L’idea
Il progetto WILMA è nato con l’obiettivo di sviluppare un sistema IoT innovativo per il monitoraggio microfluidico dell’acqua di irrigazione, integrando tecnologie hardware e software in un’unica soluzione compatta, autonoma e facilmente utilizzabile in contesti reali.Il percorso di sviluppo si è articolato in tre fasi principali – definizione dei requisiti, progettazione e sviluppo del sistema, validazione finale – ognuna delle quali ha contribuito a consolidare progressivamente la robustezza e l’affidabilità della soluzione. Il tutto è stato sviluppato in 3 fasi.
Fase 1: Analisi e Progettazione Preliminare
Il progetto ha preso avvio con un’approfondita attività di ricerca e analisi sulle tecnologie microfluidiche, individuando i modelli di automazione e gli algoritmi intelligenti più idonei.Grazie al coinvolgimento diretto dei principali stakeholder, tra cui operatori agricoli e analisti ambientali, sono stati delineati gli scenari d’uso reali e i requisiti operativi del sistema. Questa mappatura iniziale ha permesso di definire con precisione l’architettura IoT, i flussi di dati, i vincoli energetici e i protocolli di comunicazione più efficienti per l’ambiente agricolo.
Fase 2: Scelta dei Componenti e Prototipazione
Nella seconda fase, la progettazione teorica si è concretizzata in un prototipo fisico funzionante. Per garantire prestazioni industriali e affidabilità, l’R&D di ArgoIT ha selezionato componenti hardware di ultima generazione:
- Unità Logica Centrale: Mini-PC LattePanda 3 Delta, deputato alla gestione della logica di controllo locale e dell’interfaccia HMI.
- Sistema di Campionamento: Pompa peristaltica IPS100 con protocollo di comunicazione MODBUS per prelievi fluidici ad altissima precisione.Sistema di Campionamento: Pompa peristaltica IPS100 con protocollo di comunicazione MODBUS per prelievi fluidici ad altissima precisione.
- Sensori Multi-parametrici: Sensore con certificazione di impermeabilità IP68 per la rilevazione continua di temperatura, umidità, pH ed EC (Conducibilità Elettrica).
- Circuito Microfluidico: Un kit modulare ingegnerizzato appositamente per garantire un basso consumo energetico.
La logica di controllo sviluppata si basa su una macchina a stati in grado di coordinare autonomamente ogni fase del processo: dall’avvio del campionamento del fluido alla misurazione dei parametri, fino alla pulizia automatica del circuito per prevenire contaminazioni.
Fase 3: Implementazione e Validazione sul Campo
L’ultima fase ha visto il posizionamento del sistema completo in condizioni operative esterne per testarne la reale resilienza.
Un focus centrale è stato dedicato all’autonomia energetica: il sistema è alimentato al 100% off-grid grazie a un impianto composto da pannelli solari monocristallini e batterie ricaricabili, calibrati con circuiti di protezione per una gestione efficiente dei consumi.
Durante i test sul campo è stata validata la reattività della dashboard di controllo (HMI) sia da desktop che da dispositivi mobile, confermando la stabilità delle comunicazioni Modbus e la coerenza dei dati trasmessi anche in presenza di anomalie ambientali o critiche climatiche.
Risultati e Conclusioni
Il progetto WILMA, inserito nell’ecosistema SAMOTHRACE (Sicilian Micronanotech Research And Innovation Center) e finanziato dall’Unione Europea tramite il PNRR, si è concluso con successo.
La soluzione realizzata dimostra come l’unione tra microfluidica, sensori avanzati e architetture IoT possa fornire risposte concrete alle esigenze di sostenibilità nel settore primario, consentendo un monitoraggio continuo e interventi predittivi automatici a tutela delle risorse idriche, anche nelle aree più remote e isolate.
