Ho da poco sentito parlare di Arduino e già mi esalta l'idea di poter costuire qualcosa di simile in futuro. Premetto che sono studente di ingegneria che finora ha frequentato un corso di Informatica A (programmazione c). L'idea era quella di iniziare con uno starter kit, per il piacere di affiancarsi a questo strumento per gradi. L'obiettivo che mi piacerebbe raggiungere però, spero non nell'arco di una vita , è l'utilizzo di Arduino nella creazione di una piccola centralina di controllo per un'arnia. (Quando ho letto un post recente che chiedeva la stessa cosa mi sono consolato all'idea che non sia l'unico folle a pensarci :)) Tuttavia a me basterebbe fondamentalmente qualcosa che controlli: 1) principalmente il peso dell'arnia (interessante e utile per registrare l'attività delle api in primavera in funzione al clima), 2) eventualmente la temperatura interna ed esterna per avere dei dati di raffronto (in una giornata di sole l'importazione di polline e nettare è maggiore) 3) proprio come sfizio l'umidità della cassa. All'inizio basterebbe salvare tutti i dati su SD, in modo da estrarli di tanto in tanto per farci delle analisi.
Vorrei chiedervi pareri principalmente sulla fattibilità del progetto, ed eventualmente dei consigli su componenti utilizzabili. Al momento le mie domande sono del tipo "se tiro fuori una cella di carico da una bilancia posso attaccarla ad Arduino?" Quindi mi aspetto anche risposte del tipo "lascia perdere, non hai speranze...", consapevole che se lo dite voi che avete molta più esperienza di me, è la pura verità!
Secondo me puoi, se poi i dati li metti su SD quindi un Arduino senza necessità di colloquiare in remoto con PC, ti levi un problema. Dovrai però avere li una alimentazione (vicino all'arnia) per Arduino e sensori.
Non sono esperto da darti consigli specifici. Sensori umidità/temperatura c'e' ne sono parecchi, a basso costo ad esempio i DHT22. Soprattutto per il sensore peso non saprei darti consigli.
Punto 1 e 2 ok, il 3 non capisco la richiesta, umidità della cassa in che senso? Umidità del legno?
Credo che intenda umidita' interna, in rapporto a quella esterna ... un paio di DHT22, uno all'interno (montato in modo che le api non opossano riempirlo di cera :P) ed uno montato all'esterno, in posizione riparata dal sole e dalla pioggia, e ti danno entrambi i valori, temperatura ed umidita' sia interne che esterne ...
L'unico problema e' che il circuito di quei "cosi" e' fatto per visualizzare a passi di 100 grammi, quindi l'elettronica andrebbe sostituita con una circuiteria differente, che poi leggi con Arduino, o con un convertitore ADC esterno da piu di 10 bit, se ti serve prcisione maggiore ...
Oppure si possono usare le celle di 4 bilance digitali da cucina, collegate allo stesso modo e poste ai 4 angoli, hanno una risoluzione maggiore ma in genere il massimo che possono pesare e' 7 chili, quindi se l'arnia andasse oltre i 28 Kg, sarebbe fuori scala ...
Innanzitutto grazie ad entrambi per i pareri! Sull'alimentazione avebo pensato di dimensionare unpiccolo pacco batteria perché purtroppo le api, oltrd ad avere gusti schizzinosi con le bilance :), nn amano stare chiuse in casa con la loro casetta attaccata alla presa di corrente :)... a quanto ho capito wuindi i sensori sono più che altro un problema di procurarseli e programmare mentre per le celle di carico la cosa è un po' più complessa... in effetti anche io avevo pensato che il peso poteva avere qualche problemino. Giustamente avete capito il problema della precisione. Non dico che serve il grammo ma l'etto mi sa che è troppo. L'idea delle celle di carico da 7 chili mi sembra buona, se non fosse che, quando è bella piena di melari, un arnia le distruggerebbe letteralmente. Però pensavo una cosa... di fatto il peso "utile" che mi interessa non è quello da 0 a 50 kili, bensì dai 20 in su. Non è possibile pensare ad un sistema che scarichi a terra quei 20 kili inutili e inizi a far lavorare le celle nella fascia interessante? Non so se mi spiego. Io so che l'ordine di peso è (sparo un numero a caso...) 100 kg. Non mi serve avere un sistema che misura cambiamenti ti peso da 0 a 100 perché tanto so che sotto un certo valore non so scende. Quindi sarebbe utile avere un sistema più sensibile "tarato" su una soglia più alta. (Ho messo tarato tra virgolette perché non credo sia possibile programmare una cella per lavorare in una fascia di peso, credo serva piuttosto qualcosa che scarica quel peso inutile dalla cella per farla lavorare da li in poi). Spero di essermi spiegato e scusate per gli eventuali errori ma sto scrivendo velocemente da celluoare.
