(le scritte in verde permettono di attivare un link di contesto se vi si clikka sopra)        28 febbraio 2018
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Questo progetto Ŕ l'evoluzione del "Tension on air Capacitor" con Arduino modificato per le schede Wemos con il processore ESP8266 e connessione WIFI.
Questo strumento mi Ŕ stato suggerito da un contatto tramite Facebook, Rosario che vive in zona altamente sismica. Misuriamo
le variazioni in tensione di un grosso Condensatore Elettrolitico, 22000 microFarad, per verificare eventuali correlazioni con gli
eventi sismici. Tutto il nostro gruppo di ricerca Ŕ rimasto stupito nel constatare che la variazione della tensione Ŕ inversa
rispetto ai dati raccolti dal Vonair ed Ŕ direttamente proporzionale alla carica ionica presente sul posto. Inoltre il dispositivo
Ŕ immune dai disturbi elettrici e di passaggio delle persone e il grafico risulta perfettamente pulito. Durante la fase sperimentale
Ŕ stato necessario prevedere una lettura ogni 15 minuti, per pochi secondi, al fine di evitare una parziale scarica del
Condensatore.
Ogni studioso potrÓ liberamente realizzare questo strumento e trarre dai dati qualsivoglia conclusione.
Auspico che si possa collaborare con pi¨ stazioni possibili, al fine di monitorare dettagliatamente la nostra penisola e poter
osservare le variazioni della Tensione sul Condensatore, in funzione dei sismi locali.

Lo schema elettrico del "Tension on air Capacitor" Ŕ semplicissimo, eccolo di seguito:

Si utilizza un convertitore analogico denominato ADS1115, che dispone di quattro ingressi per tensioni positive o due con
tensioni anche negative, noi useremo due ingressi in modalitÓ differenziale per leggere tensioni sia positive che negative.
Come detto in precedenza, per non risentire della scarica del condensatore, si esegue, in 5 secondi, 4 letture, si calcola la media e
poi 15 minuti di riposo, il tutto Ŕ eseguito tramite la chiusura di un relŔ. Il Condensatore viene dotato di due alette per captare
meglio la carica ionica e serve posizionarlo all'aperto, facendo attenzione di evitare che gli agenti atmosferici creino delle
dispersioni che possano cortocircuitarlo.
I dati letti e convertiti, vengono inviati agl'ingressi D3 e D4 della scheda Wemos, che provvede a fare una media dei quattro
valori letti e tramite l'interfaccia Wifi viene inviato il valore al server di Blynk per la visualizzazione sullo smartphone:


Ora vediamo come si realizza il tutto.
Ho previsto una versione realizzabile con poche attrezzature, un paio di forbici, un saldatore e una pinzetta per piegare i fili.
Tutto il materiale Ŕ acquistabile in un negozio di elettronica o su
internet.
Elenco del materiale:
- scheda Wemos D1 revisione R1;
- Alimentatore 9 volt compatibile per Arduino;
- cavetto micro usb per dati e ricarica maschio maschio;
- scheda di espansione prototipo shield per Arduino Uno;
- condensatore elettrolitico da 22000 microFarad 50 volt;
- convertitore ADS1115 ;
- condensatore poliestere da 100 nanoFarad;
- 2 alette recuperate da contatti di batteria o in ferramenta barrette preforate;
- relŔ subminiatura 2 contatti 9-12Volt cc bobina > 200 ohm;
- diodo 1n4007;
- resistenza da 4.7 Kohm e 10 Kohm 1/4 wat;
- Transistor
BC337;
- fili elettrici isolati da 0,6 mm meglio vari colori, tipo trecciola telefonica;
- scatolina di plastica per proteggere il tutto.
Costo totale della realizzazione acquistando i componenti tramite Ebay circa 45 euro.

Iniziamo col montare la parte elettronica...

La scheda di espansione andrÓ montata sopra quella della Wemos.
Per prima cosa serve saldare la streep di contatti al circuito stampato del convertitore ADS1115, lato scritte.
 


Inseriamo il convertitore sul lato a sinistra, il relŔ al centro, il diodo di protezione e il transistor a destra del relŔ. Realizziamo i
cablaggio come da schema iniziale e portiamo gli ingressi di A0 e A1 verso il relŔ, poi verso il condensatore esterno, poi i due
fili SCL e SDA (protocollo IC2) verso i contatti della scheda di espansione, terminiamo con la parte di pilotaggio del transistor
e delle alimentazioni, come si vede nella parte inferiore della scheda prototipo.

