La versione che sto utilizzando è la 0.7.0b, e rispetto alle precedenti ho apprezzato maggiormente l’autorouting, che reputo la parte più importante del software, in quanto mi da modo di “fabbricare” i circuiti e di realizzare in modo professionale l’autocostruzione i progetti con Arduino o Netduino. Al che ho deciso di realizzare un piccolo clone di Arduino, con pochi componenti on board, cercando di contenere al massimo le dimensioni del pcb. Nonostante siano presenti, nella sezione project del sito, dei progetti di questo tipo ho deciso comunque di farmi il mio clone personalizzato per far lavorare il Fritzing Fab ed avere con poca spesa il pcb stampato e serigrafato.

Stasera ho caricato il file fzz del progetto sul sito, la procedura è semplice e calcola immediatamente il costo del pcb. Oltre alla spesa per la realizzazione dello stesso è stato aggiunto in maniera automatica un checking del progetto con un costo aggiuntivo di 4€, inoltre viene sommata l’iva al 19%. Il costo della spedizione è invece di 6€.

Adesso non mi resta che attendere e seguire tramite il loro sito le fasi di produzione. Vi aggiornerò nel prossimo periodo lo status del mio primo pcb by Fritzing!

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Ci affidiamo sempre più alla qualità costruttiva dei materiali delle nostre cucine e bruciatori, e la possibilità di una fuga di gas sembra remota. Col passare del tempo questi componenti potrebbero usurarsi aumentando in qualche modo il rischio di fuoriuscita di gas.
Autocostruirsi un sistema di rilevamento è piuttosto semplice ed economico, dato che, il costo del sensore e tipicamente inferiore ai 10€.
Questi sensori sono stabili, hanno una lunga vita di esercizio, sono molto precisi ed una elevata sensibilità con una risposta molto veloce.

Il modello MQ5 che ho acquistato è prodotto dalla Hanwei Electronics, ed è progettato per rilevare principalmente gas GPL, Metano e Idrogeno ed in misura minore rileva alcool e monossido di carbonio. Questo sensore è indicato per rilevare il gas comune, utilizzato in ambiente domestico.

Lo schema del circuito è il seguente:

Il sensore MQ5 viene alimentato dalla +5Vdc dell’Arduino anche se, come sempre, consiglio di utilizzare una fonte di energia esterna per evitare di sovraccaricare lo stadio di alimentazione della board.
L’uscita della sonda è collegata all’ingresso analogico A0, una resistenza da 10Kohm collegata a massa crea un partitore di tensione indispensabile per rilevare le variazioni di tensione generate dal sensore.
Ai pin digitali vengono collegati due led, un cicalino e uno stadio relè che permette di azionare una ventola di estrazione.

Il relè deve essere assolutamente di tipo ermetico per avvitare i piccoli archi di corrente che si manifestano durante il contatto delle lamelle del relè.
La ventola invece deve essere di tipo induttivo, priva quindi di spazzole che potrebbero generare, anche in questo caso piccolissimi ma pericolosi archi di corrente.

I led collegato al pin7 viene impiegato per indicare lo stato di preriscaldamento del sensore, necessario all’avvio per renderlo stabile evitando falsi alarmi. Il led collegato al pin8, e il cicalino collegato al pin9, vengono utilizzati per rappresentare l’eventuale allarme.

Il codice per questo circuito è il seguente:

int gas = 0;
int PreRiscaldo = 0;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);

  pinMode(2, OUTPUT); //Relè-ventola
  pinMode(7, OUTPUT); //Riscaldamento
  pinMode(8, OUTPUT); //Allarme
  pinMode(9, OUTPUT); //Buzzer

  digitalWrite(7, HIGH);
  //attendo 5 minuti per stabilizzare la sonda
  for ( PreRiscaldo = 0; PreRiscaldo < 300; PreRiscaldo++)
  {
    delay(1000);
  }
  digitalWrite(7, LOW);
}

void loop()
{
  //Leggo il valore di tensione generato dalla sonda
  gas = analogRead(0);

  //invio i dati al serial Monitor
  Serial.println(gas, DEC);

  //gestisco le soglie e agisco di conseguenza
  if ( gas > 150)
  {
    //cicalino ON
    analogWrite(9, 100);
    //allarme via led ON
    digitalWrite(8, HIGH);
    //attivo relè
    digitalWrite(2, HIGH);
  }
  else
  {
    //cicalino OFF
    analogWrite(9, 100);
    //allarme via led OFF
    digitalWrite(8, LOW);
    //attivo relè
    digitalWrite(2, LOW);
  }

  //acquisisco i dati ogni 1/2 secondo
  delay(500);
}

Nel mio caso la funzione analogRead(0); genera un valore (dopo circa 5 minuti di funzionamento) intorno a 90, avvicinando un accendino e aprendo il gas, questo valore schizza a 800-900, provocando l’azionamento del relè e l’accensione del Led sul pin8.
Potete variare le soglie in base al vostro sensore e alle vostre esigenze di sensibilità.

