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Introduzione a Arduino

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- Introduzione
Cosa è arduino?
Cosa non è arduino?
Cosa si può fare?

- Descrizione di Arduino
Breve introduzione storica e curiosità
Hardware generico di Arduino
I vari modelli di Arduino
Hardware di Arduino UNO
Hardware di Arduino Micro

- Segnali
Segnali digitali
Segnali analogici
Sensori ed attuatori

- Software
Il linguaggio di programmazione
Breve descrizione e curiosità
Le funzioni setup() e loop()
L'IDE
Setup e funzioni principali
Codice di esempio incluso nell'IDE

- Hello world: blink sketch (Esempio di output digitale)
L'obiettivo
I LED
Richiami di elettronica
Legge di Ohm
Le resistenze
La breadboard
La basetta millefori
Coding step by step
Test
Modifica di parametri e i relativi effetti

- Button sketch (Esempio di input digitale)
L'obiettivo
Il pulsante
Resistenza di pull-up
Coding
Test

- Comunicazione seriale

- Twilight switch sketch (Esempio di input analogico)
L'obiettivo
La fotoresistenza
Coding
Test

- Variable light sketch (Esempio di output analogico)
L'obiettivo
PWM (Pulse width modulation)
Coding
Test

- Cos'altro posso fare?
Gli shield
Buzzer
LED Infrarossi
Orologio RTC
Display
Moduli a caratteri
Moduli grafici
Motori
Semplici
Passo passo
RFID
Sensori ambientali
Temperatura e umidità
Rilevatore di movimento
Sonar
Wifi
Internet of things
Relay elettromagnetici

- Esempi di progetti curiosi trovati su internet
- Siti di riferimento

Publicado en: Ingeniería
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Introduzione a Arduino

  1. 1. Introduzione a Arduino Pietro Aiuola p.aiuola@gmail.com
  2. 2. Benvenuti! Introduzione 2 • Cosa è Arduino? • Cosa si può fare? • La sua storia • Com’è fatto? • Come si usa? • Esempi pratici
  3. 3. Cosa è Arduino? Introduzione 3 Arduino, come tutte le invenzioni di successo, è la risposta ad un problema. E’ uno strumento open source che semplifica la progettazione e la prototipazione elettronica offrendo a studenti, insegnanti, artisti o semplici appassionati una piattaforma hardware e software per l’implementazione rapida di progetti interattivi, multimediali e multidisciplinari.
  4. 4. Cosa è Arduino? Introduzione 4 • Piattaforma Open-source per la prototipazione elettronica • Composta da una parte di hardware ed una di software open-source • Artisti, designers, hobbisti, CHIUNQUE!
  5. 5. Cosa è Arduino? Introduzione 5 Una PIATTAFORMA di PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA OPEN SOURCE: PIATTAFORMA: Architettura hardware con un framework software su cui fare girare un programma software. PROTOTIPO: Un modulo iniziale che può servire come base o modello per la creazione di altre cose. ELETTRONICA: Tecnologia che fa uso del movimento controllato di elettroni attraverso differenti media. OPEN SOURCE: Risorse possono essere usate, redistribuite o riscritte gratis.
  6. 6. Cosa NON è Arduino? Introduzione 6 • NON è un computer, ma un physical computer. • NON è un giocattolo. • NON è costoso.
  7. 7. Cosa NON è Arduino? Introduzione 6 • NON è un computer, ma un physical computer. • NON è un giocattolo. • NON è costoso. Mini-elaboratori elettronici adibiti al controllo di oggetti nel mondo reale.
  8. 8. Con Arduino si possono realizzare in maniera relativamente rapida e semplice piccoli dispositivi come controllori di luci, di velocità per motori, sensori di luce, temperatura e umidità e molti altri progetti che utilizzano sensori, attuatori e comunicazione con altri dispositivi. Cosa si puo fare? Introduzione 7
  9. 9. Storia di Arduino Introduzione 8 Il progetto nasce da Wiring, una piattaforma per la prototipazione elettronica semplificata, destinata ad artisti, architetti e altri professionisti digiuni di elettronica, realizzata da Hernando Barragán per la sua tesi di laurea (di cui Banzi era relatore) presso l’Interaction Design Institute di Ivrea. Arduino ha di fatto ereditato i presupposti e gli scopi originali di Wiring, espandendo la portata e il potenziale del progetto.