Ora serve posizionare il Condensatore all'esterno utilizzando una coppia di fili, non serve una schermatura. Ho utilizzato una
ringhiera della finestra del piano terra, ben protetta da una tettoia e ho messo anche una ciotola rovesciata, in plastica sagomata,
per evitare che gli agenti atmosferici creino delle scariche sul condensatore. Ho provato a misurare la tensione in taverna ma
i risultati sono stati deludenti, non appariva sul grafico la variazione sinusoidale tra giorno e notte.
Il grafico che potete vedere sotto evidenzia come si presenta l'andamento della tensione, con la periodicitÓ giornaliera, che se
perturbata o assente, potrebbe indicare un possibile rischio sismico, entro un raggio di 300 km se la situazione geologica Ŕ
matura.


Dopo aver ricontrollato il tutto, rivedendo e verificando la corrispondenza con lo schematico iniziale, possiamo iniziare a
configurare la parte Software.
Premessa indispensabile Ŕ aver testato e verificato il perfetto funzionamento della piattaforma del sistema di sviluppo IDE con
una scheda Wemos D1 revisione R1.
Seguendo le istruzioni del sistema di sviluppo di sviluppo IDE per schede Wemos e programma Blynk, controllate e copiate dalla
vostra casella di posta, il codice di autenticazione che Blynk vi avrÓ inviato a seguito della creazione su smartphone di un nuovo progetto.
Ora colleghiamo la scheda Wemos con la scheda di espansione cablata al PC tramite un cavetto micro USB.
Prima di caricare il programma su Wemos, dobbiamo installare sul sistema di sviluppo IDE, una libreria indispensabile per la
gestione del convertitore ADS1115. Per far questo utilizzate il men¨ "Stetch-#include libreria-aggiungi libreria da file zip..." e
indichiamo la cartella dove abbiamo scaricato il file della libreria che potete scaricare da questo link.


Ora carichiamo sulla scheda Wemos il software per il Tension on air Capacitor che potete scaricare da questo link.
Sconpattate il file .zip compresa la directory che ha lo stesso nome e dal men¨ File-apri selezionate il file
Tension_capacitor_Wifi.ino poi date invio sulla freccia della seconda riga per caricare il programma sulla scheda. Ora dovete
modificare nel sorgente, il codice di autenticazione ricevuto, poi il nome della vostra connessione WIFI e la sua Password,
scorrendo nel listato e cercando queste righe:

char auth[] = "12587674f4344bc290fb446c........."; // inserisci il codice ottenuto

// Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "
NET....."; // inserisci la tua rete
char pass[] = "
fuzzy........"; // inserisci la password tua rete
 

/*
 * Pi Gian Domenico Marchi
 * 15.01.2018
 * rilevazione tensione su un condensatore di 22000microFarad
 * utilizzo studi presismici
 *//*************************************************************
  Download latest Blynk library here:
    https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases/latest

  Blynk is a platform with iOS and Android apps to control
  Arduino, Raspberry Pi and the likes over the Internet.
  You can easily build graphic interfaces for all your
  projects by simply dragging and dropping widgets.

    Downloads, docs, tutorials: http://www.blynk.cc
    Sketch generator:           http://examples.blynk.cc
    Blynk community:            http://community.blynk.cc
    Follow us:                  http://www.fb.com/blynkapp
                                http://twitter.com/blynk_app

  Blynk library is licensed under MIT license
  This example code is in public domain.

 *************************************************************
  This example runs directly on ESP8266 chip.

  Note: This requires ESP8266 support package:
    https://github.com/esp8266/Arduino

  Please be sure to select the right ESP8266 module
  in the Tools -> Board menu!

  Change WiFi ssid, pass, and Blynk auth token to run :)
  Feel free to apply it to any other example. It's simple!
 *************************************************************/

/* Comment this out to disable prints and save space */
#define BLYNK_PRINT Serial
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#include <SimpleTimer.h>  // per calcolo attesa ciclo ripetitivo
#include <Wire.h>  // protocollo serial IC2
#include <Adafruit_ADS1015.h>  // library for control ADS115 sensor of tension

Adafruit_ADS1115 ads;  //Inizializzazione di ADS1115
const float multiplier = 0.1875F;  // The sensitive of ADS115 of default and this is e factory of multiplication
float media = 0;  // for calculate the media of tension

// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "12587674f4344bc290fb446c........";

// Your WiFi credentials.
// Set password to "" for open networks.
char ssid[] = "NET.....";
char pass[] = "fuzzy........";

SimpleTimer timer; // definiamo un oggetto timer di tipo SimpleTimer

void setup()
{
  // Debug console
  pinMode(D10, OUTPUT); //inizialize digital pin D10 for contact of Capacitor
  Serial.begin(115200);

