komunikáciu s počítačom.
  15. Bluetooth 3.0 aj s integrovanou anténou na doske elektroniky. Pre konfiguráciu váhy cez mobilnú aplikáciu a prenos obrázkov z fotopasce na mobil.
  16. Modul so SIM kartou, na nano SIM kartu alebo Chip SIM MFF2 M2M kartu.
  17. Mikrofón na odpočúvanie priestoru.
  18. Predzosilňovač s programovo riadeným zosilnením a aktívne filtre pre analýzu bzukotu včiel - amplitúda a frekvencia bzukotu.
  19. I2C rozhranie pre pripojenie LED displeja a senzora teploty a vlhkosti.
  20. 1W rozhranie pre pripojenie rôznych senzorov.
  21. Dva analógové vstupy pre termistory na meranie teploty tenzometrov a ich korekciu merania závislú na okolitej teplote.
  22. Vstup pre zobudenie elektroniky zo stavu spánku.
  23. Modul RF 868MHz s integrovanou anténou pre bezdrôtovú rádiovú komunikáciu s inými úľmi a fotopascou prípadne inou elektronikou na včelnici.
  24. Modul GPS/GLONASS s externou anténou.
  25. Možnosť vymeniť GSM modul za modul NB IOT pre bezdrôtovú sieť internetu vecí.

Vyvinuli sme aj jednoduchú verziu úľovej váhy, ktorá vie iba merať hmotnosť úľa, prípadne úbytky a prírastky a zobrazovať na LED displeji priložením magnetu k váhe. Má v sebe Lítium Iontový akumulátor, ktorý sa dá dobiť solárnym článkom alebo USB nabíjačkou. Je cenovo dostupná a použiteľná pre včetkých včelárov, ktorí majú včelíny blízko bydliska.

S kým spolupracujeme

Koncom roka 2018 sme dohodli spoluprácu s firmou Pokorný Dačice z Českej Republiky na vývoji elektronizácii plastových úľov, ktoré firma Pokorný Dačice vyrába. Vznikla koncepcia inteligentného úľa, kde by sa mali merať a spracovávať údaje potrebné pre vyhodnotenie správania sa včelstiev a zároveň vedieť zabezpečiť úle aj včelnicu pred zlodejmi a zvieratami. Vyvinuli sme plastovú váhu pod drevené úle a aj pod plastové úle do zostavy plastových úľov, ktoré vyrába firma Pokorný Dačice.

Súčasťou inteligentného úľa majú byť tieto funkčnosti:

  1. Meranie hmotnosti úľa - prírastky, úbytky a ich vyhodnocovanie. Počet včiel, koľko je medu. Kedy je úľ plný, aké sú zásoby v zime atď...
  2. Meranie okolitej teploty a vlhkosti. 
  3. Meranie teploty, vlhkosti a bzukotu v plodisku. Spolu tieto veličiny pomožu analyzovať správanie sa včelstva v plodisku ako je rojenie, zvýšená vlhkosť, zvýšená alebo znížená teplota, choroby včiel.
  4. Kamera v nástavku - zisťovanie klieštika, zdravotný stav včiel.
  5. Detekcia otrasov.
  6. Senzor dažďových zrážok.
  7. Ohrev úľa na zneškodnenie klieštika.
  8. Konektor pre pripojenie zabezpečovacieho systému a sirény.
  9. LED displej pre zisťovanie hmotnosti aj bez mobilu alebo bez aktivovanej SIM karty.
  10. Vstup pre nabíjanie akumulátora.
  11. Solárny panel na nástavku na automatické dobíjanie akumulátora.
  12. Žiadna kabeláž, elektronika integrovaná v stenách úľa a prenos prúdu a komunikácie cez pružné kontakty na nástavkoch.