aspetta, nelle pesapersone non e' la cella che ti da passi da 100 grammi, e' l'elettronica di misura che visualizza solo intervalli da 100 grammi ... le celle in se magari rilevano anche il grammo (anche se probabilmente con difficolta', data la resistenza dei blocchetti di supporto, che devono poter reggere anche persone "robuste" :P) ... diciamo che potresti tranquillamente rilevarci variazioni di 4 o 5 grammi, e con un circuito ben fatto, anche di 1 grammo ... quindi potresti tranquillamente provarne una (magari una di quelle da bancarella del mercato da una decina di Euro, per non spenderci troppo ... ne avevo viste anch'io di quelle col piano di vetro in un negozio di Cinesi sui 14 Euro o simili ...)
Per le celle piu precise, invece, la soluzione per aumentarne la portata e' meccanica, e richiede un minimo di autocostruzione, ma e' comunque fattibile ... si basa sul principio della leva ... se usi una leva per accoppiare la cella al supporto, ad esempio barrette di acciaio (per la rigidita') da 2cm, con la cella ad un'estremita', un punto fisso all'altra, e l'appoggio al centro, raddoppi portata e resistenza ... tipo cosi'
scarichi meta' del peso sull'appoggio fisso, e la cella ne riceve la meta', cosi raddoppi la portata (se usi 1/3 e 2/3 come distanze, la triplichi, ecc) ... comunque non e' che quelle celle dopo i 7 chili si scassano, e' il limite di misura del circuito, la parte meccanica dovrebbe reggere tranquillamente una quindicina di chili ... e' che se il peso si accumula da una parte, o nel lavorarci ci si appoggia su un'angolo senza pensarci, una delle celle viene stressata piu delle altre, anche se la misura e' corretta, quella piu stressata potrebbe rovinarsi con il tempo, deformandosi ...
Come vedi la mia ignoranza elettronica è subito svelata Davvero pensavo che i sistemi delle celle di carico avessero una "discretizzazione" proporzionale al carico massimo (tanta portata, poca precisione). Per questo le alternative meccaniche che avevo pensato si basavano su questo presupposto. Per esempio inserire la cella all'interno di una molla (opportunamente studiata) in modo che l'arnia venisse a contatto solo dopo un certo peso e che da quel punto in poi cella e molla avrebbero lavorato assieme. I dati regolati con opportuni conti, supponendo il comportamento della molla lineare in virtù delle ridotte estensioni. Comunque credo che la tua proposta in effetti sia più fattibile. Le molle sono teoricamente bellissime, peccato che nella realtà abbiano il vizietto di risentire molto di temperatura o altri minimi fattori che ne impediscono l'analisi... Fisicamente non dovrebbe essere così difficile, la forza peso effettiva dovrebbe risultare quella misurata per il rapporto tra braccio totale e braccio con l'appoggio all'arnia (non il fulcro, quello centrale intendo), giusto? Ecco ora la domanda fatidica... la parte elettronica pensi sia fattibile improvvisandosi programmatori? posso trasformare il segnale in ingresso (suppongo analogico) in Arduino e, attraverso formule ad hoc tirarne fuori il peso? Oppure devo passare per informatismi sofisticati? Scusate per le domande stupide ma come dicevo sono abbastanza ignorante in materia.
Be', il limite principale di Arduino e' che il suo convertitore A/D interno e' solo a 10 bit, il che significa che al massimo puoi avere valori da 0 a 1023, per l'intera grandezza da misurare ... quindi se ti serve precisione, non e' molto fattibile, solo con quello ...
Pero' ci sono convertitori A/D esterni con risoluzioni maggiori, tipo il 12 bit , che ha 4095 passi, tipo AD7876, o meglio ancora, dato che a te non serve alta velocita' di campionamento, AD1015 (di questo c'e' gia una breakboard, ha 4 canali singoli, ed e' economico, la schedina mi pare costi sui 10 Euro) ... o ancora meglio a 16 bit, tipo ADS1115 (anche di questo c'e' una breakboard sui 15 Euro, sempre 4 canali, e ti darebbe 32767 "passi" da 0 al massimo, quindi molta piu precisione, ed in ogni caso molta piu scala di misura)
Poi se vuoi usare la pesapersone, basta usare un circuito di amplificazione decente per incrementare il segnale delle celle e ci misuri probabilmente anche i grammi, o almeno il paio di grammi ... in piu il tutto sarebbe piu robusto dei braccetti sospesi (penso al vento, un'arnia su una pesapersone non la smuovi facilmente, una sospesa con dei "coltelli" di appoggio a delle sbarrette rischierebbe di piu )
A giorni arriva il kit e quindi inizierò a smanettare per prenderci la mano sia con software che con hardware. Diciamo che metà delle cose che hai detto non credo di averle capite del tutto però almeno ora so quali sono i problemi che potrebbero saltar fuori, quindi cercherò di informarmi, ma soprattutto istruirmi, su queste lacune. Una sola domanda: cosa significa che come precisione ho valori da 0 a 1023? Nel senso, con 10 bit posso rappresentare numeri interi compresi tra 0 e 2^10-1 (a occhio il 1023 che citavi tu). Ma nella mia applicazione specifica cosa significano tali numeri? Una tensione in uscita da un sensore che può essere rappresentata al max con quella definizione? Oppure un range di valori oltre i quali non si può andare?
