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Capteurs MELLIA

Find at the bottom of the page a ZIP file containing the details of the sensors used for MELLIA : datasheet_mellia.zip

Capteurs et detection des maladies chez les abeilles

Maladies des abeilles et leur conséquence

- acarapiose

- loque européennes

- loque américaine

- infestation par le petit coléoptère des ruches

- Tropilelaps

- Varroose

Source Tom : https://www.woah.org/fr/maladie/maladies-des-abeilles-2/

Detection de ces maladies

Capteurs associés

Tableau récapitulatif

Maladies Conséquences Sources
Loque européennes liquéfaction des larves, affaiblissement de la colonie source 1 attention, cette source provient du Quebec. Par conséquent la réglemmentation est différente de celle de l'union européenne.
source 2
Loque américaine liquéfaction des larves, affaiblissement de la colonie, contagion extrême "source 1 : Anses"https://www.anses.fr/fr/system/files/EFB_Leaflet_Fr_V4.pdf source 2 attention, cette source provient du Quebec. Par conséquent la réglemmentation est différente de celle de l'union européenne.
Infestation par le petit coléoptère des ruches
 détruit les cadres des ruches et entraîne une fermentation du miel https://draaf.bretagne.agriculture.gouv.fr/IMG/pdf/depliant_-_une_menace_pour_l_apiculture_francaise_aethina_tumida_le_petit_coleoptere_des_ruches_2022_.pdf
Varroose ailes atrophiées
abdomen raccourci
décoloration
 https://mespremieresruches.com/varroose-abeille/
Acarapidose s'installe dans la trachée des abeilles, s'y reproduit et pond -> fatigue l'abeille et l’empêche de voler -> , 15j pour avoir une nouvelle génération de larve - https://www.blv.admin.ch/blv/fr/home/tiere/tierseuchen/uebersicht-seuchen/alle-tierseuchen/tracheenmilben-krankheit--acarapis-woodi-.html#158_1456315641844__content_blv_fr_home_tiere_tierseuchen_uebersicht-seuchen_alle-tierseuchen_tracheenmilben-krankheit--acarapis-woodi-_jcr_content_par_tabs
- https://www.woah.org/fileadmin/Home/fr/Health_standards/tahm/3.02.01_Acarapisose_2008.pdf
Nosémose parasite qui attaque les cellules intestinales des abeilles et dérègle leur digestion ainsi que leur système immunitaire, Abeilles faibles et désorientées devant la ruche - https://www.naturapi.com/naturapicafe/sante-de-la-ruche-tout-savoir-sur-la-nosemose/
- https://gds19.org/Docs/PDF/UP/2015/UP-01-10-15.pdf
Maladies Manifestation détection / Capteur associé
Acarapidose abeilles fatiguées => grouillement et sautillement devant l'entrée du ruchier (printemps surtout) en laboratoire avec un microscope, méthode immuno-enzymatique (ELISA)
Loque européennes Larves d'un couleur foncée, leur intestin et leur trachée peuvent devenir blancs
présence de larves liquéfiées, présence d'"écailles" caoutchouteuses et peu adhérentes dans les alvéoles (stade avancé de la maladie chez la larve) 		Poids, capteur d'ammoniac ?, test labo
Loque américaine affaissement des oppercules et du couvain, nymphes brunes
Présence de larves liquéfiées, présence d'"écailles" foncée, solides et très adhérentes 		Poids, odeur aigre ou acide, test en labo
Nosemose traces de Diarrhées dans et autour de la ruche clinique ou en labo
infestation par le petit coléoptère des ruches Fermentation du miel (taux ethanol), Humidité très élevée Capteur d'humidité, QCM
Tropilelaps Atrophie des membres, présence du parasite
Varroose ailes atrophiées
abdomen raccourci
décoloration 		Caméra, check visuel 
piste pour le coléoptère des ruches : la fermentation du miel dû aux sécrétions du coléoptère à l'état larvaire fait monter le taux d'éthanol. Ce taux est détectable avec Open QCM, la micro-balance à quartz qui va être intégrée à MELLIA