  Blynk.begin(auth, ssid, pass);  // connessione a Wifi e Blynk
  timer.setInterval(900000L, inviaMisura); //ogni 15 sec invia misura
  ads.begin();
}

 
void inviaMisura() 
{
  digitalWrite(D10, HIGH);  //
  for (int A = 0; A < 1001; A++) // ritardo 1 secondo per evitare rimbalzi con rel├Ę
 {
  delay(1);
 }
  int16_t results1 = ads.readADC_Differential_0_1(); 
  media = results1;
  for (int A = 0; A < 1001; A++) // ritardo 1 secondo
 {
  delay(1);
 }
  int16_t results2 = ads.readADC_Differential_0_1();
  media = media + results2;
  for (int A = 0; A < 1001; A++) // ritardo 1 secondo
 {
  delay(1);
 }
  int16_t results3 = ads.readADC_Differential_0_1();
  media = media + results3;
   for (int A = 0; A < 1001; A++) // ritardo 1 secondo
 {
  delay(1);
 }
  int16_t results4 = ads.readADC_Differential_0_1();
  media = media + results4;
  media = media / 4;
  media = media * multiplier;
  //Serial.print("Diferencial: ");
  //Serial.print(results);
  //Serial.print(" ");
  Serial.println(media); //Serial.println("mV")
  Blynk.virtualWrite(V1, media); // invia al pin virtuale Blink 1 il valore a 4 cifre dopo la virgola
  Blynk.virtualWrite(V0, media); // invia al pin virtuale Blink 2 il valore a 4 cifre dopo la virgola
  digitalWrite(D10, LOW); // by making the voltage LOW

}
void loop()
{
  Blynk.run();  // esegue Blynk
  timer.run(); // esegue il timer
}
 

Il programma esegue 4 letture ad intervalli di un secondo, esegue la media letta e invia al server Blynk il valore sul pin virtuale V1. Al fine di evitare una variazione di scarica sul condensatore, in quanto l'ingresso del convertitore ADS1115 ha comunque una resistenza non infinita, si Ŕ scelto di ripetere le letture solo dopo 15 minuti. Di seguito un grafico settimanale.

A questo punto serve programmare l'applicativo creato con Blynk per visualizzare i dati inviati sul pin virtuale V1, la vostra
fantasia vi aiuterÓ, io ho realizzato questo tipo di visualizzazione: un riquadro dove appare l'ultimo valore letto e sotto un grafico.


Una volta scaricato l'App Blynk sul cellulare, creato il nostro Account, creato un nuovo progetto impostando il nome, la scheda usata e il tipo di connessione, riceverete il codice di autenticazione Blynk premendo sul pulsante Create.


 

Dopo aver dato OK vi apparirÓ la schermata vuota dove potrete posizionare i vari dispositivi del vostro progetto.

Premendo sulla scrivania vuota o facendola scorrere di lato, vi appariranno i vari Widget Box. Sulla prima riga il programma
vi indica quanti crediti avete e col tasto +Add potete acquistarne altri in caso di esaurimento. Ogni Widget Box che selezionate
ha un credito che viene sottratto dal vostro conto iniziale e i crediti dei Widget scelti ma poi deletati o non usati saranno persi.
Con i crediti iniziali si riesce a realizzare uno o due progetti, con una spesa di dieci euro vengono accreditati 20000 crediti.
Ogni Widget selezionato va posizionato a piacere e configurato associandolo a un Virtual Pin che la scheda invia a Blynk o
viceversa, sotto alcuni esempi di Widget Box disponibili.

Iniziamo col selezionare il Widget "Value Display", che si trova facendo scorrere in alto la prima schermata di Widget, eccolo sulla schermata di configurazione, possiamo trascinarlo dove pi¨ ci piace, e se lo selezioniamo entriamo nella modalitÓ di configurazione. Dalla nuova schermata possiamo assegnare un'etichetta con un colore appropriato, il Virtual Pin V1 e
un tempo di aggiornamento di 1 minuto.

Ora configuriamo un grafico selezionando il Widget Box "Super Chart Settings". Dopo averlo selezionato e posizionato, lo
selezioniamo per la configurazione, al posto della scritta SuperChart scriviamo "millivolt time local (anno mese UTC+1) con un
font piccolo. Passiamo ad associare i dati da graficare nel nostro caso V1 e andiamo quindi nella sezione Datastreams e al posto
della scritta Name scriviamo "tension on air capacitor 22000 microFarad station ......", a destra troviamo un pulsante con dei
potenziometri che ci servirÓ per la configurazione dei dati. Entriamo quindi nella configurazione e in alto troviamo la possibilitÓ
di selezionare il tipo di visualizzazione grafica, quindi scegliamo la grafica a sinistra, poi selezioniamo il Pin Virtual V1.

