Irrigazione automatica e torre idroponica

Mi piaceva l’idea di far crescere delle piantine in casa senza terra, in una torre che si annaffia da sola. È quello che si chiama coltura idroponicaidroponicaColtivare le piante senza terra: le radici stanno in acqua con dentro i nutrienti, e una pompa la fa circolare.: le radici stanno in acqua con dentro un nutrimento, e una pompa la fa circolare. Così ho cominciato a stampare in 3D una torre modulare e a costruirle intorno un piccolo cervello elettronico che accende la pompa al momento giusto. Da quel cervello è nato, più tardi, un secondo progetto, tutto un’altra cosa: una centralina che annaffia da sola le piante del mio balcone. Li racconto tutti e due, uno dopo l’altro.

La torre idroponica

I modelli da stampare li ho scaricati da Thingiverse, il sito dove si condividono i disegni per le stampanti 3D; oggi non ci sono più, perché nel frattempo sono diventati a pagamento. La torre è fatta a pezzi che si infilano uno sull’altro, tutti stampati in PLAPLALa plastica più usata nelle stampanti 3D: arriva in bobine di filo che la stampante scioglie e depone strato dopo strato.: per i pezzi marroni ho usato poco meno di un chilo di filamento, per quelli verdi circa 400 grammi. Non ho avuto neanche una stampa fallita. Ho dovuto ridurre tutti i modelli del 10%, perché altrimenti non stavano sul piatto della mia stampante (una FLSUN Q5). Il coperchio del vaso, invece, l’ho fatto di legno: il mio vaso aveva una misura particolare e non c’era un modello adatto.

I primi pezzi, febbraio 2024.

Le piantine stanno in tanti vasetti forati, di quelli che si usano per l’idroponica: l’acqua passa dai fori e le radici vi pescano.

Le piantine con i loro vasetti, marzo 2024: c’era la menta e qualche altra erba.

Il timer

Il cuore è un ESP32ESP32Una piccola scheda elettronica con WiFi e Bluetooth, da pochi euro, che si programma per far fare cose agli oggetti. che fa da timer. Accende la pompa dell’acqua per cinque minuti, poi aspetta: da dieci a sessanta minuti, a seconda di come ho girato una manopola, un potenziometropotenziometroUna manopola che cambia una misura elettrica: girandola il circuito sente un valore diverso, come il volume di una radio.. Due luci dicono come sta il sistema: il LED verde acceso vuol dire pompa in funzione, il rosso che lampeggia vuol dire che nel serbatoio manca l’acqua.

Dentro c’è un sensore che controlla il livello, e il codice lo guarda ogni secondo mentre la pompa gira: se l’acqua finisce, la ferma. Una pompa che gira a secco si rovina.

Lo schema è semplice. L’ESP32 comanda un relèrelèUn interruttore comandato da un piccolo segnale elettrico: con poca corrente ne accende una molto più grande, con un «clic». attraverso un transistor, e il relè accende un convertitore che porta i 5 volt dell’alimentatore a 12, quelli che servono alla pompa. Ho messo il convertitore dopo il relè, così lavora solo quando la pompa deve girare.

La scatoletta con l’elettronica.

Ma proprio qui ho sbagliato, e l’ho scritto in cima al repository perché non lo sbagli anche tu: così com’era, il circuito non era stabile. Quando il relè scattava, per un attimo la tensione calava e l’ESP32 si riavviava. La correzione è mettere il convertitore prima del relè, o aggiungere un condensatore che copra quel calo. Un’altra cosa imparata a mie spese: il potenziometro va collegato a un pin di un certo gruppo (ADC1), perché l’altro gruppo non funziona quando la scheda usa il WiFi, e io volevo anche collegarla ad Arduino Cloud, per poterla seguire da lontano.

Tutto il progetto è pubblico, con i modelli da stampare, lo schema e due versioni del codice, una semplice e una per Arduino Cloud: hydroponic-tower su GitHub.

La centralina del balcone

Dal timer della torre è nata, più tardi, una centralina che annaffia da sola le piante del mio balcone. L’ho riscritta in tre versioni. Parte dallo stesso schema (un ESP32, una pompa, un sensore che dice se c’è acqua), ma sa fare molto di più:

• ha una pagina web da cui vedo quanto manca alla prossima irrigazione, accendo e spengo la pompa a mano e cambio, con due cursori, quanto dura ogni irrigazione (da uno a dieci minuti) e ogni quanto si ripete. Di norma parte ogni 36 ore per 3 minuti;
• c’è una modalità invernale, che sospende le irrigazioni automatiche, e un tasto «flush» che tiene la pompa accesa finché non lo spengo, per svuotare o lavare l’impianto;
• manda messaggi su Telegram: mi avvisa quando il livello dell’acqua è basso e quando torna normale, e se scrivo «/statoirrigazione» mi risponde con la pompa, l’acqua e il tempo che manca alla prossima irrigazione;
• si può aggiornare dal WiFi, senza staccarla dal muro e collegarla al computer.

L’ultima versione gira su una scheda ESP32 con quattro interruttori elettronici (MOSFETMOSFETUn interruttore elettronico senza parti in movimento, che accende e spegne carichi come una pompa o una lampada.) già pronti, uno dei quali accende la pompa.

Gran parte dell’impianto sul balcone, luglio 2026: il serbatoio, la pompa, la centralina e i tubi verso i vasi. Fuori campo c’è la scatola con l’alimentatore.

La cosa che mi ha insegnato di più è stata farla funzionare senza bloccarsi mai. Le prime versioni si piantavano ogni tanto, e ho scritto in testa al codice le regole che ho imparato: la pagina web deve rispondere in un lampo e non fare mai niente di lento, i messaggi a Telegram, che costano molta memoria, li invia un compito a parte e solo se la memoria basta, e il sensore di livello va «addolcito»: senza un attimo di attesa, ogni ondina dell’acqua mandava un messaggio e la coda si intasava. Ci ho messo anche un limite che nessuna impostazione può saltare: la pompa non resta mai accesa più di quindici minuti, così un guasto non lascia l’acqua scorrere all’infinito. Se il WiFi cade, la centralina riavvia solo la radio e non tutta la scheda, così il conto alla prossima irrigazione non si azzera.

Cosa ho imparato

Che un timer semplice basta a far crescere le piante, ma che l’affidabilità vera sta nei dettagli noiosi: l’alimentazione che cala per un attimo, un sensore che balla, una connessione che cade. E che scrivere in testa al codice le regole imparate dagli errori vale più di qualunque commento fra le righe.