Schede microcontroller e irrigazione fai da te

siccità
Hardware elettronico preassemblato alla base di progetti innovativi

In agricoltura, nel vivaismo e nella zootecnia, si rileva una significativa convergenza tra processi di produzione e tecnologie informatiche di ultima generazione. Il trend è di grande interesse, anche se non è tutto oro quello che luccica. Siamo agli inizi. C’è nell’aria una visione nuova del lavoro in cui il tecnico si sforza di utilizzare tool informatici software e hardware di ultima generazione, per condurre le operazioni in campo in modo appropriato e conveniente.

Per approfittare di questi strumenti è necessario che gli agronomi e gli stessi agricoltori siano in grado di dialogare in prima persona con tecnologie sinora poco presenti nell’ordinaria formazione professionale. Non sembri inappropriato ma, buttando un occhio a ciò che avviene nel resto del mondo, è possibile seguire un approccio “fai da te” per realizzare prototipi dei congegni high tech di cui servirsi.

La diffusione di applicazioni elettroniche nelle campagne è ormai un dato di fatto. Rappresenta la possibilità di operare meglio abbattendo in particolare i costi di gestione e monitoraggio di una qualsiasi attività. È possibile approfittare della notevole espansione della Rete, anche se siamo ben lontani dai futuribili scenari della agognata “banda larga” cioè l’internet ad alta velocità per l’agricoltura 2.0 e simili. Difficoltà e ritardi sono sotto gli occhi di tutti. Per questo è forse d’uopo cominciare ad attrezzarsi autonomamente.

IrrigationBOT

Vediamo come è possibile organizzarsi per realizzare un impianto di irrigazione informatizzato, destinato a piccole superfici, magari gestibile con il proprio smartphone.

Sembra una faccenda complicata? In effetti lo è. Ma non dobbiamo partire da zero. Ci potremo avvalere del lavoro già fatto e messo in condivisione da una folla di appassionati. Si tratta di combinare componenti precostituite, schede elettroniche, sensori, reperibili in internet (ci sono negozi online molto forniti come Amazon o SparkFun Electronics). Così potremo inserire autonomamente, con un po’ di impegno, applicazioni Ict nella nostra agricoltura, o almeno capiremo meglio i loro punti di forza e di debolezza, cosa molto utile quando (assai presto), qualche professionista verrà a proporcene una.

Specialmente i giovani sono attratti dall’elettronica, anche se in rete troveremo molte persone di mezza età che sono attive in questo settore e nelle sue applicazioni agrarie. Potrebbe sembrare un gioco ma non lo è. In questo momento molti professionisti si stanno di fatto comportando come artigiani digitali (negli Stati Uniti vengono chiamati maker) che sperimentano apparecchiature di ogni tipo. Robot, stampanti 3D, sistemi di climatizzazione per serre controllati a distanza.

Alcuni parlano già di una nuova rivoluzione industriale in corso. Neppure i colossi si tirano indietro. A dimostrare l’importanza del trend tecnologico, basti dire che Google ha sviluppato un sistema di gestione dell’irrigazione basato su Arduino (fantasiosamente chiamato Irriduino - http://bit.ly/tev-014).

Netduino

Un ottimo esempio di “impianto tipo” per l’irrigazione, pilotato da una scheda microcontroller e molto ben fatto (ovviamente su piccola scala), possiamo trovarlo alla pagina: http://bit.ly/tev-015.

Si tratta del progetto di una centralina in grado di gestire e monitorare l’irrigazione che si può anche costruire da soli con alcuni accorgimenti. La tecnica impiegata è quella della irrigazione a goccia (foto anteprima e fig. 2).

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Fig. 2 - Il tubo di mandata principale permette di alimentare i vari rami dell’impianto e ogni ramo (ala gocciolante) è sezionabile tramite un minirubinetto.

È così possibile allestire una orticoltura automatizzata capace di utilizzare l’acqua in modo efficiente e senza sprechi gestendo accuratamente le fasi di irrigazione. Naturalmente si da per scontata l’esperienza nella coltivazione delle orticole. La tecnica utilizzata per il progetto si basa sulla microirrigazione a goccia e tiene conto, in modo ordinario, della tipologia del terreno, delle sue caratteristiche (pendenza, tessitura, esposizione), del tipo e della quantità di piantine da coltivare. La diversità sta nell’automatizzazione della gestione.

Nel nostro caso, un serbatoio d’acqua alimenta un circuito irriguo (si collega con un filtro per evitare l’occlusione dei gocciolatori). Il punto più importante della progetta zione, a parte la sezione relativa all’elettrovalvola che consente di comandare il rilascio dell’acqua per un tempo determinato, è la programmazione della scheda microcontroller, il cervello della centralina. In questo caso si tratta di Netduino (una scheda elettronica di piccole dimensioni utile per creare prototipi per scopi hobbistici e didattici), ma anche altre schede andrebbero ugualmente bene.

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Fig. 3 – Componentistica elettronica per l’impianto d’irrigazione.
Per cortese concessione di Marco Lai

Gestione dell’impianto

La centralina elettronica consente di gestire tutte le fasi d’irrigazione.

Acquisisce l’input dei sensori (umidità, temperatura luminosità) e li elabora grazie a un software che gira al suo interno. Il programma della scheda microcontroller può quindi reagire in relazione dei parametri ambientali. Lo schema del progetto è visibile nella figura 3.

In un analogo progetto, realizzato da Mauro Alfieri, viene impiegato una scheda Arduino, facilmente programmabile.

Oggi questi strumenti sono alla portata di amatori e professionisti. Ma non basta; stanno infatti nascendo molti altri servizi utilizzabili anche nel contesto delle applicazioni autogestite, come ad esempio “Irrimet” che nasce da uno spin off dell’Università degli Studi Federico II di Napoli che dal 2006 offre: “previsioni meteo e gestione dell’irrigazione” (http://www.irrimet.eu/). Basato su rilevazioni satellitari, può offrire molti dati per alimentare diverse tipologie di progetti. È in questo contesto che possono svilupparsi e crescere applicazioni anche realizzate in modo autonomo. App che leggono database accessibili direttamente dalla Rete, capaci di integrarsi con device elettronici intelligenti. In Rete ci sono informazioni (documentazione) ed esperti in grado di fornire un aiuto, che possono rappresentare un patrimonio prezioso per quanti, giovani e meno giovani, siano in grado di approfittarne e non disdegnino di sporcarsi le mani. Le conoscenze sul piano tecnico non sembrano un ostacolo insormontabile, specie se queste materie, saranno acquisite dai corsi tecnico professionali della scuola secondaria e delle università.

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