  10. 10. Storia di Arduino Introduzione 9 Il nome della scheda deriva da quello di un bar di Ivrea (che richiama a sua volta il nome di Arduino d'Ivrea, Re d'Italia nel 1002) frequentato da alcuni dei fondatori del progetto.
  11. 11. Storia di Arduino Introduzione 10 La “faccia” di Arduino è Massimo Banzi, Interaction Designer che nel 2005 fonda ad Ivrea il team di sviluppo originale insieme a David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e Davide Mellis.
  12. 12. Storia di Arduino Introduzione 11 La vera svolta per il progetto è arrivata grazie all’appoggio globale negli ambienti di quello che è ormai all’unanimità chiamato Maker Movement, la “sottocultura” degli hobbisti tecnologici del 21-esimo secolo. I maker “non sono nerd, anzi sono dei tipi piuttosto fighi che si interessano di tecnologia, design, arte, sostenibilità, modelli di business alternativi. Vivono di comunità online, software e hardware open source ma anche del sogno di inventare qualcosa da produrre autonomamente, per vivere delle proprie invenzioni. In un momento di crisi si inventano il loro lavoro invece che cercarne uno classico.”
  13. 13. Storia di Arduino Introduzione 12 Pubblicazioni su internet e riviste come Make e promozioni di iniziative come la Maker Faire hanno ulteriormente promosso il movimento.
  14. 14. Storia di Arduino Introduzione 13 A ottobre 2008 erano già stati venduti più di 50.000 esemplari di Arduino in tutto il mondo. Arduino ha ricevuto una menzione d'onore nella sezione Digital Communities del 2006 Ars Electronica Prix.
  15. 15. Hardware generico di Arduino Introduzione 14 Arduino è, di fatto, un’interfaccia semplificata per un microcontrollore, che è dunque il cuore di ogni “board”. Un “microcontroller” è un dispositivo elettronico integrato su un unico chip, progettato appositamente per interagire con input esterni, analogici o digitali, e restituire output analogici o digitali derivati dalle operazioni di processamento interno determinate da un programma caricato nella memoria del chip. Physical computer 8-bit a 16MHz con 32kb di memoria (l’equivalente circa di un computer desktop degli anni 80)
  16. 16. Hardware generico di Arduino Introduzione 15 Nei primi modelli Banzi e il suo team utilizzarono un microcontrollore Atmel a 8-bit AVR, per poi passare a soluzioni più potenti con le versioni successive.
  17. 17. Hardware generico di Arduino Introduzione 16 Per permettere agli Arduino di comunicare con un computer tramite USB e renderne semplice la programmazione, ogni scheda integra un ulteriore chip per la conversione del segnale digitale da USB a seriale.
  18. 18. Hardware generico di Arduino Introduzione 17 Quasi tutte le schede Arduino integrano altri componenti, alcuni specifici a seconda del modello, quali ad esempio un oscillatore ceramico, un pulsante di reset che fa ripartire la scheda in caso di stallo del programma in memoria, un jack per la connessione dell’alimentazione diretta. Su ogni board Arduino sono presenti infine dei pin (“piedini”) di input e output attraverso i quali il microcontrollore riceve le “informazioni” in ingresso e restituisce all’ambiente un segnale in uscita.
  19. 19. Hardware generico di Arduino Introduzione 18 E’ un hardware open source, distribuito nei termini della licenza Creative Commons Attribution- ShareAlike 2.5. In questo modo, chi lo desidera può legalmente auto-costruirsi un clone di Arduino o derivarne una versione modificata, scaricando gratuitamente lo schema elettrico e l'elenco dei componenti elettronici necessari. Questa possibilità ha consentito lo sviluppo di prodotti Arduino compatibili da parte di piccole e medie aziende in tutto il mondo: è quindi divenuto possibile scegliere tra un'enorme quantità di schede Arduino-compatibili.
