IoT · Embedded Systems · Imkerei

Bienenwaage —
Bienen im Blick.

Autarkes IoT-Monitoring für Bienenvölker: Gewichtsverlauf, Schwarm-Erkennung, Stocktemperatur, Umweltsensoren und Akkustatus — übertragen via LoRaWAN über The Things Network, ohne WLAN, ohne Wartung, mitten im Feld.

ESP32 / HELTEC LoRa32 LoRaWAN · TTN HX711 Wägezellen DS18B20 · MPU-6050 BME680 Solar · 12V-Akku Python / Node.js
Bald live · PCB v1.0 · bee.wildenholz.de
— 01 / Funktionen

Was das System
überwacht.

Jedes Bienenvolk hat seinen eigenen Datenstrom. Das System erkennt kritische Ereignisse wie Schwärme oder Diebstahl automatisch und löst Alarm aus — ohne dass der Imker ständig am Stand sein muss.

01

Gewichtsmessung & Schwarm-Alarm

Zwei HX711-Wägezellen pro Beute erfassen das Gewicht mit 24-Bit-Auflösung. Ein plötzlicher Gewichtsverlust von mehreren Kilogramm innerhalb von 30 Minuten — kombiniert mit erhöhter Vibration — löst automatisch Schwarm-Alarm aus.

  • HX711 ADC · 24 Bit
  • Schwarm-Erkennung
  • Diebstahl-Alarm
  • Tages-Verlauf
02

Vibration & Stocktemperatur

Ein MPU-6050 Beschleunigungssensor detektiert erhöhte Vibration — typisches Zeichen eines Schwarmballs oder Angriffs. Der DS18B20 misst die Stocktemperatur direkt im Brutraum, ein wichtiger Indikator für die Volksstärke.

  • MPU-6050 IMU
  • DS18B20 OneWire
  • Schwarm-Korrelation
  • Winterknauel-Erkennung
03

Umweltsensoren & Niederschlag

Der BME680 misst Außentemperatur, Luftfeuchte, Luftdruck und Luftqualität (VOC-Gas). Ein Reed-Kontakt-Regenmesser (Kipp-Löffel) erfasst den Niederschlag in mm — wichtig für die Korrelation mit Trachtphasen.

  • BME680 VOC
  • Regenmesser Impulse
  • Trachtkorrelation
  • Klimaverlauf
04

Autarke Solar-Stromversorgung

Ein 12V-Bleiakku mit Solar-Laderegler versorgt das System vollständig autark. Die Akkuspannung wird kontinuierlich überwacht und im Payload mitgesendet — Warnung bei unter 11.8 V, kritisch unter 11.5 V.

  • 12V Solar-System
  • Spannungsüberwachung
  • Deep-Sleep Modus
  • Alarm bei < 11.5V
— 02 / Architektur

Vom Sensor
zum Dashboard.

Fünf Stufen vom Bienenstock bis zum Browser — vollständig ohne eigene Server-Infrastruktur am Bienenstand. Die gesamte Kommunikation läuft über das kostenfreie LoRaWAN-Netz von The Things Network.

Sensor
ESP32 liest alle Sensoren, verpackt Daten in LoRa-Payload, schläft dann 10 min (Deep Sleep)
LoRa Gateway
TTN-Gateway empfängt den Funk-Frame und leitet ihn ans TTN-Backend weiter
TTN / Decoder
Payload-Decoder wandelt Bytes in strukturierte JSON-Felder um (Gewicht, Temp, Akku…)
Backend
Webhook empfängt JSON, prüft Schwellwerte, sendet Alarm per Push/E-Mail, speichert Verlauf
Dashboard
Mobiles Dashboard mit Gewichtsverlauf, Alarm-Log und Live-Werten für Imker und Betrachter
Bienenwaage
mf-bienenwaage-01
LIVE
Volk 1
38.4 kg
+0.6 kg (24h)
🌡 34.5°C
📳 normal
Volk 2
42.1 kg
+0.3 kg (24h)
🌡 33.0°C
📳 normal
🔋 Akku 12.6V
Gut geladen · Solar aktiv
— 03 / Sensorik

Die Messtechnik.

