Bild: Agridea

In diesem Blogbeitrag möchten wir unseren Prototypen für die automatische Weidezaun-Überwachung FenceGuard vorstellen. Der Sensor misst die individuelle Spannung von bis zu fünf Litzen im Bereich 0 bis12 kV und übermittelt diesen drahtlos über das LoRaWAN-Protokoll.

Anwendung:

Elektrozäune sorgen dafür, dass Weidetiere nicht ausbüxen und verhindern gleichzeitig, dass Wildtiere eindringen können. Daher nehmen sie eine zentrale Rolle im Herdenschutz ein. Damit die Zäune vor Wolfsangriffen  aber auch schützen, müssen sie sorgfältig gepflegt und überwacht werden. Wölfe lassen sich nicht leicht entmutigen; sie durchsuchen die Zäune akribisch nach Schwachstellen. Meist versuchen sie durch den Zaun hindurch zu schlüpfen oder sich unter dem Zaun durch zu zwängen. Bei einem funktionierenden Zaun löst die Berührung einen Stromschlag aus, wodurch der Wolf abgeschreckt wird. Wenn die Spannung aber an einer oder mehreren Litzen abfällt, dann gelingt es dem Wolf auch einzudringen. So ein Spannungsabfall kann durch Bewuchs, Äste oder schadhafte Isolatoren verursacht werden.

Die Spannung am Zaun lässt sich manuell einfach mit einem Zaunprüfer kontrollieren. Moderne, digitale Zaunprüfer haben nicht nur eine Spannungsanzeige, sondern helfen auch bei der Fehlersuche am Zaun. Die manuelle Prüfung der Zaunspannung nimmt aber viel Zeit im Anspruch, da sie regelmässig vorgenommen werden muss.

Mit einem Weidezaun-Überwachungssensor wie dem FenceGuard wird die Spannung ständig gemessen und die Daten drahtlos übermittelt. Somit fällt der manuelle Überwachungsaufwand weg. Die Daten werden auf der IoT-Plattform ax-track gespeichert und können dort auch analysiert werden. Bei einem Zaundefekt wird man sofort benachrichtigt und kann schneller eingreifen.

Messverfahren:

Der Sensor enthält eine Messchaltung, die aus einem ohmschen Spannungsteiler und einer Speicherschaltung besteht. Diese Schaltung wandelt die vom Zaun ausgehende Spitzenspannung von 12 kV in eine handhabbare Gleichspannung von 1 V um. Der Sensor liest dann diese Gleichspannung mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers. Da die Gleichspannung linear von der Spitzenspannung des Weidezaunes abhängt, kann der Sensor diese berechnen und den Wert senden.

LoRaWAN-Nachrichten:

Der Sensor erfasst sequentiell die Spannungen der einzelnen Litzen und schickt die fünf Messwerte zusammen in einer LoRaWAN-Nachricht.

Um Nachrichten auszulösen, gibt es zwei mögliche Ereignisse. Einerseits können regelmässige Messungen ausgelöst werden in fixen Zeitintervallen. Andererseits können auch ereignisgesteuert neue Messresultate übermittelt werden, sobald sich eine Messung stark verändert. Beispielsweise wenn eine Spannung plötzlich unter 3 kV abfällt. Mit diesen Möglichkeiten erlauben wir einen energiesparenden Betrieb und erreichen einen Betriebsdauer von mehreren Jahren mit nur einem Satz handelsüblicher Batterien.

ax-track Plattform:

Der Sensor ist nahtlos in unsere hauseigene IoT-Plattform www.ax-track.ch integriert. Damit sind wir in der Lage unseren Kunden eine Komplettlösung für die Zaunüberwachung anzubieten.

Die Spannungen der einzelnen Litzen werden grafisch dargestellt, damit der Zustand des Weidezauns auf einen Blick erkennbar ist. Da man die Plattform natürlich nicht immer geöffnet hat, können Regeln für Alarmierungen einfach erfasst werden, sodass Benachrichtigungen per SMS oder E-Mail versandt werden. So wird man proaktiv informiert, sobald zum Beispiel eine Litzenspannung zu niedrig wird oder die Batterie demnächst ausgetauscht werden muss.

Momentan befindet sich das Gerät noch im Prototypenstatus. Wir konnten bereits erfolgreiche Feldtests durchführen und hoffen, das Gerät bald zur Serienreife weiterzuentwickeln und dann unseren Kunden zur Verfügung zustellen.

Du hast Fragen zu unserem FenceGuard oder möchtest einen allgemeinen Einblick in unsere Plattform? Dann melde dich bei uns!