  20. 20. I vari modelli di Arduino Introduzione 19
  21. 21. Arduino UNO Introduzione 20 Microcontrollore: ATmega328 Numero di Input/Output digitali: 14 (di cui 6 output PWM) Numero di Input Analogici: 6 Memoria: 32KB; 2KB SRAM; 1KB EEPROM Velocità di Clock: 16MHz
  22. 22. Arduino MICRO Introduzione 21 Microcontroller ATmega32U4 Digital I/O Pins 20 PWM Channels 7 Analog Input Channels 12 Flash Memory 32 KB (ATmega32U4) of which 4 KB used by bootloader SRAM 2.5 KB (ATmega32U4) EEPROM 1 KB (ATmega32U4) Clock Speed 16 MHz Length 48 mm Width 18 mm Weight 13 g
  23. 23. Arduino Lilypad Introduzione 22 • Indossabile • Lavabile
  24. 24. Arduino YUN Introduzione 23 The Arduino Yun is a MIPS board based on the Atheros AR9331 and the ATmega32u4. The Atheros processor supports Linino, a Linux distribution based on OpenWRT. The board has built-in Ethernet, 802.11 g/b/n WiFi support, USB-A port, micro-SD card slot, 20 digital input/output pins(of which 7 can be used as PWM outputs and 12 as analog inputs), a 16 MHz crystal oscillator, a micro USB connection, an ICSP header, and 3 reset buttons.
  25. 25. Il linguaggio Introduzione 24 Linguaggio programmazione simile al C • Derivato da Wiring • Due funzioni principali: • setup() • loop() • Facilmente espandibile • Codice organizzato in «sketch»
  26. 26. L’ambiente di sviluppo Introduzione 25 setup() loop()
  27. 27. Sensori e attuatori Introduzione 26
  28. 28. Segnali Introduzione 27 SEGNALI
  29. 29. Segnali Introduzione 27 SEGNALI ANALOGICI
  30. 30. Segnali Introduzione 27 SEGNALI ANALOGICI DIGITALI
  31. 31. Segnali analogici Introduzione 28 Un segnale analogico può assumere qualsiasi valore (all'interno di un range noto).
  32. 32. Segnali digitali Introduzione 29 01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 Hello La quantità può essere SOLO di valori specifici
  33. 33. Come viene letto un segnale Analogico o Digitale? Introduzione 30 • Un segnale analogico deve essere campionato, ovvero convertito in una sequenza di bit che ne esprime l'ampiezza affinchè possa essere letto ed elaborato da Arduino, • Un segnale digitale è immediatamente "leggibile" non appena ne è stato discriminato il livello (High/Low). • Del segnale analogico interessa leggere il valore istantaneo, opportunamente campionato. • Del segnale digitale occorre sapere solo lo stato alto o basso.
  34. 34. Come viene letto un segnale Analogico o Digitale? Introduzione 30 • Un segnale analogico deve essere campionato, ovvero convertito in una sequenza di bit che ne esprime l'ampiezza affinchè possa essere letto ed elaborato da Arduino, • Un segnale digitale è immediatamente "leggibile" non appena ne è stato discriminato il livello (High/Low). • Del segnale analogico interessa leggere il valore istantaneo, opportunamente campionato. • Del segnale digitale occorre sapere solo lo stato alto o basso. Arduino come riconosce se un segnale è di ingresso o di uscita?
  35. 35. Come viene letto un segnale Analogico o Digitale? Introduzione 30 • Un segnale analogico deve essere campionato, ovvero convertito in una sequenza di bit che ne esprime l'ampiezza affinchè possa essere letto ed elaborato da Arduino, • Un segnale digitale è immediatamente "leggibile" non appena ne è stato discriminato il livello (High/Low). • Del segnale analogico interessa leggere il valore istantaneo, opportunamente campionato. • Del segnale digitale occorre sapere solo lo stato alto o basso. Come leggo o scrivo sui PIN? Arduino come riconosce se un segnale è di ingresso o di uscita?
  36. 36. Hello world! – Blink sketch Esempio di output digitale Introduzione 31 HANDS ON!
  37. 37. Hello world! – Blink sketch Esempio di output digitale Introduzione 32
  38. 38. I LED Introduzione 33 I LED standard sono in grado di assorbire fra 1,2V e 3,8V (dipende dal colore) I pin di Arduino erogano fino a 5V! Come assorbire la tensione in eccesso?