Jedes Bauteil wurde auf Langzeitstabilität, Stromverbrauch und Feldtauglichkeit ausgewählt. Der Deep-Sleep-Zyklus des ESP32 reduziert den Verbrauch auf unter 100 µA zwischen den Messungen.

Mikrocontroller
HELTEC LoRa32 V3
ESP32-S3 mit integriertem SX1262 LoRa-Chip. Eingebettete OLED-Anzeige für lokale Status-Anzeige, Deep-Sleep ab 10 µA, USB-C-Programmierung.
Gewicht
HX711 + Wägezelle
24-Bit-ADC liest zwei Wägezellen (je 200 kg) gleichzeitig. Auflösung: ca. 5 g. Temperaturkompensation über DS18B20. Tara-Funktion nach Aufstellung.
Vibration & Lage
MPU-6050
6-Achsen IMU (Beschleunigung + Gyroskop). Erkennt ungewöhnliche Erschütterungen (Diebstahl, Sturm) und die typische Vibration beim Schwarm-Abgang.
Stocktemperatur
DS18B20
1-Wire-Temperaturfühler direkt im Brutraum. Messbereich −55 bis +125°C, ±0.5°C Genauigkeit. Mehrere Sensoren parallel über einen GPIO-Pin möglich.
Außenklima
BME680
Kombinierter Sensor für Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck und VOC-Gasqualität. I²C-Interface, geringer Verbrauch im Forced Mode.
Niederschlag
Reed-Regenmesser
Kipp-Löffel-Prinzip mit Reed-Kontakt (0.2 mm/Impuls). GPIO-Interrupt zählt Impulse zwischen Übertragungen. Wichtig für Trachtphasen-Korrelation.
— 04 / Hardware

PCB-Entwurf Version 1.

Erster eigener Leiterplatten-Entwurf der Bienenwaage. Alle Sensoren, der HELTEC LoRa32, Spannungsversorgung und Solar-Laderegler auf einer Platine — kompakt genug für den Einbau direkt im Bienenstock.

BeeScale-V1 PCB Design Rev. 1.1 — Leiterplatten-Entwurf mit HELTEC LoRa32, HX711 Wägezellen, BME680 und Solar-Laderegler
BeeScale-V1 · PCB Design Rev. 1.1 · 2026
BeeScale-V1 gefertigte Leiterplatte Rev. 1.0 — erster Prototyp auf Holzunterlage
BeeScale-V1 · Gefertigter Prototyp Rev. 1.0
— 05 / Tech-Stack

Eingesetzte Werkzeuge.

Durchgehend Open-Source. Keine proprietären Cloud-Locks, kein Abo-Modell. Das gesamte System kann selbst gehostet und erweitert werden.

Embedded

  • ESP32 (HELTEC LoRa32)
  • Arduino / ESP-IDF
  • Deep Sleep Timer
  • SX1262 LoRa-Chip
  • 1-Wire / I²C / SPI

Übertragung

  • LoRaWAN Class A
  • The Things Network
  • Payload Decoder (JS)
  • Webhook → Backend
  • MQTT (optional)

Backend

  • Python / Node.js
  • SQLite / InfluxDB
  • Alarm-Engine
  • Push-Benachrichtigung
  • REST API

Frontend

  • Mobile-First Dashboard
  • SVG-Charts (Canvas)
  • Alarm-Log & Badges
  • Public Sharing Links
  • PWA (geplant)
— 06 / Live-Demo

Öffentliches Dashboard.

Echtzeit-Daten vom Bienenstand in Wildenholz — öffentlich zugänglich und per iframe in jede Website integrierbar. Jeder Imker kann sein Volk für Interessierte freigeben.

Öffentliches Dashboard — Bienenstand Wildenholz mit Gewichtsverlauf und Bienenvolk-Übersicht
Öffentliches Bienenstand-Dashboard
Imker-WebApp mit Detailansicht Volk 1 & 2, Klimadaten BME680 und Sensor-Werten
Imker-WebApp · Detailansicht
Dashboard öffnen Integration anfragen