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Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

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Hazeff
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#1 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von Hazeff » 25. Oktober 2021, 11:44

1973 – zu noch nicht digitalen Zeiten – hatte ich in meiner Biologie-Staatsexamensarbeit mit selbst gebastelten Lichtschranken die Reaktion von Knoten- und Schuppenameisen (Myrmica rubra, Formica fusca) auf angebotenen Honig untersucht (www.b-hc.online/hc/Ameisen.html). Jetzt als Rentner habe ich mich daran erinnert – wie geht das mit der modernen Technik? Es geht! Man kann eine Schlauchverbindung (z.B. zwischen Farm und Arena) kontinuierlich überwachen und automatisch zählen, wie oft an einer Stelle vorbeigelaufen wurde. Ein Display zeigt den Zählerstand an. Noch muss ich es selbst ablesen, z.B. jeden Morgen und Abend. Wenn ich eine engere zeitliche Auflösung haben will, mache ich Zeitrafferfotos mit meiner Kamera auf einem Stativ.
Ich bin erst am Anfang meiner neu entdeckten Ameisenhaltung. Habe eine Myrmica rubra Königin mit 10-15 Arbeiterinnen und eine dicke Lasius niger Gyne mit ca. 10 Arbeiter-Pygmäen. Die Myrmica wohnen in einem kleinen Gipsnest, die Lasius in einer Antcube-Farm Typ A (6 mm Scheibenabstand) mit Digfix-Füllung. Bei beiden ist eine ca. 10 x 10 cm Schachtel als Futterarena über einen Schlauch angeschlossen. Mit Beobachten war bei den kleinen Kolonien nicht viel, weil die Tiere im Nest sitzen. Und da will ich nicht stressen und störe so wenig wie möglich. Manchmal sieht man eine Myrmica herumlungern. Die Lasius habe ich noch gar nicht außerhalb des Nestes gefunden.
Mit meinen Zählwerken habe ich aber festgestellt, dass doch schon Erkundungsaktivität aus dem Nest heraus passiert. Die Myrmica Arbeiterinnen gehen häufiger raus als die Lasius. (Das war anders bei eine nur-Arbeiter-Gruppe Lasius, die ich im Sommer unter einem Stein im Garten gesammelt hatte.) Wenn man oft genug abliest, kann man die Verteilung der Aktivität über den Tag erkennen. Und es gibt aktivere und weniger aktive Tage – noch habe ich nicht heraus, wodurch das gesteuert wird.
Nun bin ich gespannt, wie sich der Übergang zur Winterruhe und das Aufwachen im Frühjahr darstellen. Die Nester stehen auf dem kalten Dachboden. Das kleine Myrmica-Gipsnest habe ich in eine Schachtel mit Sand eingebettet, weil es sonst sehr schnell austrocknet. Da kann ich also gar nicht mehr ohne weiteres reingucken und freue mich, dass die Zählungen zeigen: sie sind wohlauf. Die angehängten Diagramme zeigen einige Zählwerte. MR1 ist die Myrmica-rubra-Kolonie, LN1 ist die Lasius-niger-Kolonie.
Ameisenaktivitaet.png
TagesgangMyrmica.png
TagesgangLasius.png
Ein Nachteil der Lichtschranken könnte sein, dass sich die Durchgangsweite dort auf 3 mm reduziert. Das war für die dicke Lasius-Königin zu eng, weshalb ich sie direkt in die Farm setzen musste. Aber sonst hat das bisher nicht zu Staus oder Störungen geführt. Als Proteinfutter gebe ich Drosophila. Die werden problemlos durchgetragen. Und dann gibt es noch einen kleinen Honigtropfen auf einem Glassplitter in der Futterarena. Bei meinen Lichtschranken 1973 gab es manchmal das Problem, dass Arbeiterinnen gerne im Lichtstrahl sitzen blieben und sich putzten. Vielleicht war es dort wärmer. So was habe ich bisher nicht bemerkt. Die neuen Bauteile strahlen auch viel weniger Energie ab. Meine Ameisen haben bisher keine Neigung, Sachen im Lichtschrankendurchgang abzulegen, Also: zur Überwachung eines kleinen Nestes können die Zählungen nützlich sein.
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Erne
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#2 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von Erne » 25. Oktober 2021, 15:37

Interessante Thematik die mich auch schon beschäftigt hat.
Anfangs mit wenigen Ameisen funktioniert es halbwegs, später mit vielen Ameisen wird die Messung immer ungenauer.
Im Wesentlichen sind mir dabei 2 Dinge aufgefallen.
Solange nur wenige Ameisen durch die Lichtschranke laufen, funktioniert es gut.
Hat die Ameisenanzahl kräftig zugenommen, laufen Ameisen nicht nur einfach durch einen Schlauch, sie fangen an darin herumzulungern, das bringt etliche Fehlmessungen.
Mit steigender Ameisenanzahl muss der Schlauchdurchmesser größer werden.
Handelsübliche Lichtschranken haben dafür zu kleine Abstände zwischen Sender und Empfänger.
Solche die für größere Entfernungen genutzt werden eine zu geringe Bündelung.
Weiter lässt sich mit einer Lichtschranke nur die Anzahl zählen, nicht in welche Richtung sie laufen.
Bei größeren Völkern verbleiben Ameisen mitunter Tage in der Anlage.

