La Smart Greenhouse Realizzazione di una serra autonoma ecosostenibile Gianluca Belardinelli Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse

L’evoluzione della serra Nacque in epoca romana, e aveva lo scopo di forzare la crescita di certe piante, fuori dal loro periodo di fioritura. Col tempo la loro struttura cambio radicalmente, passando da strutture grandi e costose, fino a diventare piccole ed economiche. Al giorno d’oggi vengono usate soprattutto in campo economico, per poter produrre ortaggi o fiori fuori dalla loro normale stagione di fioritura. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse

L’evoluzione dell’automazione Inizialmente si sfruttava un sistema di valvole a vapore che si aprivano e chiudevano ad intervalli regolari. Oggi il principio è lo stesso, solamente che tutto è controllato da un PLC (Programmable Logic Controller). Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse PLC Moderno Regolatore Centrifugo

Idee alla base L'idea per il progetto è nata in seguito alla necessità di dover crescere piante, di piccole dimensioni, in un ambiente ristretto, senza dover controllare continuamente lo stato di crescita di essa. Principalmente si è voluto utilizzare componenti utilizzate già in progetti passati, come ad esempio lo Udoo, che è il cuore del progetto. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse Dettaglio sulla struttura della serra

Lo Udoo Il progetto si basa su una piattaforma hardware chiamata Udoo, che racchiude al suo interno un processore Freescale i.MX 6 ARM 1GHz e un microcontrollore Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3, lo stesso usato dall’Arduino Due. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse Udoo, con dettagli delle componenti Udoo, con dettaglio del logo

Struttura Hardware Il cuore del progetto, come era stato precedentemente spiegato è lo Udoo, che la lo scopo di controllare i diversi sensori che compongono il progetto. La lista dei sensori è la seguente: DHT22 (sensore per la temperatura e l’umidità); 4 Channel 5V Relay Module (adibito al controllo della pompa per l’acqua e la lampada); Soil Moisture Detection Control Module (per controllare il livello di umidità del terriccio); Lampada CFL Basso Consumo 125w AGRO (per la crescita della pianta); Riflettore Stuco Martellato (per poter diffondere la luce all’interno della serra); Submersible Water Pump (per l’irrigazione della pianta). Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse

Infrastruttura Software Il progetto è stato creato usando diversi linguaggi di programmazione. Lo schema logico è il seguente: Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse

Applicativo Arduino Principalmente il progetto si basa su l’arduino, visto che esso dovrà andare a comunicare ed estrapolare dati dai vari sensori. Tutto ciò è possibile grazie al bus seriale UART tra il SAM3X8E e il processore i.MX 6. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse Lo Udoo, con il sensor shield e altri sensori collegati

Applicativo Java L'applicazione Java si basa su due librerie, Java Secure Channel e Java Simple Serial Connector, che permettono di leggere i dati spediti dall'Arduino alla seriale, e di caricare I file sul server esterno, attraverso il protocollo SFTP. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse Lettura dati tramite seriale sul lato linux dello Udoo

Applicativo PHP la pagina web è stata scritta in PHP, per poter interagire con dei file all'interno del server, e con il database MySQL. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse Homepage

Struttura Fisica La struttura esterna è stata realizzata comprando delle assi di legno al Brico, e senza l’aiuto di un falegname esperto, per il semplice motivo che questo è un prototipo, quindi l'eventuale individuazione di errori può essere fatta senza doversi preoccupare di dover andare a ricostruire l'intera struttura. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse Creazione della base della struttura Creazione dello scheletro interno

Risultati Il prodotto finale risulta ancora incompleto, infatti il cablaggio non è ancora completo. In compenso, il lato software è pressoché pronto, il server ha uptime del 99% mensile, ed è possibile avere un continuo collegamento ad internet e alla corrente elettrica, visto che si dispone di un secondo appartamento su cui appoggiare la struttura. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse

Conclusione e sviluppi futuri Il sistema presentato potrebbe ricevere diverse migliorie, quali la possibilità di configurare la struttura per accogliere altre piante tramite la pagina php, oppure un sistema migliore di controllo delle temperatura (per ora il calcolo della temperatura è molto approssimato, come la gestione dell’accensione e spegnimento dei vari sensori). Altra miglioria sarebbe relativa alla struttura esterna (realizzata grazie all’aiuto del mio compagno di classe Geremia Tomassoni), facendo affidamento ad un falegname esperto. Istituto Tecnico Industriale Don Orione Fano Esame di Stato Candidato: Gianluca Belardinelli – La Smart Greenhouse