Giornata di progetti in compagnia dei ragazzi del DeLucaLabs

Ogni sabato Klinkon Electronics e DeLucaLabs si incontrano nei loro laboratori a rotazione con lo scopo di fare progetti in collaborazione, sviluppare idee e soluzioni e fare “team building” in vista di eventi, fiere, proposte di lavori e tanto altro ancora, creando un legame solido di amicizia e collaborazione. Il 7 ottobre era il nostro turno di ospitare i ragazzi del DeLucaLabs

Introduzione all’incontro

Klinkon Electronics dal 2017 lavora al progetto AMMS – AUTONOMOUS METEREOLOGICAL MONITORING SYSTEM (ex Servizio Meteo Sovramontino) e da un anno collabora con il DeLucaLabs nell’espandere e migliorare il servizio anche all’esterno del comune di Sovramonte, oltre che anche in altri progetti quali il simulatore di guida, l’organizzazione della Fiera dell’Innovazione Sovramontina e tanti altri progetti.

Il lavoro di sabato – Progetto Meteo

L’analisi meteorologica è il focus principale delle nostre attività, da anni ci occupiamo di monitorare qualità dell’aria, automatizzare serre, creare database e insegnare alla popolazione tramite le nostre pagine social cosa sia il monitoraggio ambientale e come si esegue. Da febbraio 2022 queste attività hanno iniziato ad essere incluse in un progetto denominato AMMS, che va oltre la mera acquisizione dati ma punta a uniformare tutti i campi delle meteorologia fai-da-te in un ecosistema creato ad hoc che consenta anche ai neofiti di avvicinarsi a questo mondo.

Da qui nascono le nostre WeatherIOT board, delle schede basate su un microcontrollore ESP32 con Wifi integrato che consentono non solo di raccogliere dati da sensori preimpostati, ma anche di pilotare attuatori quali relè, motori, pinze, celle di carico e tanto altro, a piacimento di chi le programma, tramite un hardware completamente open-source e con una documentazione che rendono queste schede perfette anche come DataLogger.

Da soli però non riusciamo a garantire un accesso a 360° a tutte le tecnologie, informazioni, tipologie di impianto che questa scheda garantisce, soprattutto considerando che il nostro sistema meteo fino adesso su 18 centraline attive si basa su ben 7 tipologie di hardware differente, pertanto abbiamo deciso, in comune accordo con il DeLucaLabs, di arrivare ad uniformare il tutto, stesso hardware, stesso software, meno problematiche, ma soprattutto, più possibilità di espansione del sistema.

Nasce così l’esigenza di migliorare le WeatherIOT per renderle compatibili con tutte le tipologie di stazione/terminale, e soprattutto di svilupparci un software compatibile per tutte le stazioni, in quanto software e hardware vanno di pari passo, attività che ha cosi coinvolto il Floppy Lab nello sviluppo della scheda e in particolar modo Giosuè e Leonardo del DeLucaLabs per lo sviluppo del firmware.

L’incontro di sabato quindi è stata un occasione perfetta per testare “sul campo” le nuove schede e il programma gestionale, e quale occasione migliore per migliorare la stazione di Sentà, se non questa?

La mattina è iniziata con un momento di pianificazione della 2a Fiera dell’Innovazione a Sovramonte, che coinvolgerà maker e laboratori da tutta la provincia di Belluno, dal trentino e anche dal bolognese e che avrà luogo dal 26 al 28 aprile 2024 in concomitanza con la festa patronale di Sorriva, il paesino dove ha sede il nostro laboratorio, fiera di cui più avanti vi spiegheremo dettagli, invitati e programma.

Successivamente è iniziata la pianificazione del lavoro da eseguire in quel di Sentà, ovvero rimozione del vecchio hardware con installazione della nuova WeatherIOT v0.3.

Come prima cosa si è reso necessario preparare le schedine, due WeatherIOT 0.2 per lo sviluppo di un firmware con EspNow al fine di creare un sistema di nodi antinquinamento interconnessi senza necessità di una copertura wifi, ideale per le piazze e i luoghi di interesse pubblico, e una WeatherIOT 0.3 da montare nella nostra stazione storica di Sentà, saldando tutti i componenti e connettori sulla scheda.

Giosuè ha effettuato con lo scopo di imparare il lavoro di saldatura sotto l’occhio attento di Lorenzo che con lo schema aperto su KiCad ha dettato componenti e posizioni al nostro saldatore, che ha eseguito in maniera eccellente il suo lavoro.