Per rilevare in maniera efficiente le fughe di gas, il sensore va posizionato in prossimità del pavimento se il gas da rilevare è pesante (Gpl, Propano, Butano) o in prossimità del soffitto se il gas è leggero (vapori di Alcool, Metano, Etanolo).

Questo progetto è stato testato in modo prototipale, non è stata fata alcuna verifica reale di funzionamento, il progetto è quindi da utilizzare solo per scopi didattici. Non mi assumo responsabilità (visto il delicato campo di impiego) di nessun tipo derivate dal un funzionamento anomalo del circuito o da incidenti da esso causati.

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Dopo aver acquistato il materiale necessario alla realizzazione dell’impianto di microirrigazione sono passato alla pratica con l’aiuto dei mie familiari. Ho cercato di rispettare lo schema dell’impianto proposto nel precedente articolo. Per il momento l’impianto non ha ancora l’elettrovalvola perché prima vorrei capire quanta corrente assorbe e fare alcuni calcoli per dimensionare la batteria che dovrà garantire una sufficiente autonomia del sistema.

Per motivi logistici non ho potuto documentare la realizzazione dell’impianto tramite un video. Di seguito alcune foto che illustrano le fasi di realizzazione.

A monte dell’impianto, ho collegato il filtro, fondamentale per un corretto funzionamento dei gocciolatori.

Il filtro è facilmente accessibile, questo mi permette di eseguire delle manutenzioni regolari come la pulizia dell’elemento filtrante.
La fase successiva è quella di montare le ale gocciolanti al tubo di mandata principale. Nel mio caso il tubo di mandata è stato realizzato precedentemente per ovvi motivi pratici di assemblaggio delle staffe e foratura del tubo.

L’ala gocciolante è inserita nel portagomma del microrubinetto collegato alla presa a staffa del tubo di mandata.

L’impianto è composto da 12 tubi di ala gocciolante autocostruita da 16mm

questo un dettaglio del gocciolatore installato nel tubo di 16mm. In questo caso per motivi illustrativi il gocciolatore è rivolto verso l’alto ma in fase di irrigazione il gocciolatore deve essere posto in orizzontale.

In prossimità di ogni gocciolatore ho realizzato una piccola buca per creare la sede dove inserire la pianta

In ogni sede è stato praticato un foro, in direzione del gocciolatore, per inserire la piantina.

Ora inseriamo la piantina nel foro e ricopriamo le radici  con un po di terra

Non ci resta che aprire la valvola e collaudare il sistema. Potete osservare come le gocce bagnano una piccola zona del terreno, quella occupata dalle radici della pianta.

E’ consigliabile controllare ogni singolo gocciolatore per verificarne la corretta erogazione. Se qualche gocciolatore ha un flusso superiore agli altri potete intervenire stringendo la sua ghiera. Assicurarsi una omogenea erogazione, è importante per una irrigazione corretta delle piante.

La parte meno nobile del progetto è pronta (a parte l’installazione della elettrovalvola). Nel prossimo articolo presenterò il circuito della centralina formato da uno shield autocostruito e dal nostro amato Netduino.

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Mi è sempre piaciuta l’idea di un orto/giardino automatizzato, magari con Netduino, capace di sfruttare l’irrigazione in modo coscienzioso e senza sprechi d’acqua.
Penso sia uno di quei progetti molto ricercati per la sua evidente utilità pratica, e anche perché la coltivazione e la cura di piante è un istinto innato che ci avvicina alla natura e ci fa sentire bene!

Abito in un piccolo paese dove ogni famiglia possiede un piccolo orto per la coltivazione di verdure e frutti. La tecnica di irrigazione principale è quella a solco (scorrimento), decisamente svantaggiosa e poco efficace per l’eccessivo spreco d’acqua.
Fortunatamente oggi ci sono molte tecnologie efficienti che permettono l’impiego di sistemi programmabili per la gestione delle attività di irrigazione.

Anche io ho voluto sviluppare il mio sistema a microcontrollore per gestire le fasi di irrigazione di un piccolo orto.
Per la realizzazione di questo sistema bisogna avere un minimo di esperienza nella coltivazione di piante ed essere consapevoli che ci dovremmo sporcare le mani!!