Capteurs pour la ruche

Capteur Unité Utilité
Accéléromètre G Reconnaitre des comportements en fonction des fréquences émises par les abeilles
Thermomètre °c Surveiller l'activité des abeilles
igromètre pourcentage Humidité relative
Balance g/kg détection des maladies, de l'essaimage, detection des attaques, detection renversement,
OpenQCM

| Variation de poids | g, kg | peut être logiciel, detection attaque, essaimage, renversement |

Produit Type de capteur Plage de mesure Précision Drift (1000 heures à la température max) Type de capteur dimensions consommation électrique Prix Commentaire
BME280 Température, humidité, et pression -40 - +85 °C ±0.5 °C ±0.05 °C par an thermistance 2.5 mmx 2.5 mm x 0.93 mm mode veille : 0,171 μWh - 0.36μWh, mode mesure (tous les capteurs) : 6.156 μWh - 12.6 μWh 4 € (mouser) très polyvalent et peu cher.

Pour la mesure de la température, de l'humidité et de la pression à l'intérieur de la ruche, nous prendrons le BME 280 pour le premier prototype de la ruche. La carte électronique se trouvant à l'extérieur de la ruche, il faudra utiliser une nappe pour la relier au capteur BME280 qui sera à l'intérieur de a ruche. De manière à protéger le capteur, un boitier adapté sera peut être necessaire. Ce modèle pourra nous être utile. Nous devrons faire également attention à ce que les abeilles ne le recouvre pas de propolis.

Comparative table for temperature and humidity sensors

here are few research on the most used humidity and temperature sensors.
Sensor Type Humidity Range (%) Humidity Accuracy (%) Temperature Range (°C) Temperature Accuracy (°C) Power Supply (V) Interface Power Consumption Waterproof Price (€) classique / waterproof Notes
DHT22 Humidity + Temperature 0-100 ±2 -40 to +80 ±0.5 3.3-6 Digital Low (~2.5 mA during measurement) Optional 8 Affordable, more comsumption
DS18B20 Temperature only - - -55 to +125 ±0.5 3-5 1-Wire Low (~1 mA active, ~0.75 mA idle) Yes 5 - 9 Fully waterproof, ideal for temperature monitoring in wet or confined spaces.
BME280 Humidity + Temp + Pressure 0-100 ±3 -40 to +85 ±0.5 1.8-3.6 I2C/SPI 0.1 μA (idle), 1.8 μA (active), 3,6 μA (active with pressure) No 4 Multifunctional sensor, measures pressure as well, low consumption
BME680 Humidity, temperature, pressure, gaz 0-100% ±3 -40 à +85 °C ±0,5 °C à 25 °C 1,71 V à 3,6 V I2C, SPI 0.15 µA (idle) 2.1 µA (active), 3.15 (active with pressure too) No 7 super
BME688 Humidity, temperature, pressure, gaz 0-100% ±3 -40 à +85 °C ±0,5 °C à 25 °C 1,71 V à 3,6 V I2C, SPI 0.15 µA (idle) 2.1 µA (active), 3.1 µA (humidity, pressure, temperature), 3.7 µA, 90 µA (humidity, pressure, temperature, CO2 concentration on ultra low power mode), 0.9 mA (humidity, pressure, temperature, CO2 concentration on ultra low power mode) No 7 super

Le BME 688 sera préféré pour la température intérieure et extérieure en raison de sa polyvalence.

Others

Produit Type de cateur Plage de mesure Sensibilité Précision Bruit Consommation électrique Prix
LIS2DW12 acceleromètre ±2/4/8/16 4096 LSB/g 14 bits 90 μg/√Hz* 50 µA 5.50 € (Go tronic)

L'accéleromètre LIS2DW12 permet de mesurer les vibrations émises par les abeilles pour communiquer. De cette manière, en couplant cette information avec celle de la balance, il sera théoriquement possible de prévennir d'un essaimage ou d'un attaque de la colonie.

Energie

Produit Consommation

Reproduction de l'OpenQCM:

Description Manufacturer Part Number Quantity F
Electrical
Connectors Socket Strip 2.54mm 14 Way 1 Row Straight PCB Socket Through Hole FCI 75915-414LF 2 OK
U1 Crystal Oscillator Driver Texas Instruments SN74LVC1GX04DBVT 1 Ok
R2 Thick Film Resistors - SMD 1/8watt 1Kohms 1% 100ppm Vishay CRCW08051K00FKEA 1 OK
R1 Thick Film Resistors - SMD 1/8watt 2.2Mohms 1% Vishay CRCW08052M26FKEA 1 OK
C3,C4 Multilayer Ceramic Capacitors MLCC - SMD/SMT 50volts 0.1uF X7R 10% Kemet C0805C104J5RACTU 1 OK
C1,C2 Multilayer Ceramic Capacitors MLCC - SMD/SMT 50volts 100pF C0G 5% Kemet C0805C101J5GACTU 2 OK
R3,R4, R5, R6,R7 Thin Film Resistors - SMD 10Kohms 1% 25ppm TE Connectivity / Neohm CRG0805F10K/10 4 OK
U2 Board Mount Temperature Sensors Silicon temp sensor with I2C interface Microchip MCP9808-E/MS 1 OK
X1, X2 Contact Clip Circuit Board Hardware - PCB Harwin S9101-46R 2 OK
Processor/DAQ Arduino Micro ATMega32u4 board Arduino A000053 1 OK
Cable USB A Micro B 1M BLW/WHT FTDI VA-FC-1M-BLW
 1
Mechanical
Nitrile Rubber O-Ring, 8.1mm Bore , 11.3mm O.D , -30 → +120°C RS 0081-16 NBR 2 OK
Fixed Height Feet RS PD.2075BL 4
Disc magnet (self-adhesive) Ø 8 mm, height 1 mm Supermagnete S-08-01-N 4
PCB Screws 3
Base Screws 4
Mechanical - main
Base-openQCM 3D-printed, see open source design Custom 1
Top-openQCM 3D-printed, see open source design Custom 1
Body-openQCM 3D-printed, see open source design Custom 1
Fluidic cell Custom 1
Consumables
Quartz Crystal 10 Mhz Au electrode 13.9 x 6 mm Elettronica Varese XM0148 1
Quartz Crystal holder Elettronica Varese XQ0208 1

Comparatif des microbalances OpenQCM:

microbalances wi2 Q-1 Next
Fequency range 5-10MHz 1-50Mhz 5-10Mhz:1 to 50Mhz
Typical noise 0.3Hz in liquid in liquid: 1Hz/ in air:0.1Hz ø
Maximum mass sensitivity
in air 0.3ng/cm^2 ø ø
in liquid 0.8ng/cm^2 1ng/cm^2 ø
Measurment mode Frequency Multiovertones Multiovertones
Working temperature 0-50°C 0-50°C 20-50°C
Dissipation monitoring No Yes Yes
Milti overtones ø Yes Yes
Time resolution 1s ~600ns 150ms multisamplig time
Dimensions
weight 115g 125g 260g
lenght 56.3mm 143.1mm 20cm
height 29mm 26mm 4cm
width 67mm 66.8mm 8cm
Data communication USB2.0 USB2.0 USB2.0
Input voltage 5VDC 5VDC 5VDC
Maximum current 150mA @ 5VDC 200mA @ 5VDC ø
Software Java ø python
Price 999€ 1799€ 3999€

Carte balance et capteurs

On souhaite réaliser une carte qui centralise les capteurs à l'intérieur et à l'extérieur de la ruche.
Cette carte mère comportera les capteurs intérieurs, sera reliée à la balance mécanique ainsi qu'aux capteurs extérieurs qui feront office de station météo.

Librairies arduino pour BME688
https://github.com/BoschSensortec/Bosch-BME68x-Library