La stazione meteo di Sentà

È la capostipite del sistema meteo sovramontino, ora AMMS, ed è la stazione più potente da noi realizzata, comprensiva di sensori per inquinamento, sensori per agricoltura, una parte nivologica attualmente in sviluppo e un sismografo attualmente in “sospensione” in quanto lo stiamo implementando nella nuova versione hardware della centralina.

La centralina nasce nel 2017 come progetto di monitoraggio di inquinamento elettromagnetico per un compito scolastico, per poi nel tempo ricevere continue migliorie, nella fattispecie nel 2018 il primo nucleo meteorologico con anche un pluviometro stampato in 3d, che ha resistito alla tempesta Vaia ed è ancora esposto nella vetrina del nostro laboratorio, nel 2019 alimentazione autonoma con pannello fotovoltaico e un sistema di trasmissione a ponte radio, nel 2020 il primo prototipo di sismografo che ora grazie alle nozioni universitarie stiamo migliorando e rivisitando completamente, nel 2021 rifacimento di tutto l’impianto interno e nell’anno in corso (2023) stiamo rifacendo completamente il pannello elettrico con uno sguardo dedicato all’efficienza energetica e al sostenimento di una rete di emergenza in caso di allerte meteo, oltre che una webcam meteo, sensori per la neve e una serie di servizi automatici di cui parleremo in un articolo dedicato.

Preparazione server e rete laboratorio

Da tempo in laboratorio abbiamo un server Dell PowerEdge, che abbiamo intenzione di utilizzare per le nostre necessità quali server domestico, home assistant, ma soprattutto per il nostro server meteo, fintanto che non avremo il nostro dominio pronto e dedicato.

Sempre sabato Leonardo ha iniziato a lavorare all’installazione di ProxMox, configurando i dischi e installando un SSD.

Sfortunatamente l’attività non è andata a buon fine a causa di una serie di problemi di configurazione per il quale non c’è stato tempo in giornata di risolverli, però abbiamo approfittato dell’occasione per cablare il laboratorio in vista della nuova rete internet che stiamo predisponendo.

Fino ad oggi infatti il laboratorio usava una Sim 4G per avere un WIFI basilare, ma quello che bastava per le nostre attività. Con l’espansione delle attività si è reso necessario un upgrade raggiunto il lunedi con l’installazione di una linea in FTTC Tim.

Con queste attività si conclude una mattina molto produttiva, e dopo un rapido pasto discutendo dei prossimi passi per il progetto meteo siamo entrati in azione a Sentà, iniziando a lavorare all’installazione della WeatherIOT e cablaggio dei relativi sensori.

Attività “in the field” a Sentà

Il lavoro è iniziato con la sostituzione della vecchia scheda madre della stazione e l’installazione della nuova WeatherIOT, con relativo ricrimpare tutti i connettori per adattarli al nuovo schema elettrico della scheda.

Rispetto l’hardware precedente passiamo da un Arduino Nano a un ESP32, pertanto anche la velocità di acquisizione dati è molto più veloce, il che ci consente di ridurre lo scarto e l’errore di misura dei sensori detti veloci, tipo pioggia e vento, mentre per la temperatura la qualità della misura è data dal sensore stesso, pertanto è un miglioramento su parametri previsionali più che quelli in tempo reale, oltre al migliorare la stabilità del sistema.

A distanza di una settimana dalla sua installazione abbiamo 30000 misurazioni rispetto la media di 17000 settimanali del vecchio sistema.

Le attività, proseguite per tutto il pomeriggio, hanno visto inoltre l’ottimizzazione del software e la correzione di bug presenti nel vecchio codice, con un invio dati effettuato non più via ponte radio bensì tramite rete 4G, il che consente velocità di invio molto più alte e stabili.

Sono stati installati inoltre un modulo RTC (Real Time Clock) per una sincronizzazione oraria migliorata, un DHT22 per confronto aggiuntivo di umidità e temperatura al fine di calibrare meglio i sensori di temperatura ed è stata predisposta una linea per un SPS30 per misurare l’inquinamento ambientale da polveri sottili.

Conclusioni

Al termine della giornata la stazione è diventata “Up and Running”, ovvero ha iniziato a trasmettere con continuità dati al nostro server (i dati che vedete nel widget laterale del sito provengono da quella stazione), riconfermando come la collaborazione tra gruppi consenta di creare grandi progetti derivanti da grandi idee non sostenibili però da soli, magari per competenze o “braccia fisiche”

Con questo articolo vogliamo soprattutto soffermarci all’aspetto sociale del progetto, ovvero riunire le forze, le menti, creando un vero e proprio team che lavora in simbiosi gli uni con gli altri, potenziando i servizi sul territorio e sviluppando non solo idee ma anche contatti, collaborazioni e amicizie, lo scopo di questi incontri settimanali è proprio questo!