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Progetti e Tutorial realizzati con Arduino

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Finalmente una nuova lezione 🙂

Inserisco una lezione sull'uso dei display a 7 segmenti che recentemente ho realizzato con una mia classe 5′, lo scopo è quello di comprendere meglio l'uso dei cicli e il conteggio ed incominciare a capire come creare le librerie.

Mi limiterò ad utilizzare un solo display è questo verrà utilizzato per contare da 0 a 9, dopo di che verrà utilizzato per visualizzare in sequenza solo i numeri pari e poi solo numeri dispari e poi cicli alternati di conteggi pari e dispari, ritengo un buon modo per allenarsi con condizioni e cicli.

Per ultimo illustrerò creare rapidamente una libreria da includere nel proprio codice.

Utilizzerò per questa lezione un display a 7 segmenti a catodo comune e la scelta non è dettata da motivi tecnici ma semplicemente perché nel magazzino della scuola ne abbiamo una scorta notevole 🙂

Innanzitutto vediamo di capire cosa è e come funziona un display a 7 segmenti.

Un display a 7 segmenti è tra i display più usati è realizzato da 7 segmenti ed ciascuno di essi è costituito da uno o più led disposti in modo da ottenere la disposizione indicata nelle figura che segue:

Il dispositivo è detto dual in line. I sette ingressi sono nominati con lelettere dell'alfabeto: a, b, c, d, e, f, g inoltre disponiamo di un'ilteriore ingresso nominato DP (Decimal Point).

Un display viene detto a catodo comune se i 7 catodi dei LED sono connessi insieme e i rispettivi anodi sono disponibili così come rappresentato nella figura che segue:

Un display viene detto ad anodo comune se i 7 anodi dei LED sono connessi insieme e i rispettivi catodi sono disponibili così come rappresentato nella figura che segue:

Per poter illuminare un segmento del display è necessario che il corrispondente LED venga attraversato da corrente, ovvero l'anodo deve risultare positivo rispetto al catodo. Ovviamente per limitare la quantità di corrente che attraversa ogni LED ad un valore tra i 10 e i 20 mA è indispensabile inserire una resistenza di limitazione.

Nel caso del display che dispongo, HDSP 5503, si ha per ogni singolo LED:

Inoltre sappiamo che la tensione di alimentazione è di 5V

Possiamo calcolare la resistenza da insierire in serie ad ogni LED:

Anche in questo caso non me ne vorrete se utilizzo una resistenza di valore un po' più elevato, da [pmath size=12]180 Omega[/pmath] semplicemente perché ne dispongo di un gran numero, avrò una luminosità leggermente inferiore e sicuramente il display mi durerà un po' di più.
Collegamento del display Collegamento reale Schetch Funzionamento
La parte iniziale dello sketch definisce le variabile che utilizzeremo per poter accendere il corrispondente LED del display, come indicato nel codice le lettere rappresentano il segmento del display, i numeri i pin digitali di Arduino. Per evitare errori di collegamento ho preferito una corrispondenza di numero tra pin Arduino e pin display.

Nel setup vengono definiamo di outuput tutti i piedini utilizzati per accendere i vari segmenti:

Il loop è costituito da un ciclo for che incrementa la variabile i di 1 unità alla volta (infatti abbiamo i++)

Ad ogni ciclo viene chiamata la funzione:

che ha un unico parametro intero i, assegnato ad ogni ciclo dal for all'interno del loop.

La funzione LedAcceso(i) è costituita da uno switch che in funzione del valore n passato (ricordate che n è un intero che viene passato tramite il for incluso nel loop), non appena vi è la corrispondenza con uno dei case dello switch, vengono posti ad HIGH o a LOW i corrispondente segmenti del display, il break consente di uscire dallo switch e dalla funzione, il controllo ritorna al loop in cui troviamo un interruzione del loop di 1 secondo, ciò consente di mantenere accesi i led del display per 1 secondo. Il ciclo for nel loop prosegue fino a quando è vera la condizione i<10, quando la condizione non è più vera il ciclo incomincia nuovamente da 0.

Come secondo esercizio proviamo ora a realizzare uno sketch in grado di contare per due, quindi visualizzeremo sul display solamente i numeri 0, 2, 4, 6, 8. Ovviamente il modo più banale per risolvere il problema potrebbe essere quello di eliminare o commentare i corrispondenti case all'interno della funzione LedAcceso(). Operare in questo modo però non è ottimale, perché potrei avere la necessità, come accadrà più avanti, di visualizzare solamente i numeri dispari, oppure alternare conteggi di numeri pari e numeri dispari, quindi megli operare all'interno del loop.

Utilizziamo anche in questo caso un ciclo for per effettuare il conteggio da 0 a 9 e per, nel caso in cui il valore della variabile i corrisponde ad un numero pari, allora visualizzaimo su display il numero.

Vi ricordo che un numero è pari se il resto della divisione per 2 è uguale a 0, quindi solo quando il resto è 0 visualizziamo il numero sul display.

Questo lo sketch:

In maniera più elegante possiamo effettuare il controllo se il numero è pari o dispari utilizzando la funzione modulo indicata con il simbolo % che consente di restituire il resto della divisione tra due numeri, in questo modo il codice all'interno del loop diventa più breve:

Nel caso in cui si desideri visualizzare solamente i numeri dispari, sarà sufficiente controllare quando il resto della divisione NON è uguale a zero, pertanto lo schetch diventa il seguente:

Realizziamo ora uno sketch che permette di visualizzare prima un ciclo di numeri pari e poi un ciclo di numeri dispari, in questo caso sarà sufficiente accodare due cicli for all'interno del loop, il primo che realizza il conteggio dei numeri pari ed il secondo che realizza il conteggio dei numeri dispari, vediamo come:

Poiché la modalità con cui viene controllato il display a 7 segmenti è sempre la stesso potrebbe essere opportuno definire una libreria generica a cui riferirsi quando vogliamo usare un display come quello impiegato in questa lezione, vediamo come.
Utilizziamo come sketch principale il conteggio alternato pari dispari appena realizzato.
Bisogna che la funzione AccendiLed() diventi la libreria da includere nello sketch precedente.

Create nella cartella libraries di arduino la cartella "AccendiLed":

ora con il vostro editor di testi preferito create il file AccendiLed.cpp in cui andremo ad inserire la funzione AccendiLed() presente nello sketch precedente, salvate questo file nella cartella appena creata libraries -> AccendiLed

Nella libreria adesso vi saranno i due file .cpp e .h

Il file AccendiLed.cpp contiene il codice per il controllo del display ma anche le seguenti due linee di codice:

La riga #include "Arduino.h" è necessaria per far si che la libreria che stiamo creando possa utilizzare il set di istruzioni di Arduino (funzioni e costanti). Senza queste due righe il compilatore restituirebbe errore per tutte le funzioni di Arduino che vengono utilizzate nel nostro sketch.

La riga #include "AccendiLed.h" contiene la definizione delle funzioni, in altro modo detti i prototipi delle funzioni.

Quando uno sketch viene compilato, vengono creati automaticamente tutti i prototipi per le funzioni utilizzate nello sketch, ma non i prototipi del codice delle librerie, quindi se costruiamo una libreria è necessario creare un header con questi prototipi.
Questo è l'header file che viene aggiunto all'inizio di uno sketch quando si importa una libreria dall'IDE.

Bisogna ora creare l'header file AccendiLed.h e salvarlo sempre in libraries -> AccendiLed

Tenete in conto che che l'IDE di Arduino aggiorna l'elenco delle librerie disponibili solo quando si riavvia l'IDE, quindi una volta creata la libreria chiudete e riavviate l'IDE.

Il codice dello sketch che visualizza la sequenza pari e dispari diventa:

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Tester per condensatori

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Nelle guide precedenti si sono create le basi per utilizzare diversi tipi di componenti elettronici, come a esempio i led, sensori di vario genere e potenziometri. Abbiamo anche visto alcuni accenni sull'Internet Of Things, oltre ad altri svariati argomenti. Ora è giunto il momento di parlare di un altro componente molto importante in elettronica: il condensatore. In particolare vedremo come costruire passo a passo un misuratore di amperaggio per condensatori.

Prima di parlare del funzionamento del tester per condensatori è bene però spendere due parole sul funzionamento del componente stesso. Il condensatore, come molti di voi sapranno, è uno dei componenti elettronici più utilizzati in assoluto, infatti è presente sulla maggior parte delle schede elettroniche in commercio e di conseguenza è parte integrante degli oggetti che utilizziamo tutti i giorni. Lo scopo di questo componente è quello di accumulare energia in un campo elettrostatico, inoltre è in grado di mantenere la carica e l'energia, capacità che lo hanno reso molto popolare, anche grazie alle versatilità dei condensatori nella teoria dei circuiti questi vengono considerati dei componenti ideali.

Sono disponibili diversi tipi di condensatori, che differiscono nei materiali e nelle caratteristiche generali, alcuni sono:

Condensatori ceramici

Condensatori ceramici SMD

Condensatori con dielettrico di carta

Condensatori con dielettrico di vetro

Condensatori elettrolitici ad alluminio

Condensatori elettrolitici al tantalio

Ne esistono ancora altri di natura diversa ma quelli elencati sono tra quelli maggiormente utilizzati. Il tester che descriveremo permetterà di misurare la maggior parte dei condensatori in commercio in maniera semplice ed efficace visualizzando direttamente a monitor l'amperaggio del componente. Il tester è molto utile nei casi un cui bisogna misurare molti condensatori e risulta essere molto più comodo di un multimetro nella misurazione del suddetto componente (senza nulla togliere a questo fantastico strumento). Ma veniamo al dunque, come funziona esattamente un tester per condensatori? La risposta è molto più semplice di quello che si potrebbe immaginare: basta sfruttare la costante di tempo del condensatore, in pratica è sufficiente far misurare ad Arduino il tempo necessario al condensatore per arrivare al 63,2% della sua carica massima. In parole povere un condensatore dalla capacità elettrica più grande rispetto ad un altro richiede più tempo per venire misurato quindi ne deriva che una volta misurato il tempo si può facilmente risalire all'effettivo amperaggio. Il tempo viene misurato in millisecondi e darà una risposta a monitor in microFarads o in nanoFarads (in base alla misura utilizzata dal condensatore che verrà testato). Adesso che si conosce il principio alla base di questo tester possiamo passare al montaggio dei componenti necessari.

Assemblare il circuito

La costruzione di questo tester può essere considerata "low-cost" e può variare da pochissimi euro a qualche decina di euro, questo in base alla qualità del materiale che si deciderà di utilizzare, alla provenienza (per esempio utilizzando un clone arduino e comprando tutto direttamente dalla Cina la spesa può aggirarsi sui 5/7 euro), e soprattutto al tipo di Arduino che si utilizzerà. In questo progetto viene utilizzato un Arduino UNO, ma va bene un Arduino qualsiasi, dato che verranno utilizzate solamente una uscita analogica e due uscite digitali. Optare per un Arduino Nano è sicuramente la soluzione più economica e anche quella di minor ingombro (soprattutto in combinazione con una Mini-Breadboard), permettendo così di avere un tester per condensatori molto più pratico, portatile e miniaturizzato.

Lista dei componenti necessari:

Arduino a scelta (UNO, Nano, cloni, ecc.)

Breadboard (o Mini-Breadboard)

Resistenza da 10k ohm

Resistenza da 220 ohm

Cavetti jumper (ma vanno bene anche dei normali cavetti elettrici)

Morsetti a coccodrillo (opzionali, ma consigliati in quanto rendono molto più agevole la fase di test de componenti)

Una volta recuperati tutti i componenti elettronici è sufficiente collegare Arduino alla Breadboard seguendo il seguente schema:

I collegamenti sono così concepiti:

GND

va collegato ad uno dei due poli negativi della breadboard

A0

va collegato ai due pin delle resistenze adiacenti

11

va collegato all'estremità della resistenza da 220 ohm

13

va collegato all'estremità della resistenza da 10k ohm

Bisogna poi collegare le due estremità negative della breadboard (il cavetto nero in basso) e infine basta collegare il condensatore dal lato positivo ai due pin delle resistenze adiacenti, mentre il lato negativo va collegato all'altro polo negativo della breadboard (quello blu contrassegnato con il segno "-"). In realtà la resistenza da 220 ohm non è strettamente necessaria, è comunque consigliabile inserirla nel circuito in quanto velocizza il processo di scarica del condensatore. Prima di utilizzare il tester è importante essere certi di aver inserito condensatore nel verso giusto (negativo con negativo) e non al contrario. La parte hardware è quindi terminata e non occorrono ulteriori passaggi, si può quindi passare alla parte software senza ulteriori indugi.

Parte software

Non resta quindi che occuparsi del codice, che come detto sopra non dovrà far altro che caricare e scaricare il condensatore, misurandone nel frattempo la risposta in millisecondi nonché fornendo come risposta l'amperaggio effettivo del componente misurato (espresso in microFardas o nanoFarads). Questo semplice progetto non richiede librerie esterne di alcun tipo, basterà semplicemente creare il classico file .ino e copia/incollare al suo interno il seguente codice:

 //Inizializza i pin int analog Pin = 0; int chargePin = 13; int dischargePin = 11; // Inizializza il condensatore int resistorValue = 10000; // Inizializza il timer unsigned long startTime; unsigned long elapsedTime; // Inizializza le variabili del condensatore float microFarads; float nanoFarads; void setup() { pinMode(chargePin, OUTPUT); digitalWrite(chargePin, LOW); Serial.begin(9600); } void loop() { digitalWrite(chargePin, HIGH); // Comincia il ciclo di carica del condensatore startTime = millis(); // Comincia il TIMER while(analogRead(analogPin) < 648) { // resta in attesa finchè il condensatore raggiunge 63.2% del voltaggio complessivo } elapsedTime= millis() - startTime; // determina quanto tempo è stato impiegato per caricare il condensatore microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000; Serial.print(elapsedTime); Serial.print(" mS "); if (microFarads > 1) { Serial.print((long)microFarads); Serial.println(" microFarads"); } else { nanoFarads = microFarads * 1000.0; Serial.print((long)nanoFarads); Serial.println(" nanoFarads"); delay(500); } digitalWrite(chargePin, LOW); // ferma la carica del condensatore pinMode(dischargePin, OUTPUT); digitalWrite(dischargePin, LOW); // lascia che il condensatore si scarichi while(analogRead(analogPin) > 0) { // resta in attesa finchè il condensatore è completamente scarico } pinMode(dischargePin, INPUT); // non permette al condensatore di scaricarsi } terminale da replicare a testo

Questo codice è commentato e di semplice comprensione, soprattutto dopo che se ne conosce il funzionamento, come nel nostro caso. Una volta caricato il codice su Arduino basta premere la combinazione di tasti Ctrl+Shift+M per far apparire il monitor seriale in cui si potranno consultare le informazioni sullo stato del componente. Potete raggiungere il "monitor" anche seguendo il seguente percorso: Strumenti-Monitor Seriale. Ricordo che il delay può variare molto quindi per condensatori molto grandi il tempo di risposta potrebbe essere anche di alcuni secondi, a esempio un condensatore da 1000uf, a pieno carico, impiega esattamente 10 secondi (10000 millisecondi) prima di restituire a monitor la misurazione richiesta.

Se tutto è andato a buon fine dovreste visualizzare un risultato simile a questo:

Infine se desiderate ottimizzare il circuito rendendolo più comodo è consigliabile collegare due cavetti jumper al posto del negativo e del positivo del condensatore e a questi due morsetti, come è possibile vedere nella foto sottostante:

Una volta ultimato il circuito sarà possibile effettuare misurazioni precise e veloci. Ricordate di cestinare i condensatori che non rispettino l'amperaggio di +/- 10% (a esempio un condensatore da 1000 uf può essere considerato valido se la misurazione è nel range 900/1100 uf).

E' tutto, avete appreso le basi sul funzionamento di un tester per condensatori. Nelle prossime lezioni vedremo come costruire altri tester e altri dispositivi di vario genere sempre legati al mondo dei microcontrollori e dell'elettronica in generale.

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Arduino: Costruire un tester per condensatori | HTML.it

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Nelle guide precedenti si sono create le basi per utilizzare diversi tipi di componenti elettronici, come a esempio i led, sensori di vario genere e potenziometri. Abbiamo anche visto alcuni accenni sull'Internet Of Things, oltre ad altri svariati argomenti. Ora è giunto il momento di parlare di un altro componente molto importante in elettronica: il condensatore .

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Allarme laser

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Questa lezione ruota ancora intorno al buzzer tuttavia, al contrario della precedente lezione, qui sarà utilizzato qualcosa di un po' più potente ovvero una sirena per allarme, inoltre, questa volta, sarà realizzato un progetto vero e proprio che potrà essere utilizzato nella vita di tutti i giorni, per proteggere case, uffici e capannoni. Vedremo infatti come costruire un vero allarme a laser con Arduino. Per la realizzazione del circuito verrà sfruttato un semplice ed economico puntatore laser da 650nm (nanometri) mod. KY-008 puntato contro una fotoresistenza appositamente predisposta sulla breadboard che fungerà da rilevatore di luce e farà scattare l'allarme in caso di intrusione.

Come funziona?

Il puntatore laser viene indirizzato contro la fotoresistenza. Questa sfrutta un fenomeno fisico chiamato effetto fotoconduttivo che, in parole povere, modifica la conducibilità elettrica (dalla quale è possibile estrapolare il valore ohmico) della fotoresistenza in base alla luce che rileva: più luce viene rilevata più la conducibilità aumenta. Sfruttando questo principio è quindi possibile, tramite un semplice algoritmo (che non farà altro che rilevare la quantità la quantità di luce), rivelare se e quando il fascio del laser viene interrotto. Potremo quindi dedurre il passaggio di una persona (ma anche di un animale se posto in posizioni più basse) e di conseguenza far scattare una sirena. Per questo progetto sono stati aggiunti due led e un pulsante a quattro vie: i led servono per segnalare quando l'allarme è spento (led rosso) oppure se è acceso (led verde). Il pullsante serve, ovviamente, ad accendere e spegnere l'allarme. Opportuno segnalare che la portata massima di questo laser sia di venti metri, è quindi consigliabile attestarsi a distanze minori. Attenzione! I laser non sono giocattoli, anche se questo modello di laser non è particolarmente potente, è altamente consigliabile utilizzare occhiali di protezione che potete trovare in vendita su internet tramite la semplice ricerca "occhiali laser". Non bisogna assolutamente puntare il laser negli occhi perché è possibile danneggiarne la retina quindi è necessario prendere tutte le precauzioni del caso! Ora che si sono gettate le basi sul funzionamento dell'allarme è il momento di passare oltre.

Assemblare il circuito

Il costo di questo allarme è di pochi euro e i collegamenti sono abbastanza semplici, anche per chi fosse ancora alle prime armi, il progetto è pertanto alla portata di tutti. Qualora lo si voglia utilizzare in un contesto reale, per essere funzionale, bisognerà utilizzare qualcosa di più saldo di una breadboard, nonché saldare i componenti su un vero circuito, altrimenti basterà un semplice "strappo" per disattivare l'intero allarme. Per ora, comunque, è bene concentrarsi sui collegamenti e sui componenti necessari alla realizzazione.

Lista dei componenti necessari:

Arduino a scelta (UNO, Nano, cloni, ecc.)

Breadboard

1 Resistenza da 10k ohm

3 Resistenze da 220 ohm

1 Led Rosso

1 Led Verde

Fotoresistenza

Pulsante a 4 vie

Puntatore Laser KY-008

Cavetti Jumper (ma vanno bene anche dei normali cavetti elettrici)

Una volta recuperati tutti i componenti elettronici basta collegare Arduino alla breadboard seguendo il seguente schema: Due piccole note sullo schema: La linea rossa disegnata sullo sketch, che parte dal laser e arriva sino alla fotoresistenza, rappresenta il fascio luminoso del laser. Il buzzer utilizzato nello sketch è in realtà una vera sirena per allarmi (come si vede nella foto sottostante).

I collegamenti sono concepiti come in tabella:

A integrazione di quanto in tabella il polo negativo della sirena va collegato con un polo negativo della breadboard, stessa cosa per i due poli del puntatore laser che andranno anch'essi collegati rispettivamente a un polo positivo e a uno negativo della breadboard. Occorre poi collegare le due estremità negative e positive della breadboard (il cavetto nero e quello rosso sulla breadboard che vanno da un lato a quello opposto). Successivamente si collegherà un polo positivo della breadboard a un polo della fotoresistenza (non fa differenza, potete scegliere un polo qualsiasi della fotoresistenza) e all'altro polo della resistenza andrà invece collegata una resistenza da 220 ohm. Quest'ultimo collegamento richiede una spiegazione più dettagliata poiché la semplice aggiunta di questa resistenza permette ad Arduino di creare un partitore di tensione: in pratica Arduino può misurare solamente le tensioni in ingresso collegate ai suoi pin analogici, sarebbe quindi impossibile utilizzare una fotoresistenza, ma con un piccolo trucco è invece possibile misurare il reale valore resistivo attraverso la misura di una tensione. Basta infatti utilizzare una resistenza qualsiasi, a patto che se ne conosca il valore, e collegarla all'altro polo della resistenza e a un polo negativo della breadboard (oppure a direttamente a GND su Arduino), ottenendo cosi un partitore di tensione che permetterà ad Arduino di leggere la carica luminosa misurata dalla fotoresistenza. Dopodiché bisogna inserire due resistenze da 220 ohm tra due poli negativi della breadboard e quelli, anch'essi negativi, dei due led. Il pulsante va collegato a un polo positivo della breadboard, e su un altro polo si collega una resistenza da 10k ohm. Non rimane che collegare il polo negativo della sirena ad un polo negativo della breadboard e il gioco è fatto.
Parte Software
 // Si definiscono tutte le costanti const int ledrosso = 9; const int ledverde = 8; const int bottone = 5; const int fasciolaser = 1; int power=0; // l'allarme parte in stato di "power off" int val=0; int controlloluce; void setup() { pinMode(ledverde, OUTPUT); // si inizializza l'uscita del led verde. pinMode(ledrosso, OUTPUT); // si inizializza l'uscita del led rosso. pinMode(bottone, INPUT); // si inizializza lingresso in'entrata del bottone pinMode(fasciolaser, OUTPUT); // si inizializza l'uscita del laser pinMode(A5,INPUT); // si inizializza l'uscita analogica n. 5 } void loop() { val = digitalRead(bottone); // lettura dello stato del segnale delay(5); if (val == HIGH) { // si salva il valore del bottone in memoria power = 1 - power; } if (power == HIGH) { // premendo il bottone il sistema viene acceso digitalWrite(ledrosso, LOW); digitalWrite(ledverde, HIGH); digitalWrite(fasciolaser, 1); controlloluce = analogRead(A5); if (controlloluce<100) { // se il raggio del laser viene interrotto tone(3, 500); // viene azionata la sirena } } else { // premendo il bottone si accende il led rosso noTone(3); // e si spegne l'allarme digitalWrite(ledverde, LOW); digitalWrite(ledrosso, HIGH); digitalWrite(fasciolaser, 0); } }

Nella prima parte si definiscono le costanti dell'allarme (i led, il tasto, il laser, lo stato di accensione/spegnimento ed il controllo della quantità di luce), dopodiché comincia il semplice loop, prima di tutto esegue un controllo sullo stato di spegnimento/accensione dell'allarme. Viene letto lo stato del pulsante, se è stato premuto inizializza il sistema accendendo l'allarme, altrimenti rimane in attesa del click mantenendo l'allarme spento. Viene poi salvato lo stato in memoria. Se il sistema è acceso Arduino passa alla fase successiva del codice che è quella in cui legge l'intensità della luce e trasmette i risultati alla board, se la luce scende sotto un range d'intensità prestabilito scatta la sirena. Quando viene testato il circuito è consigliabile non utilizzare la porta usb del computer in quanto si rischia un calo di tensione. Un normale alimentatore da smartphone o tablet dovrebbe andar bene.

Nelle prossime lezioni vedremo come ampliare le funzioni e migliorare le caratteristiche di questo sistema di allarme.

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Questa lezione ruota ancora intorno al buzzer tuttavia, al contrario della precedente lezione, qui sarà utilizzato qualcosa di un po' più potente ovvero una sirena per allarme, inoltre, questa volta, sarà realizzato un progetto vero e proprio che potrà essere utilizzato nella vita di tutti i giorni, per proteggere case, uffici e capannoni.

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Progetti e Tutorial realizzati con Arduino

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
PHP ed FTP. Una breve guida completa per imparare a gestire il protocollo FTP (File Transfer Protocol) concepito per il trasferimento di contenuti tra terminali remoti. La trattazione parte dall'organizzazione in locale di un sito Web remoto statico, per poi descrivere le principali funzioni offerte dal linguaggio PHP per l'upload da utilizzare nelle nostre applicazioni.

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Arduino: guida completa alla programmazione | HTML.it

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PHP ed FTP. Una breve guida completa per imparare a gestire il protocollo FTP (File Transfer Protocol) concepito per il trasferimento di contenuti tra terminali remoti. La trattazione parte dall'organizzazione in locale di un sito Web remoto statico, per poi descrivere le principali funzioni offerte dal linguaggio PHP per l'upload da utilizzare nelle nostre applicazioni.

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Disegna i programmi

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http://home.roboticlab.eu/en/programming/algorithms

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https://www.informaticapertutti.com/che-cose-un-algoritmo-in-generale-e-in-informatica/

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Diodo RGB colora e lampeggia

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Pilotare un servo

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Collegamento RGB

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Collegamento RGB

# data[].attributes.body
PILOTARE UN SERVO

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Mauro Alfieri Elettronica Domotica Robotica

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In questo weekend mi sono giunte alcune richieste di informazioni in merito a come pilotare dei servo motori ad uso modellistico con Arduino.

Sono contento delle richieste e spero che arivino sempre più numerose perchè sono di aiuto non solo per chi formula le richeste ma per tutti gli appassionati di questo fantastico sistema.
Un altro motivo per cui nasce questo tutorial è legato al motivo per cui anche io mi sono avvicinato a questa piattaforma: i servo, ne possedevo alcuni da una fervida attività aeromodellistica in età adolescenziale e avrei sempre voluto riutilizzarli in qualche progetto, ma la difficoltà maggiore è sempre stata realizzare circuiti che potessero essere abbastanza versatili da non concludere la loro utilità in un singolo progetto.
Oggi posso dire che qello che cercavo era Arduino e per fortuna Massimo Banzi l'ha creato per tutti noi.
Passiamo al tutorial
Se vuoi pilotare dei servo prima di tutto devi sapere che la complessità dell'opera nasce dalla necessità di utilizzare un duty-cycle per impartire comandi a questi meravigliosi oggetti in grado di trasformare la volontà elettronica in movimento. Arduino dispone, secondo i modelli, di uscite PWM ossia pin digitali in grado di generare un duty-cycle utilizzabile per far muovere un servo, puoi trovare una panoramica sull'argomento in questo mio articolo.

Il modo più semplice per pilotare i servo è utilizzare una classe, che traduca angoli in segnali e ti eviti di dover impazzire con i duty-cycle e i calcoli dei tempi; la classe è la Servo descritta in modo egregio nella pagina uficiale presente sul sito.
Questa classe ti mette a disposizione alcuni metodi che semplificano di molto l'obiettivo:

attach(): permette di specificare su quale pin è connesso il nostro servo e legarlo all'oggetto Servo;
attached(): controlla che un oggetto di tipo Servo sia collegata ad un pin;
detach(): rimuove il collegamento tra l'oggetto Servo e il pin a cui era legata;
read(): legge la posizione angolare del nostro servo, restituisce l'ultimo valore passato con write();
write(): impartisce al servo l'angolo a cui posizionarsi, su servo a rotazione continua imposta la velocità di rotazione 0=velocità massima in un senso, 90=fermo, 180=velocià massima nella direzione inversa;
writeMicroseconds(): imposta la velocità di rotazione del servo, in un servo standard il valore va da 1000 a 2000, in un servo a rotazione continua si comporta allo stesso modo della write().

Ora dovresti avere le idee più chiare su cosa poter fare con questa classe, passiamo a realizzare uno sketch di esempio, immaginiamo di aver collegato il nostro servo come nella seguente figura:

il servo ha il positivo e il negativo collegati rispettivamente al +5v e Gnd di Arduino e il segnale al pin 9.

E' importante che tu tenga conto che la classe Servo può utilizzare 12 pin digitali di Arduino e non solo le uscite di tipo PWM, questo disabilita la funzione analogWrite() normalmente utilizzabile con le uscite PWM di Arduino, l'uso di questo comando l'ho descritto in questo articolo.

Il primo esempio è quello scritto da BARRAGAN e riportato sul sito arduino.cc:

// Sweep
// by BARRAGAN
// This example code is in the public domain.

#include <Servo.h>

Servo myservo;

int pos = 0;

void setup()
{
  myservo.attach(9);
}

void loop()
{
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 1)
  {
    myservo.write(pos);
    delay(15);
  }
  for(pos = 180; pos>=1; pos-=1)
  {
    myservo.write(pos);
    delay(15);
  }
}

Osservando riga per riga lo sketch Sweep, questo il nome dell'esempio, trovi:

linea 5: include la Libreria Servo.h quella contenete la classe di cui ho parlato sopra;
linea 7: crea l'oggetto di tipo Servo, myservo sarà l'oggetto su cui opererai;
linea 10: inizializza una variabile di tipo intero pos il cui valore sarà la posizione da impartire al servo;
linea 12: crea la funzione setup() in cui esegue i comandi di inizializzazione;
linea 14: ecco il primo metodo che hai visto in questo articolo: attach(), questo metodo lega l'oggetto myservo al pin a cui abbiamo collegato il nostro servo, in questo caso il pin 9;
linea 17: crea la funzione loop() utilizzata ciclicamente da Arduino;
linea 19: imposta un ciclo con valori che vanno da 0 a 180, sarano i gradi di spostamento del nostro servo;
linea 21: con il metodo write() passi all'oggetto myservo la posizione che deve raggiungere, essendo il ciclo impostato per crescere con valori compresi tra 0 e 180 il servo si sposterà gradualmente dalla sua posizione 0° alla posizione 180°;
linea 22: imposta un ritardo di 15 millesimi di secondo per ogni ciclo del for, rallenta la rotazione inviando al servo uno spostamento di un grado ogni 15 millesimi di secondo, impiegherai 2,7 secondi per compiere il movimento completo da 0° a 180° (180 x 15 = 2700/1000 = 2,7 sec);
linee 24-28: eseguono lo stesso pricipio appena esposto per il ciclo for da 0 a 180, ma in senso opposto ossia partendo da 180 e scalando fino a 0.

Questo primo esempio dovrebbe aveti chiarito un po di dubbi sul funzionamento della classe Servo e dei servo motori in generale, almeno per quello che riguarda Arduino.

Nei prossimi articoli ti mostrerò alcuni esempi più complessi o di uso differente della classe stessa.

Buon lavoro.

Prima di inserire un commento, per favore, leggi il regolamento

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Tutorial Arduino e i servo - Mauro Alfieri Elettronica Domotica Robotica Elettronica

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In questo weekend mi sono giunte alcune richieste di informazioni in merito a come pilotare dei servo motori ad uso modellistico con Arduino. Sono contento delle richieste e spero che arivino sempre più numerose perchè sono di aiuto non solo per chi formula le richeste ma per tutti gli appassionati di questo fantastico sistema.

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Mauro Alfieri Elettronica Domotica Robotica

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Mi sono accorto che nel precedente articolo sono partito spedito a scrivere di pin, modalità di utilizzo e comandi di INPUT ed OUTPUT, in realtà ho sottovalutato l'aspetto relativo alla conoscenza dei pin presenti su un Arduino e il relativo significato.
Innanzitutto va detto che ciascuna scheda Arduino possiede alcuni pin utilizzabili con segnali digitali, ed altri con segnali analogici, va anche detto che la distinzione non è così netta quando poi programmiamo e ti mostrerò il perchè nel corso di questo articolo, prima facciamo una panoramica:

Pin Digitali: da 0 a 13 ( quadrato rosso )Pin Analogici: da 0 a 5 ( quadrato giallo/arancio )

Pin PWM: 3,5,6,9,10,11 ( quadrato verde )

Pin Digitali: da 0 a 13 ( indicato dalla serigrafia )Pin Analogici: da 0 a 5 ( indicato dalla serigrafia a0-a5 )

Pin PWM: 3,5,6,9,10,11

Pin Digitali: da 0 a 13 ( indicato dalla serigrafia d0-d13)Pin Analogici: da 0 a 5 ( indicato dalla serigrafia a0-a5 )

Pin PWM: 3,5,6,9,10,11

Non sono certo tutti i modelli disponbili, che puoi trovare sul sito ufficiale, sono solo quelli che ho potuto vedere e sono sufficenti per chiarirci quali sono i Pin Digitali, i Pin Analogici e i Pin utilizzabili con segnali di tipo PWM ( Pulse Width Modulation ).

Quasi tutte le schede Arduino hanno 14 pin digitali: sono pin che puoi utilizzare sia in modo INPUT (ingresso), per acquisire il valore di un pulsante ad esempio o di un interruttore a leva, sia in modo OUTPUT (uscita) per inviare segnali logici ad una scheda aggiuntiva, ad un led, ecc...
Siccome si tratta di impulsi di tipo digitale il valore che puoi ricevere/inviare è il classico 0/1 o in linguaggio Arduino LOW/HIGH.
Concentrati prima sulla acquisizione rilevare un valore LOW ( 0 ) equivale a dire che sul pin che stai controllando è arrivato un segnale logico basso 0v, viceversa ricevere HIGH ( 1 ) equivale a dire che il pin ha ricevuto un segnale logico alto 5v.
Il ragionamento appena fatto è valido anche in caso di utilizzo dl pin come OUTPUT, ossia per inviare segnali: se invii LOW ( 0 ) invierai un segnale logico basso 0v, se invii HIGH invierai un segnale logico alto 5v.

Un po' di sintassi:

Per definire come utilizzeremo un dato pin puoi usare il seguente comando: pinMode(pin, modalità) dove pin indica il numero del pin che vogliamo settare con la modalità definita nel secondo parametro, modalità: INPUT o OUTPUT.
Per inviare un segnale al pin utilizza il comando: digitalWrite(pin,level) dove pin indica sempre il numero del pin a cui vogliamo inviare il segnale definito nel secondo parametro, level: LOW o HIGHT ( 0 o 1 ).

Per leggere un valore digitale, magari quello di un interruttore collegato a massa puoi utilizzare il comando pinMode con modalità INPUT, ed il comando digitalRead(pin) dove pin indica il numero del pin di cui vogliamo conoscere il valore.

Alcuni degli ingressi digitali presentano la sigla PWM, per la trattasione di cos'è un segnale PWM ti invito a leggere in internet spiegazioni molto più esaurienti di quella che potrei darti io, per me è molto chiara quella di Giovanni che trovo davvero un ottimo punto di partenza e non solo, ovviamente c'è anche la Wiki dedicata al PWM.
Ma vediamo cosa puoi farci, io ho sperimentato come pilotare dei servocomandi da modellismo oppure led con dissolvenza, scriverò presto degli articoli.
Il segnale PWM accetta come valori da 0 a 255, per ciascun valore varia il duty-cycle generato, ad esempio con il valore 0 otterrai un valore di duty-cycle dello 0% ossia sempre 0 in modo analogo a quello che avresti ottenuto utilizzando digitalWrite(pin,LOW).
Un po' di sintassi:

Ricorda sempre di settare la modalità del pin prima di eseguire l'invio dei comandi, in questo esempio ho utilizzato il pin 11 scrivendo: pinMode(11,OUTPUT) indico ad Arduino di utilizzarlo in modo OUTPUT ( come una uscita ); posso quindi inviare il mio segnale con duty-cycle al 50%: analogWrite(11,127), avrai notato che ho utilizzato analog Write anche se il pin 11 è un pin digitale, il motivo è che il tipo di segnale che desidero generare ha una variazione di valori da 0 a 255 e non solo 0 e 1, la funzione digitalWrite accetta come secondo parametro solo 0 e 1 oppure LOW e HIGH. Il valore 127 è esattamente a metà della mia scala ( 0 - 255 ) quindi il duty-cycle generato sarà del 50%.

Per comprendere meglio la questione duty-cycle ho preso l'immagine riportat sul sito Arduino contenete alcuni valori simbolo del duty-cycle in funzione del numero che specificherai:

Infine ci sono 6 pin dedicati ai segnali analogici, ma solo in input, ossia questi pin servono principalmente per acquisire dei segnali provenienti da sensori di tipo analogico: trimmer, potenziometri, fororesistenze, ultrasuoni, IR, ecc... ossia tutti quei sensori che possono generare un segnale analogico in funzione della loro stimolazione (luminosa, meccanica, ecc) se ad esempio volessi rilevare la distanza con un sensore IR dovrai utilizzare uno di questi pin.

Un po' di sintassi:

Non è necessario settare questi pin con la modalità essendo solo pin di input Arduino sa già come utilizzarli.
Per leggere il valore presente sul pin 5, ad esempio, utilizza il comando: analogRead(pin) -> analogRead(5) il valore rilevato può variare da 0 a 1023, all'interno del range indicato ogni variazione del segnale sarà indicata con una variazione di tale valore.

Nei prossimi articoli vedremo come pilotare un led con dissolvenza(fade), come rilevare la distanza di un oggetto con un sensore IR e man mano come pilotare dei servo motori, e tanto altro ancora ...

Prima di inserire un commento, per favore, leggi il regolamento

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Programmare con Arduino - Pin Digitali e Analogici - Mauro Alfieri Elettronica Domotica Robotica Elettronica, Informatica

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Mi sono accorto che nel precedente articolo sono partito spedito a scrivere di pin, modalità di utilizzo e comandi di INPUT ed OUTPUT, in realtà ho sottovalutato l'aspetto relativo alla conoscenza dei pin presenti su un Arduino e il relativo significato. Innanzitutto va detto che ciascuna scheda Arduino possiede alcuni pin utilizzabili con segnali digitali, ...

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ARDUINO è COLLEGATO AL TUO PC?

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Scarica l'IDE

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Open-source electronic prototyping platform enabling users to create interactive electronic objects.

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Programma Arduino con Bitblog

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Dopo aver implementato ArduBlock nella IDE di Arduino, ho iniziato a smanettare un pochino con i vari mattoncini, ovviamente partendo con i classici diodi, e non uno m tre .. 😀

Ora, l'idea è di partire con tre diodi led da 5mm, uno di colore rosso, uno di colore verde, ed uno di colore giallo, e di partire da una condizione di spento per tutti e tre, ed un tempo di 1 secondo, trascorso il quale si accenderà il led rosso, poi il led giallo, poi il led verde, e terremo accesi tutti per due secondi per poi ripartire con il ciclo (loop) di programma, e questo lo faremo girare su Arduino Uno.

Partiamo aprendo il terminale di ArduBlock, dalla IDE di Arduino : Strumenti - ArduBlock.

Una volta lanciato ArduBlock, si avrà disponibile il terminale..

Una breve panoramica del terminale monitor: in alto abbiamo dei pulsanti in parte intuitivi, come il pulsante Salva, Salva as, Open, rispettivamente per salvare lo scketch realizzato con o senza nome, ed aprire un file già salvato; mentre il pulsante Upload to Arduino si occupa di compilare lo sketch realizzato e poi caricarlo in Arduino.

Mentre sul lato sinistro del terminale sono presenti i vari gruppi dei blocchi da utilizzare divisi per colore e per funzione come andremo a vedere. Per utilizzarli è sufficiente aprire un gruppo, scegliere il blocco necessari e trascinarlo nella parte centrale del terminale, ovvero nell'area di lavoro.

Ovviamente non dimentichiamo l' Hardware, pertanto rendiamo disponibile i nostri tre diodi led e relativi resistori, l'immancabile bread board ed Arduino Uno, per poi realizzare il nostro semplice circuito, dove per questa realizzazione scelto sulla board di Arduino i pin di controllo dei tre diodi led: 10-11-12.

La legge di Ohm, o meglio la Legge di Ohm per i circuiti elettrici .. Non dimentichiamo che il corretto utilizzo dei diodi led, prevede che questi vengano sempre polarizzati in corrente e non in tensione, ovvero non si dovranno mai collegare direttamente ai pin della board di Arduino, bensì andranno polarizzati con un adeguato resistore per ogni diodo led, e quali caratteristiche dovrà avere il resistore? La risposta ce la fornirà come al solito la "legge di Ohm" che con l'occasione rispolveriamo..

La legge di Ohm ci dice che la resistenza espressa in ohm, è data dal rapporto della tensione V espressa in volta ai capi del resistore, e l'intensità di corrente I espressa in A che lo attraversa.

Ora sapendo che il Pin della board di Arduino è a tensione +5V, e che la tensione di polarizzazione diretta Vf dei diodi led utilizzati è pari a 3 V ed hanno una corrente di polarizzazione diretta If massima di 20 mA, sceglieremo un valore di If di 15 mA ,quindi applicando la legge di ohm avremo: R= (Vpin - Vf) / If = (5 -3)/0.015 = 200 ohm, ovviamente si utilizzerà un valore standard pari a 220 ohm, limitando ulteriormente la If, a tutto vantaggio della board di Arduino che non si vedrà molto caricate le sue uscite. 😀

Ed ecco che ogni diodo led avrà in serie sul positivo il suo resistore di polarizzazione, la potenza del resistore sarà sufficiente di ¼ di watt, considerando le piccole intensità di corrente in gioco. Lo schema elettrico di collegamento è di una semplicità unica:

Quindi andremo a collegare i positivi dei tre diodi led ai relativi resistori e l'altro lato dei resistori nei rispettivi pin, pertanto pin 10 positivo R led rosso, pin 11 positivo R led giallo, pin 12 positivo R led verde, ed i negativi in comune tra di loro andranno a collegarsi direttamente al GND della board di Arduino,semplice ..

in pratica..

Non dimentichiamo di verificare i settaggi dell'IDE di Arduino relativamente al tipo di board utilizzata (Arduino UNO nel mio caso) e la porta di comunicazione. 😉

Realizzata la parte Hardware ora ci si può dedicare alla parte Software per la realizzazione dello sketch. Si inizia scegliendo il blocco di loop o ciclo facente parte del gruppo controllo di colore giallo, che sarà poi il blocco che andrà ad inizializzare e chiudere il ciclo di programma..

quindi si apre il controllo e si trascina (drag drop) il blocco ciclo nell'area di lavoro ..

Ora a questo blocco andremo a settare i pin utilizzati per polarizzare i diodi led, quindi inseriremo un blocco per ogni pin. Questo blocco di colore verde risponde alla voce Pins nell'elenco dei blocchi a destra ..

Si andrà a prendere il blocco che interessa, ovvero "impostare il contatto digitale" e lo si trascina nell'area di lavoro collocandolo subito dopo il blocco ciclo ..

Di default questi blocchi hanno un numero di Pin ed il relativo stato già settato, che andrò a cambiare per soddisfare il ciclo che a me interessa realizzare, ovvero interessa che questo blocco setti il pin 10 ad uno stato basso(0V), il che equivale ad avere inizialmente il diodo led spento, quindi clic su D2 e setto il pin D10,

e clic su High e setto lo stato basso con Low..

Ora non faccio che ripetere per gli altri due diodi led, in quanto si era stabilito che all'inizio del ciclo i tre diodi led fossero spenti ..

Ora che sono stati settati i pin dei relativi diodi led e la condizione di spento di partenza occorre settare il tempo per il quale questo stato deve rimanere settato, e lo si realizza inserendo il blocco di tempo "delay millis" sempre prelevandolo dal gruppo giallo di controllo..

Prelevo il blocco "delay millis", che risulta settato in millisecondi, ovvero 1000ms =1s e lascerò questo tempo settato, cosi, premesso che lo si può variare come meglio si crede ..

Fissata la parte iniziale del ciclo, andiamo ora a realizzare la parte finale ovvero quando i tre diodi led si dovranno accendere per un tempo stabilito, quindi sempre seguendo il ciclo, dovremmo settare per ogni pin lo stato alto (=5V) ed il tempo per il quale questo stato permane ..e come in precedenza prendiamo un nuovo blocco per settare il pin 10 ..

Poi settiamo lo stato del pin high (=5V) per avere in questa condizione il diodo led acceso ..

Ed ora inseriamo il tempo per il quale questo stato del pin 10 e quindi del diodo led collegato permane ..

Adesso non resta che ripetere i passaggi per il pin 11, e pin 12

E si completa così la realizzazione dello sketch, a questo punto non resta che cliccare su Upload to Arduino che il terminale compila e trasferisce lo sketch sulla board di Arduino che se correttamente collegata al PC ed IDE configurato con la porta, avremo i nostri tre diodi led che lampeggeranno secondo la sequenza impostata nello sketch ..

Come si era detto nella presentazione di come implementare ArduBlock nella IDE di Arduino, programmare con il codice è preferibile che con la soluzione grafica, perché la prima porta ad apprendere elementi di codice di programmazione utili in generale; quindi se si vuole ripassare il codice dello sketch realizzato con ArduBlock si apre il pannello dell'IDE di Arduino e c'è la possibilità di vedere lo sketch con le righe di codice del linguaggio utilizzato in Arduino, aspetto didattico da non sottovalutare . 😀

Come sempre, quanto esposto è frutto di elaborazione personale pertanto soggetta a possibili errori e miglioramenti, in tal senso si accettano consigli e suggerimenti per migliorarne l'esposizione.
alla prossima presentazione...

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Arduino: realizzazione di uno sketch con ArduBlock. | Laboratorio scolastico

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Programma Arduino con Bitblog

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Scarica l'IDE

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Reofori

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KIT DI SENSORI E MODULI 37IN1 PER ARDUINO

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KIT DI SENSORI E MODULI 37IN1 PER ARDUINO

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https://www.adrirobot.it/menu_new/index/index_sensori_in-out.htm

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https://www.robotstore.it/Kit-di-sensori-e-moduli-37in1-per-Arduino-e-Raspberry-Pi

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SERVO

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A un servomotore elettrico è generalmente richiesta bassa inerzia, elevata linearità tensione/velocità e corrente/coppia, rotazione o traslazione uniforme e bassa oscillazione di coppia o forza. Inoltre non deve avere posizioni preferenziali e deve poter sopportare picchi impulsivi di potenza.

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oppure procedi con l'ordine richiedi subito il preventivo

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Strips

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[10-15 mA; 20 mA"]

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Ora esistono LED, i cosiddetti "bicolore", che integrano nello stesso corpo due diodi LED in antiparallelo, ciascuno di diverso colore; in questo modo, per variare la colorazione del LED, è sufficiente alimentarlo con polarità opposta.

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Circuit design Buzzer [BLOCCHI] | Tinkercad

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Circuit design Buzzer [BLOCCHI] created by Gianni Monti with Tinkercad

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Format per la progettazione di un intervento didattico.

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Presentazione 03_06_2021 Corso piattaforma Arduino FL Campobasso

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Presentazione 31_05_2021 Corso 39F piattaforma Arduino FL Campobasso

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Presentazione 26_05_2021 Corso 39F Piattaforma Arduino FL Campobasso

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Copia di 04_05-Corso piattaforma Arduino FL Campobasso

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Presentazione 3 - 20_05_21 Corso piattaforma Arduino FL Campobasso

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Presentazione 12_05 Corso piattaforma Arduino FL Campobasso