Ad esempio io so che per le immagini la definizione è data dal numero di pixel fisici di cui l'immagine stessa è composta, invece trattandosi di segnali da sensori a cosa corrispondono questi valori da 0 a 1023?
Aspetta, quella e' la risoluzione del convertitore A/D ... significa che l'intero campo di conversione consente al massimo 1023 valori (piu lo zero, ovviamente), quindi la grandezza che tu vai a misurare verra' divisa al massimo in 1023 "passi" ... ad esempio, se ci misuri da 0 a 5 V, il minimo intervallo che puoi misurare e' circa 0.0049V (5/1023) ... allo stesso modo, se la tua bilancia andasse da 0 a 100 chili, il minimo intervallo che potresti misurarci sarebbe di 100/1023 = 0.097 chili (circa 97 grammi, arrotondato)
Con un convertitore a 12 bit, che consente 4095 "gradini" di misura, ad esempio, dei tuoi 100 chili la minima risoluzione diventa 100/4095 = circa 24 grammi ... mentre con un convertitore a 16 bit, che ha una risoluzione (numero di passi) di 65535, la minima grandezza misurabile nel range di 100 chili e' 100/65535 = circa 1,52 grammi ... ovviamente se cambia il massimo peso misurabile (scala), cambia anche la risoluzione ... se ad esempio il massimo che devi misurare (fondo scala) e' 60 chili anziche 100, la risoluzione minima diventa 60/65535 = circa 0,91 grammi ... e cosi via ...
Ottimo chiarissimo! In effetti come dicevo l'etto di precisione è un po' scarso. Nel senso che può andare bene sulla lunga scala (es: tra una settimana e l'altra il peso può variare tranquillamente di 10 kili) però volendo considerare intervalli orari/di mezz'ora (per poi analizzare i dati sulla settimana per avere una funzione più continua possibile) i 100 grammi sono pochini. Quindi credo che opterò per il 12 bit, una volta che inizio a fare delle prove mi servirà sicuramente altro aiuto nella sezione hardware per capire come si usa un convertitore
Premetto che sono studente di ingegneria che finora ha frequentato un corso di Informatica A (programmazione c). L'idea era quella di iniziare con uno starter kit, per il piacere di affiancarsi a questo strumento per gradi. L'obiettivo che mi piacerebbe raggiungere però, spero non nell'arco di una vita 
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Davvero pensavo che i sistemi delle celle di carico avessero una "discretizzazione" proporzionale al carico massimo (tanta portata, poca precisione). Per questo le alternative meccaniche che avevo pensato si basavano su questo presupposto. Per esempio inserire la cella all'interno di una molla (opportunamente studiata) in modo che l'arnia venisse a contatto solo dopo un certo peso e che da quel punto in poi cella e molla avrebbero lavorato assieme. I dati regolati con opportuni conti, supponendo il comportamento della molla lineare in virtù delle ridotte estensioni. Comunque credo che la tua proposta in effetti sia più fattibile. Le molle sono teoricamente bellissime, peccato che nella realtà abbiano il vizietto di risentire molto di temperatura o altri minimi fattori che ne impediscono l'analisi... Fisicamente non dovrebbe essere così difficile, la forza peso effettiva dovrebbe risultare quella misurata per il rapporto tra braccio totale e braccio con l'appoggio all'arnia (non il fulcro, quello centrale intendo), giusto? Ecco ora la domanda fatidica... la parte elettronica pensi sia fattibile improvvisandosi programmatori? posso trasformare il segnale in ingresso (suppongo analogico) in Arduino e, attraverso formule ad hoc tirarne fuori il peso? Oppure devo passare per informatismi sofisticati? Scusate per le domande stupide ma come dicevo sono abbastanza ignorante in materia.
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