In einem Schlauch, mit größeren Durchmesser, laufen Ameisen oftmals an der Lichtschranke vorbei indem sie z. B. oben an der Schlauchwandung laufen.
Meine Überlegungen die Lichtschranken mit Leuchtdioden und Fototransistoren selber zu bauen.
Mit kleinen Fototransistoren in einer Reihe, müsste sich der komplette Schlauchdurchmesser überwachen lassen.
2 Reihen kurz hintereinander um die Richtung der laufenden Ameisen zu ermitteln.
Dazu ist zu ermitteln, in welcher Abfolge die Lichtschranken passiert werden.
Mit der heutigen µ Prozessortechnik müsste sich das machen lassen.
Ein spaltförmiger „Trichter“ für Senderdiode und auf der anderen Seite für den Empfängertransistor ebenfalls, könnte auch gehen.
Wird ein Fototransistor verwendet bei dem neben Kollektor und Emitter auch der Basisanschluss herausgeführt ist, kann sich die zusätzlich Empfindlichkeit anpasst werden.

Grüße Wolfgang
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#3 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von AtTheAnt » 25. Oktober 2021, 17:01

Supercool.

Wenn es da ein zeitgemäßes System gibt, immer her mit den technischen Details. So können sich die Ahnungslosen das ausprobieren. 8-)

Anja

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#4 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von Anja » 25. Oktober 2021, 21:18

nu komm ich..als Hausfrau mit null Plan von Technik und Co... und möcht nur mal Laien-Überlegungen einwerfen
Mit steigender Ameisenanzahl muss der Schlauchdurchmesser größer werden.
um dann gescheit messen zu können, liegt es dann nicht eher nahe, den Schlauch so weit zu verringern, dass wirklich nur eine Ameise dort den Schlauch passieren kann?
Ok, gibt dann vielleicht Stau, aber wenn sie nur nach und nach durch könnten, wären die Faktoren, dass sie sich an Lichtschranken vorbei schummeln oder die Ergebnisse durch den Aufenthalt verfälschen, vom Tisch?

Und Trichter, jedoch in Verbindung mit einem "Durchgang" bzw einer Schleuse ?

Hazeff
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#5 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von Hazeff » 25. Oktober 2021, 21:41

@erne: Danke für den Kommentar und die Mitteilung deiner Erfahrungen und Überlegungen. Bei großen Kolonien kann ich mir gut vorstellen, dass die genannten Probleme auftauchen. Vielleicht auch dann, wenn man eine Art mit sehr verschieden großen Arbeiterinnen hat (Messor z.B.). Mein Elektronik-Freund und ich denken da auch an eine Kaskade von Lichtschranken, mit denen ein weiterer Durchgang abgedeckt werden kann. Hin und Her zu unterscheiden kam mir bisher noch nicht so wichtig vor. Man muss sicherlich überlegen, was man genau durch das Zählsystem erfahren will. Dauerüberwachung ist vielleicht bei kleinen Starterkolonien wichtiger als bei großen, entwickelten Völkern. Da ist man vielleicht an Experimenten mit kürzerer Laufzeit interessiert, bei denen die Lichtschrankenzählung hilfreich sein könnte.
@AtTheAnt: Wir arbeiten mit sogenannten Gabelkopplern und Vierkant-Rohrstücken. Hier ein Foto
IMG_20211025_212215.jpg
Welche technischen Details willst du denn wissen? Wir basteln an einem Set, das wir gegen Kostenerstattung weitergeben können. Schreib mir doch eine Email.
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#6 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von AtTheAnt » 26. Oktober 2021, 06:37

Ich finde den Gedanken, das eigene technische Wissen über die Ameisenhaltung auszubauen, spannend. Ich habe da eher an eine Einkaufsliste und das Kommentar "Kaufst du bei Conrad. Löten musst du selber." gedacht.

Hazeff
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#7 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von Hazeff » 27. Oktober 2021, 14:09

Hier die technischen Details (dauert etwas, bis man alles zusammengestellt hat). Es ist ein Zwischenstand. Wir versuchen noch, zu optimieren.
Schaltplan.jpeg
Die Gabel-Lichtschranke in dem Schaltplan hat die Bezeichnung Omron EE-SX 1041. Der Durchgang an der Lichtschranke ist ein Stück transparentes Quadrat-Rohr (3x4 mm). Entscheidend und knifflig ist die korrekte Ausrichtung des Kopplers im Ameisendurchgang. Dafür haben wir uns eine Halterung aus einem Holzklötzchen hergestellt (siehe Foto bei meinem vorherigen Beitrag)..
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#8 Erfahrungsbericht; Ameisen mit Lichtschranken registrieren

Beitrag von Meinerseinereiner » 28. Oktober 2021, 08:29

Moinsen

Da ich ja technikbegeistert bin, nicht alles selbst kann aber viel mal gesehen habe oder darüber viel gelesen habe, möchte ich versuchen auch meinen Senf dazu zu geben. :ugeek:

Wieso mit Lichtschranke arbeiten?

Heutige Kameras sind so empfindlich das diese auch bei wenig Licht sehr gute Bilder liefern, oder?

Ich bin der Meinung um wirklich adäquat zählen zu können wäre doch ein Videosystem welches die Bewegung in eine oder beide Richtungen im Schlauch erkennt ( wie bei Autos ) und dementsprechend zählt. Das im kurzen Abstand 2x hintereinander geschaltet und die Fehlermeldung wäre dadurch sehr minimiert. PC basiert gibt es sowas ja schon für Städte und deren Menschenbewegungen oder es wird im Sport genutzt.

Klar mit Sicherheit keine billige Variante aber was sagt ihr?

LG Meinerseinereiner
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