La tecnica di irrigazione migliore per questo progetto si basa sulla microirrigazione a goccia. E’ necessario quindi procurarci tutto il materiale per l’impianto. Le mie informazioni progettuali sono da considerare di carattere generale, dato che il sistema è influenzato da vari parametri come, la tipologia del terreno (inclinazione, consistenza, composizione, esposizione agli agenti atmosferici) il tipo e la quantità di piantine da coltivare.La figura seguente rappresenta un tipico impianto a goccia automatizzato:

La cisterna contiene l’acqua necessaria ad irrigare le piante, le sue dimensioni variano a seconda della dimensione dell’orto, un valore sufficiente per una autonomia di 2-3 settimane potrebbe essere di 1000 litri.
Subito dopo troviamo il filtro, questo elemento è essenziale per un impianto di microirrigazione in quanto blocca le impurità dell’acqua che col tempo potrebbero otturare i gocciolatori.
L’elettrovalvola è un rubinetto elettronico che permette, tramite la centralina elettronica, di gestire tutte le fasi d’irrigazione. La centralina riceve input dai sensori di umidità, temperatura e luminosità, in questo modo possiamo sviluppare algoritmi che gestiscono l’irrigazione in funzione dei parametri ambientali.

Il tubo di mandata principale permette di alimentare i vari rami dell’impianto, ogni ramo (ala gocciolante) è sezionabile tramite un minirubinetto, questo permette di effettuare operazioni di manutenzione anche durante l’irrigazione.
L’ala gocciolante è composta da un tubo, solitamente da 16mm, dove sono collocati i gocciolatori. Ogni gocciolatore irriga una singola pianta.

La realizzazione dell’impianto dipende dalla dimensione del terreno a disposizione e dal numero e tipo di piante da coltivare. Secondo la mia esperienza vi posso dire che per il fabbisogno di una famiglia di 5-6 persone potete coltivare i seguenti prodotti

• 20 piante Pomodoro
• 10 piante Melanzane
• 10 piante Peperoni
• 20 piante Fagiolini
• 10 piante Cetrioli
• 5 piante Zucchine
• 20 piante Lattuga

naturalmente ognuno può aumentare o diminuire queste quantità a seconda delle preferenze e dei gusti personali.
Per quanto riguarda la distanza tra gocciolatori possiamo dimensionare in questo modo

• 40-50 cm per Pomodori, Melanzane, Peperoni, Fagiolini e Cetrioli
• 60-70 cm per le Zucchine
• 15-20 cm per le Lattughe

Mentre la distanza tra un ala gocciolante e la successiva può variare da 40-50 cm a  80-100cm a seconda dello spazio a disposizione, e della comodità che vogliamo avere per passare tra i filari.

Dopo l’assemblaggio dell’impianto è necessario verificare che tutti i gocciolatori funzionino a dovere e che non ci siano perdite d’acqua dai raccordi di connessione.

La parte che ora bisogna studiare, riguarda la centralina elettronica. Certamente sul mercato esistono vari modelli con prezzi anche di poche decine di euro, che potrebbero farci abbandonare l’idea dell’autocostruzione, ma il nostro scopo è quello di sperimentare e imparare nuovi concetti per poi applicarli in altri ambiti o per accrescere il nostro bagaglio culturale.

Apro una piccola parentesi sull’elettrovalvola: a parte le varie dimensioni e capacità idriche, esistono modelli a 24Vac e a 9Vcc. Volendo creare un impianto autonomo è meglio utilizzare il modello a 9Vcc in modo da eliminare qualsiasi trasformatore. Il costo delle elettrovalvole in continua è purtroppo superiore a quelle in ca (circa 30€).

Il circuito elettronico deve acquisire come input i dati dai sensori e pilotare l’elettrovalvola per un tempo che può essere fisso o variabile a seconda del software che andremmo a sviluppare.
Come microcontrollore possiamo optare per diverse soluzioni come Netduino piuttosto che Arduino o Picmicro. Certamente un fattore importante è il costo, che si aggira intono ai 30€ per Netduino/Arduino mentre per i Picmicro siamo intorno ai 3-8€.
In una prima fase possiamo usare Netduino per creare un prototipo, per poi eseguire un porting del progetto su Picmicro in modo da abbattere i costi di realizzazione della centralina.

I sensori del mio prototipo sono tre, un sensore di temperatura analogico tipo MCP9700a, un sensore di luminosità basato su fotoresistenza e un sensore di umidità realizzato con due puntali da inserire nel terreno.
Il Netduino acquisisce tramite gli ingressi analogici questi segnali e in base al suo software gestisce un piccolo relè che va a pilotare l’elettrovalvola.
Nella figura seguente è rappresentato lo schema a blocchi:

Credo che le informazioni di questo articolo siano sufficienti per iniziare a costruire il proprio orto automatizzato. Certamente le nozioni per la realizzazione dell’impianto di microirrigazione sono da approfondire ma con un po di manualità si può apprendere da soli come impostare e realizzare il proprio sistema idrico.
Per quanto riguarda la parte della realizzazione della centralina elettronica vi rimando al prossimo articolo.

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