Tornando alla schermata iniziale siamo pronti per vedere crescere i dati in arrivo, dopo aver premuto il triangolino in alto a destra
per passare in modalitÓ Online.
Il riquadro con la freccia permette di ingrandire il grafico in orizzontale, possiamo selezionare i dati in modalitÓ Live, 1h, 6h,
1d,1w,1m, 3m.
Selezionando i 3 pallini del men¨ in basso allo schermo Ŕ possibile ricevere via E-Mail lo storico di tutti i dati presenti sul server
di Blynk nel formato CSV ed eventualmente azzerare l'archivio ed iniziare una nuova registrazione.
Sulla finestra principale troviamo diversi simboli, a sinistra in alto un riquadro con una freccia ci permette di scorrere tutti i nostri
progetti, il quadratino pi¨ centrale a destra con dei righini ci visualizza lo stato del nostro progetto, se Online, quello a destra
serve per passare dalla modalitÓ Online a quella Off per eseguire modifiche al progetto, e alla sua pressione ne compariranno tre
nuovi, il triangolo per ritornare Online, il cerchietto col + per inserire nuovi Widget. Il tasto bullone permette di modificare parecchie cose sul nostro progetto, le principali sono: rinominare il progetto, per condividere il progetto, per modificare la scheda
di acquisizione, per farsi rispedire il codice di autorizzazione e per clonare il nostro progetto.
In merito alla condivisione del progetto, ricordo che fino a 25 condivisioni non vi Ŕ alcun abbonamento da pagare oltre viene
considerato un utilizzo professionale e serve abbonarsi. La visibilitÓ dei dati per chi condivide Ŕ condizionata dal fatto che chi
condivide sia nello stato Online diversamente non si ricevono dati.

Per attivare la condivisone serve, dalla pagina principale del progetto, premere il quadratino a destra per andare nel men¨ delle
modifiche, premere poi il tasto bullone. Ora Ŕ possibile condividere il nostro progetto con gli amici, ci costerÓ 1000 crediti, basta spostare la leva di SHARED ACCESS da OFF a ON, e se ci sono crediti possiamo generare il link che consiste in un codice QR che servirÓ ai nostri amici per ricreare sul loro Smartphone il nostro progetto. Chi lo riceve dovrÓ semplicemente scaricare l'App
Blynk e dopo aver premuto il simbolo in basso del QR, nella schermata iniziale, si potrÓ, inquadrando il codice QR ricevuto,
duplicare il progetto senza alcuna registrazione e configurazione.

 

Ora non mi resta che darvi alcuni consigli su questo fantastico strumento di misura che spero servirÓ per dare indicazioni
utili alla previsione sismica.
Ricordatevi di posizionare il condensatore all'esterno dell'abitazione e protetto dagli agenti atmosferici.
Posizionato correttamente, dovreste vedere il ripetersi di sinusoidi per ogni giorno, effetto dovuto all'irraggiamento solare, con
variazioni tra il picco massimo e minimo di almeno 6-10 milliVolt, esattamente l'inverso rispetto al Vonair, in quanto con questo
strumento misuriamo in forma diretta la variazione del campo ionico.
Quando la curva superiore risulta appiattita, diciamo che Ŕ avvenuta una inversione, entro qualche giorno di norma avviene un
sisma nel raggio di 300 Km a condizione che le faglie siano mature.
Se la curva si alza siamo in presenza di incremento di cariche, diversamente, con la discesa l'accumulo ionico decresce.
Questo secondo progetto di misura della tensione, conferma che la ricerca intrapresa Ŕ scientificamente provata e attendibile, in
quanto con metodi totalmente diversi si addiviene allo stesso risultato, confermando che si Ŕ in presenza di un parametro fisico
ben certo e attendibile, non influenzabile da fattori umani o strumentali
.

Non mi resta che augurarvi buona sperimentazione e se avete qualche problema nella realizzazione e gestione sono disponibile
a darvi una mano.

Vi ricordo il link per vedere il miei Capacitor,  Vonair e quello di un amico di Caltanissetta:
http://www.faenzashiatsu.it/Fisica/Vonair/Station_Faenza_Capacitor_1.jpg
http://www.faenzashiatsu.it/Fisica/Vonair/Station_Scorze_capacitor_2.jpg
http://www.faenzashiatsu.it/Fisica/Vonair/Station_Faenza_AirView_1.jpg
http://www.faenzashiatsu.it/Fisica/Vonair/Station_Faenza_AirView_2.jpg
http://www.elektrosoft.it/sismologia.asp

 

Per contatti: