Simulatore serra per colture con Arduino e Bluetooth

Questo simulatore compatto mostra il funzionamento di una serra per colture protette utilizzando una scheda Arduino/Genuino UNO.
È stato progettato per consentire l’insegnamento del coding, permettendo:
– la dimostrazione del codice (sketch) per scheda Arduino UNO che gestisce il simulatore
– la dimostrazione delle App che comunicano con il simulatore via Bluetooth
Consente lo studio e la comprensione del funzionamento del sistema completo:
– tecnologia per il riscaldamento dell’aria
– tecnologia per il raffrescamento dell’aria
– misurazione e controllo della temperatura
– misurazione e controllo dell’umidità
– tecnologia per l’eliminazione di calore stratificato, umidità ed aria stagnante.
È costituito da:
– una base trasparente ed ergonomica, che contiene il diagramma a blocchi del sistema con tutti i suoi componenti principali
– una scheda Arduino UNO
– una scheda elettronica con interfaccia Bluetooth e con i componenti elettronici già montati
L’interfaccia Bluetooth permette la connessione del simulatore ad un dispositivo mobile Android (smartphone o tablet).
Il cablaggio è minimo per ridurre la possibilità di errori e i tempi di allestimento dell’esercitazione:
– è necessario solo il collegamento dalla scheda Arduino UNO alla scheda elettronica
È disponibile un’app che rende immediato l’utilizzo del simulatore con un dispositivo Android.
Gli Studenti, seguendo le indicazioni del manuale, possono realizzare proprie App Android che comunicheranno con il simulatore, utilizzando semplici applicazioni gratuite scaricabili da Google Play o altri ambienti di sviluppo, come ad esempio MIT App Inventor 2 (AI2), che usa la programmazione per oggetti con tecnica drag-and-drop.
Il simulatore consente il metodo di apprendimento learning by-doing col quale lo Studente ha un ruolo attivo nell’apprendimento della tecnologia:
– analizza come è stato progettato il sistema e lo modifica per valutarne gli effetti e comprendere il significato delle azioni apportate.
Permette l’insegnamento con livelli di approfondimento crescenti, che sono modulati dall’Insegnante.
Può essere utilizzato in scuole di differente livello e grado:
– scuola primaria: è possibile dimostrare, molto semplicemente, il principio di funzionamento della serra, la sua simulazione (ad es. regolando l’intensità dell’irraggiamento solare) e l’operazione di installazione ed uso dell’app.
– scuola secondaria di I°: alle esperienze elencate nel punto precedente, si aggiunge la possibilità di mostrare la tecnologia adottata (argomento di Tecnologia) ed il codice Arduino, eseguire modifiche al codice per valutarne gli effetti, e realizzare, semplicemente, un’app
– scuola secondaria di II° (indirizzo scientifico): le esperienze elencate nei punti precedenti possono essere dimostrate con maggiore dettaglio e argomentazione
– scuola secondaria di II° (indirizzo tecnico/professionale): alle esperienze elencate nei punti precedenti, si aggiunge la possibilità di maggiore interazione, creatività e comprensione dei codici utilizzati per la scheda Arduino e per realizzare la App.

PROGRAMMA DIDATTICO
– Installazione del simulatore posizionando scheda Arduino UNO, scheda elettronica e modulo Bluetooth
– Lettura dello schema elettrico ed identificazione dei componenti elettronici forniti e montati sulla scheda elettronica
– Controllo di coerenza tra circuito realizzato e schema elettrico
– Connessione della scheda Arduino UNO al PC con cavo USB e avvio PC
– Installazione di Arduino Software IDE e apertura del file che contiene il codice (Sketch) incluso
– Installazione della App Androd inclusa (file .apk), accoppiamento del simulatore al dispositivo mobile ed avvio della App
– Selezione dei comandi di ingresso (potenziometro, interruttori) e osservazione dello stato del simulatore dalle uscite (led, segnalatore acustico)
– Analisi della logica di funzionamento del simulatore
– Analisi del codice per osservare le analogie tra logica di funzionamento del simulatore e sviluppo del codice stesso: viene fornito il diagramma di flusso (flow-chart) del codice
– Modifica e upload del codice dal PC alla scheda Arduino UNO, e verifica degli effetti
– Descrizione di come realizzare una App Android compatibile con il simulatore utilizzando una applicazione gratuita scaricabile da Google Play
– Analisi della App Android proprietaria inclusa (file sorgente .aia per ambiente di sviluppo MIT App Inventor 2) che permette la ricezione e la visualizzazione dei dati inviati dal simulatore al device Android (non incluso) utilizzando tecnologia Bluetooth

CARATTERISTICHE TECNICHE
Il diagramma a blocchi contiene i seguenti componenti:
– Sole, pannello evaporante, canalina di raccolta, pompa, profilo di distribuzione, ventilatore estrattore, aerotermo, ventola jet, tubo jet, circolatore d’aria, termometro, igrometro, apparecchiature di automazione e controllo
N.1 scheda Arduino UNO
N.1 scheda elettronica completa di componenti elettronici e modulo Bluetooth
Componenti elettronici:
– led, segnalatore acustico, potenziometro, resistori, interruttori Cablaggio: cavi flessibili terminati, differenti colori e lunghezze, maschio – maschio
Controlli utente:
– irraggiamento solare: regolabile con continuità
– umidità: normale, eccessiva
Indicazioni luminose:
– temperatura: alta, normale, bassa
– pompa raffrescamento: accesa, spenta
– aerotermo: acceso, spento
– ventilatore estrattore: acceso, spento
– circolatore d’aria: acceso, spento
Indicazione sonora:
– allarme: umidità eccessiva
Simulatore pronto per l’uso:
– La scheda Arduino UNO è già programmata con il suo codice
– La scheda elettronica è già montata con i componenti elettronici
– La App è già pronta per essere utilizzata
Accessori inclusi:
– manuale Studente: contiene gli esercizi che descrivono come utilizzare l’unità, il codice (sketch) e la App proprietaria
– cavo USB
– App Android proprietaria
Alimentazione:
– dalla porta USB della scheda Arduino UNO collegata a Personal Computer o Power bank (non inclusi)
– da alimentatore esterno (non incluso)
Dimensioni e peso:
– 310x210x70 mm
– Peso totale: 1kg