  39. 39. Richiami di elettronica Introduzione 34 Intensità di corrente La quantità di carica elettrica che attraversa la sezione di un conduttore entro un'unità di tempo; si misura in ampere (A). Tensione E’ il dislivello elettrico a cui vengono mantenuti gli elettroni e si misura in volt (V). Questo dislivello è creato dal generatore di corrente. Resistenza E’ la capacità di un conduttore di opporsi al passaggio di corrente; si misura in ohm (Ω) e dipende dal materiale, dalla sezione e dalla lunghezza del conduttore.
  40. 40. Legge di Ohm Introduzione 35
  41. 41. Legge di Ohm Introduzione 36 Ecco a cosa possono servire le resistenze! La luminosità del led è proporzionale all’intensità della corrente che lo attraversa I led sopportano una corrente di circa 20mA = 0,02A Come assorbire la tensione in eccesso? Esempio: Led giallo da 2,1V • Devo assorbire 5V – 2,1V = 2,9V => 2,9 = 0.02*R • R = 2,9/0.02 = 145 Ohm I valori standard sono limitati, devo prendere il valore superiore più vicino (150 Ohm) Normalmente per essere sicuri, usare 220 Ohm e si possono evitare i calcoli, al più il led è meno luminoso
  42. 42. Legge di Ohm Introduzione 36 Ecco a cosa possono servire le resistenze! La luminosità del led è proporzionale all’intensità della corrente che lo attraversa I led sopportano una corrente di circa 20mA = 0,02A Come assorbire la tensione in eccesso? Esempio: Led giallo da 2,1V • Devo assorbire 5V – 2,1V = 2,9V => 2,9 = 0.02*R • R = 2,9/0.02 = 145 Ohm I valori standard sono limitati, devo prendere il valore superiore più vicino (150 Ohm) Normalmente per essere sicuri, usare 220 Ohm e si possono evitare i calcoli, al più il led è meno luminoso
  43. 43. Legge di Ohm Introduzione 36 Ecco a cosa possono servire le resistenze! La luminosità del led è proporzionale all’intensità della corrente che lo attraversa I led sopportano una corrente di circa 20mA = 0,02A Come assorbire la tensione in eccesso? Esempio: Led giallo da 2,1V • Devo assorbire 5V – 2,1V = 2,9V => 2,9 = 0.02*R • R = 2,9/0.02 = 145 Ohm I valori standard sono limitati, devo prendere il valore superiore più vicino (150 Ohm) Normalmente per essere sicuri, usare 220 Ohm e si possono evitare i calcoli, al più il led è meno luminoso
  44. 44. Le resistenze Introduzione 37
  45. 45. Le resistenze Introduzione 37
  46. 46. La breadboard non richiede saldature ed è completamente riusabile (e perciò utilizzata soprattutto per circuiti temporanei). Prototyping: la breadboard Introduzione 38 Lo sviluppo di un circuito è un processo iterativo e richiede molte modifiche possibilmente in modo dinamico e veloce.
  47. 47. Prototyping: la basetta millefori Introduzione 39 Si tratta di una piastra di vetronite (solitamente), che può essere di varie misure, caratterizzata da una griglia di fori regolari a distanza di 2,54 mm (cioè un decimo di pollice) l'uno dall'altro. Adatta per costruire circuiti elettronici definitivi
  48. 48. Let’s code! Introduzione 40
  49. 49. Let’s code! Introduzione 40 Commenti multilinea
  50. 50. Let’s code! Introduzione 40 Commenti multilinea Commenti linea singola
  51. 51. Let’s code! Introduzione 41 Dichiarazione variabile
  52. 52. Let’s code! Introduzione 41 Dichiarazione variabile Tipi di dato comuni boolean isSaturday = true; int myNumber = 1; float pi = 3.14; char firstInitial = 'P'; char myName[] = "Pearl"; String myName = "Pearl Chen“ int myPins[] = {2, 4, 8, 3, 6};
  53. 53. Let’s code! Introduzione 42 Funzione
  54. 54. Let’s code! Introduzione 42 Funzione
  55. 55. Let’s code! Introduzione 43 Richiamo di funzione
  56. 56. Let’s code! Introduzione 44 SPERIMENTIAMO!
  57. 57. Esempio di input digitale Button sketch Introduzione 45
  58. 58. Il pulsante Introduzione 46 Corrente MAX sul pin di input: 40mA Buona norma: 20mA R=V/I ossia 5/0.02 => 250 ohm Resistenza standard più vicina 330 ohm ON oppure OFF
  59. 59. Ingresso indeterminato Introduzione 47 PROBLEMA: Quando il pulsante non è premuto non c’è nulla che “dica” al circuito di restare a livello LOW, infatti interferenze elettromagnetiche, correnti statiche o quant’altro potrebbero far alzare il livello della tensione sino ad arrivare ad un livello HIGH.
  60. 60. Resistenza di pull-down Introduzione 48 • Quando il pulsante non è premuto le due resistenze sono messe in serie ed il pin leggerà zero, ossia il valore di massa. • Quando andiamo a premere il pulsante la corrente seguirà la via a minor resistenza che è quella verso il pin, impedendo perciò di creare un cortocircuito fra 5V e massa.
  61. 61. Resistenza di pull-up Introduzione 49 • A pulsante non premuto c’è costantemente corrente che passa attraverso le due resistenze e giunge al pin, infatti UP significa alto, come il segnale (5V). • Quando invece andiamo a premere il pulsante la corrente seguirà la via a minor resistenza per cui passerà dalla resistenza di 10k al pulsante, alla massa.
  62. 62. Resistenza di pull-up interna Introduzione 50 void setup() { // dichiara che il "pushButton" è un input: pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP); // dichiara che il "led" è un output: pinMode(led, OUTPUT); } Per attivare la resistenza di pull-up interna di 20kΩ è sufficiente indicarlo nella funzione di setup
  63. 63. Resistenza di pull-up interna Introduzione 50 void setup() { // dichiara che il "pushButton" è un input: pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP); // dichiara che il "led" è un output: pinMode(led, OUTPUT); } Per attivare la resistenza di pull-up interna di 20kΩ è sufficiente indicarlo nella funzione di setup
  64. 64. Resistenza di pull-up interna Introduzione 50 void setup() { // dichiara che il "pushButton" è un input: pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP); // dichiara che il "led" è un output: pinMode(led, OUTPUT); } Per attivare la resistenza di pull-up interna di 20kΩ è sufficiente indicarlo nella funzione di setup ATTENZIONE! Se fate un errore nella programmazione, il pin non sarà protetto dalla resistenza!
  65. 65. Esempio di input digitale Button sketch code Introduzione 51 const int buttonPin = 2; // the number of the pushbutton pin const int ledPin = 13; // the number of the LED pin int buttonState = 0; // variable for reading the pushbutton status void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); pinMode(buttonPin, INPUT); } void loop() { buttonState = digitalRead(buttonPin); if (buttonState == HIGH) { digitalWrite(ledPin, HIGH); } else { digitalWrite(ledPin, LOW); } }
  66. 66. Comunicazione seriale Introduzione 52 Abilita seriale Stampa in console Arduino può utilizzare la connessione seriale (USB) non solo per l’alimentazione… Ma anche per comunicare con il computer host • Scambio dati • Debug
  67. 67. Esempio di input analogico Twilight switch sketch Introduzione 53
  68. 68. La fotoresistenza Introduzione 54 La fotoresistenza è un componente elettronico la cui resistenza è inversamente proporzionale alla quantità di luce che lo colpisce. Si comporta come un tradizionale resistore, ma il suo valore in ohm diminuisce mano a mano che aumenta l’intensità della luce che la colpisce. Ciò comporta che la corrente elettrica che transita attraverso tale componente è proporzionale all'intensità di una sorgente luminosa 0v, 1.2v, 1.2435v, 3.4323v, 4.34332v, 4.34333v5v +
  69. 69. Let’s code! Introduzione 55
  70. 70. Let’s code! Introduzione 56 const int LED = 13; // pin for LED const int photoResistor = A0; // pin for photo resistor int val = 0; // variable used to store value coming from sensor void setup() { pinMode(LED,OUTPUT); // LED is an output // * analogue pins are automatically set as inputs } void loop() { val = analogRead(photoResistor); digitalWrite(LED,HIGH); // turn on LED delay(val); // wait (how long is determined by sensor value) digitalWrite(LED,LOW); // turn off LED delay(val); }
  71. 71. Let’s code! Introduzione 57 const int LED = 13; // pin for LED const int photoResistor = A0; // pin for LED const int soglia = 500; int val = 0; // variable used to store value coming from sensor void setup() { pinMode(LED,OUTPUT); // LED is an output // * analogue pins are automatically set as inputs } void loop() { val = analogRead(photoResistor); if (val<soglia){ digitalWrite(LED,HIGH); // turn on LED } else{ digitalWrite(LED,LOW); // turn off LED } }
  72. 72. Esempio di output analogico Variable light sketch Introduzione 58
  73. 73. PWM Introduzione 59
  74. 74. PWM Introduzione 60
  75. 75. Let‘s code! Introduzione 61 int ledPin = 9; // LED connected to digital pin 9 int photoResistor= A0; int val = 0; // variable to store the read value void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the pin as output } void loop() { val = analogRead(photoResistor); analogWrite(ledPin, val / 4); }
  76. 76. Let‘s code! Introduzione 61 int ledPin = 9; // LED connected to digital pin 9 int photoResistor= A0; int val = 0; // variable to store the read value void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the pin as output } void loop() { val = analogRead(photoResistor); analogWrite(ledPin, val / 4); } analogRead restituisce valori da 0 a 1023
  77. 77. Let‘s code! Introduzione 61 int ledPin = 9; // LED connected to digital pin 9 int photoResistor= A0; int val = 0; // variable to store the read value void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the pin as output } void loop() { val = analogRead(photoResistor); analogWrite(ledPin, val / 4); } analogRead restituisce valori da 0 a 1023 analogWrite accetta valori da 0 a 255
  78. 78. Altri componenti Condensatore Introduzione 62 Un condensatore è un dispositivo che può accumulare e rilasciare energia in un circuito. Tipicamente un condensatore è formato da due lastre cariche con un materiale isolante tra esse il quale ha il compito di evitare che si perda la carica elettrica accumulata.
  79. 79. Altri componenti Induttore Introduzione 63 Un induttore è un dispositivo che immagazzina energia elettrica in un campo magnetico. Un induttore è formato da un cavo a spirale. Quando viene fatta passare corrente elettrica attraverso il cavo viene generato un campo magnetico. Quando la corrente aumenta, viene immagazzinata più energia nel campo magnetico; quando la corrente diminuisce l'energia è rilasciata come potenza elettrica.
  80. 80. Altri componenti Diodo Introduzione 64 Un diodo è un dispositivo che permette il passaggio della corrente elettrica in una sola direzione. Questi componenti sono spesso usati per isolare l'effetto di un componente su un altro. Alcuni tipi di diodi: • Diodo che emette luce (LED, Light Emitting Diode) • Fotodiodo, rileva la luce • Diodo laser, emette un fascio di luce laser • Diodo Zener, impedisce il flusso di corrente sopra una certa soglia
  81. 81. Altri componenti Transistor Introduzione 65 Un transistor è un dispositivo che limita o facilita il passaggio di corrente tra i suoi due contatti in base alla presenza o assenza di corrente su un terzo contatto. I pin di un transistor sono quindi tre: Collettore, Emettitore e Base. il Collettore e l'Emettitore sono in pratica l'input e l'output del transistor la Base, in pratica è l'innesco
  82. 82. Altri componenti Transistor Introduzione 66 I due tipi di transistor più comuni sono: PNP - questo transistor lascia passare corrente (dall'Emettitore al Collettore) se la tensione alla Base è minore della tensione dell'Emettitore NPN - lascia passare corrente (dal Collettore all'Emettitore) se la tensione alla Base è maggiore della tensione dell'Emettitore Gli usi più comuni dei transistor sono relativi all'uso come interruttori attivati dalla corrente elettrica, oppure come amplificatori della corrente in uscita.
  83. 83. Relay elettromagnetici Introduzione 67 Interruttori azionati elettronicamente • Per attivare e disattivare apparecchi ad alte tensioni (lampadari, cancelli automatici, ventilatori, etc.) • Attenzione a lavorare con la 220V!!!
  84. 84. Le shield Introduzione 68 Un Arduino 2009 trasformato in WebServer grazie a due shield.
  85. 85. Le shield ufficiali Introduzione 69 Arduino Proto Shield - fronte e retro
  86. 86. Le shield ufficiali Introduzione 70 Arduino Motor Shield
  87. 87. Le shield ufficiali Introduzione 71 Arduino Wifi Shield e Arduino Ethernet Shield
  88. 88. Le shield non ufficiali Introduzione 72 • Così come Arduino, le shield sono hardware open source: le schematiche di ogni scheda si possono scaricare e modificare a piacimento. • Le shield attualmente in commercio sono centinaia. Talmente tante che si è resa necessaria la creazione di un database online per mettere ordine e raccogliere schematiche e caratteristiche tecniche di ognuna.
  89. 89. Le shield non ufficiali Introduzione 73 Arduino Wave Shield
  90. 90. Buzzer Introduzione 74 #define PIEZO 3 int del = 500; void setup(){ pinMode(PIEZO, OUTPUT); } void loop(){ analogWrite(PIEZO, 128); // 50 percent duty cycle delay(del); digitalWrite(PIEZO, LOW); // turn the piezo off delay(del); }
  91. 91. Display Moduli a caratteri Introduzione 75 Sono display LCD capaci di visualizzare solo caratteri. Vengono commercializzati display completi di controllore di varie dimensioni a partire da 8x1, costituito da una riga di 8 caratteri, fino a dimensioni più grandi più tra cui 8x2, 16x2, 20x2, 16x4, 20x4, ecc Controller Hitachi HD44780
  92. 92. Display Moduli a caratteri Introduzione 76 #include <LiquidCrystal.h> // initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // set up the LCD's number of columns and rows: lcd.begin(16, 2); // Print a message to the LCD. lcd.print("hello, world!"); } void loop() { // Turn off the display: lcd.noDisplay(); delay(500); // Turn on the display: lcd.display(); delay(500); }
  93. 93. Display Moduli grafici Introduzione 77 Controller Philips PCD8544 • 48 righe • 84 colonne • economico • basso consumo
  94. 94. Motori semplici Introduzione 78
  95. 95. Servomotori Introduzione 79 I servomotori sono composti da un motore elettrico meccanicamente collegato ad un potenziometro. I componenti elettronici al suo interno traducono il segnale PWM in ingresso in una posizione. I componenti elettronici al suo interno traducono il segnale PWM in ingresso in una posizione. Quando si da il comando di rotazione, il motore si accende fino a quando il potenziometro raggiunge i valori corrispondenti alla posizione richiesta. Analog 180° Micro Servo module è un servomotore di alta qualità che può essere connesso direttamente al Sensor Shield.
  96. 96. Orologio RTC Introduzione 80 Un real-time clock (RTC), orologio in tempo reale, è un dispositivo con funzione di orologio, costituito da un processore a circuito integrato specializzato per questa funzione, il quale conteggia il tempo reale anche quando l'utilizzatore viene spento
  97. 97. RFID Introduzione 81 Un sistema RFID utilizza un tag, o un etichetta, che viene attaccata all’oggetto che deve essere identificato. Il lettore, invia un segnale al tag in attesa di una risposta, ovvero le informazioni memorizzate all’interno del tag. Mifare RC522
  98. 98. Sensori ambientali Temperatura e umidità Introduzione 82 TMP36 - sensore analogico Tensione di alimentazione: 2.7 - 5.5 VDC Fattore di conversione: 10mV/°C Accuratezza di ±2°C su tutta la scala Linearità ±0.5°C Range di misura: -40°C +125°C 3.3-6V Input 1-1.5mA measuring current 40-50 uA standby current Humidity from 0-100% RH -40 - 80 degrees C temperature range +-2% RH accuracy +-0.5 degrees C DHT22 – sensore digitale
  99. 99. Sensori ambientali Rilevatori di movimento Introduzione 83 Sensore PIR SEN0018 con e senza cupola di diffusione Trimmer delay
  100. 100. Sensori ambientali Rilevatori di movimento Introduzione 84 Il funzionamento è semplice: quando rileva un movimento l’uscita del segnale passa da LOW ad HIGH, secondo le specifiche del costruttore l’uscita passa da 0,4v a 4v, quindi da una soglia inferiore ai 2,5v ad una superiore. Il sensore presenta anche un potenziometro per regolare il tempo di eccitazione dopo aver rilevato il movimento, ossia il tempo in cui il pin del segnale digitale resta a HIGH prima che, in assenza di movimento, torni a LOW
  101. 101. Sensori ambientali Rilevatori di movimento Introduzione 85 int signal = 3; int ledGreen = 4; int ledRed = 5; void setup() { pinMode( ledGreen, OUTPUT ); pinMode( ledRed, OUTPUT ); digitalWrite( ledGreen, LOW ); digitalWrite( ledRed, LOW ); } void loop() { int pirSignal = digitalRead( signal ); int pirSignal2= (pirSignal == HIGH)? LOW:HIGH; digitalWrite( ledGreen, pirSignal ); digitalWrite( ledRed, pirSignal2 ); delay(100); }
  102. 102. Sensori ambientali Sonar Introduzione 86 Un sensore a ultrasuoni come il HC SR 04 misura il tempo impiegato dalle onde sonore emesse da un sorgente a ritornarvici dopo aver incontrato un ostacolo che le riflette.
  103. 103. Sensori ambientali Sonar Introduzione 87
  104. 104. Wifi ESP-8266 Introduzione 88 L’ESP8266 è un modulo WiFi molto economico che offre la possibilità di essere connesso facilmente ad un micro controllore, come arduino, mediante 2 pin seriali Tx ed Rx ed interagire con lo sketch mediante comandi AT.
  105. 105. Wifi ESP-8266 Introduzione 89
  106. 106. …e tanto altro! Introduzione 90 • GPS • Bluetooth • Infrarossi • Zeebee • NFC • Schede GSM dati • Trasmettitori/ricevitori wireless 433Mhz • Schede di sintesi e riconoscimento vocale • …
  107. 107. Uno sguardo sul web Cat feeder Introduzione 91 Sei in giro, lontano da casa, ed hai dimenticato di dar da mangiare al tuo tenero gatto? Chiedi aiuto al Cat Feeder!
  108. 108. Uno sguardo sul web Cat feeder Introduzione 92 Funzionamento: Un piccolo sensore di luce (LDR: light dependant resistor) fissato sullo schermo di un cellulare, ne rileva il cambiamento di luminosità e permette, tramite un micro servomotore, di aprire un barattolo contenente del cibo per gatti. Basterà una chiamata per attivare il Cat Feeder e lasciar cadere i croccantini!
  109. 109. Uno sguardo sul web Cat feeder Introduzione 93 Componenti: • Sensore di luce (LDR) • 1 Micro Servomotore • Resistenza da 10 Kohm • Cellulare
  110. 110. Uno sguardo sul web Cat feeder Introduzione 94
  111. 111. Uno sguardo sul web Cat feeder Introduzione 95 #include <Servo.h> Servo myServo; // viene creato un oggetto "servomotore" int sensorValue, first = 0; void setup() { myServo.attach(9); // Il servomotore è controllato dal pin 9 Serial.begin(9600); // La porta seriale è abilitata per eventuale debug while(digitalRead(8)) { // Il barattolo è chiuso fino myServo.write(45); // alla ricezione della prima chiamata first = 1; } }
  112. 112. Uno sguardo sul web Cat feeder Introduzione 96 void loop() { if(first){ sensorValue = digitalRead(8); if(sensorValue) // Se il sensore ldr rileva della luce myServo.write(45); // il servomotore chiude il contenitore else // altrimenti myServo.write(120); // il servomotore apre il contenitore } }
  113. 113. Siti di riferimento Introduzione 97 • Arduino Books http://www.arduinobooks.com/ • Arduino Projects @ Instructables http://www.instructables.com/id/Arduino-Projects/ • Arduino Tutorials http://arduino.cc/playground/Main/TutorialList • Electronics Technique Resources http://arduino.cc/playground/Main/ElectroInfoResources • PLAYGROUND http://arduino.cc/playground/ • Linguaggio https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage
  114. 114. Siti di riferimento Introduzione 98
  115. 115. Domande? Introduzione 99
  116. 116. Al prossimo incontro… GRAZIE! Introduzione 100

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