Post on 25-Jun-2020
Corso Base Arduino ed ElettronicaPrimo incontro del 18/11
Introduzione ad Arduino e basi di elettronica
Relatore: Roberto Beligni rbeligni@altratecnoloiga.com
Da dove nasce Arduino?Massimo Banzi faceva l'insegnante all'Interaction Design Institute di Ivrea, e i suoi studenti si lamentavano di non riuscire a trovare un microcontrollere potente ma economico per gestire i loro progetti artistici robotizzati.Nell'inverno del 2005, Banzi stava discutendo il problema con David Cuartielles, un ingegnere spagnolo specializzato in microchip, che in quel periodo era ricercatore ospite presso la scuola.I due decisero di creare la loro scheda e chiamarono David Mellis, uno degli studenti di Banzi, per scriverne il linguaggio di programmazione. In soli due giorni, Mellis scrisse il codice.
Da dove nasce Arduino?Nei tre giorni successivi la scheda era completata. La chiamarono Arduino e fra gli studenti ha avuto un successo immediato. Quasi tutti, anche se non sapevano niente di programmazione di computer, sono riusciti a utilizzare l'Arduino per fare qualcosa di bello, come rispondere a dei sensori, far lampeggiare delle luci o controllare dei motori. Poi, Banzi, Cuartielles e Mellis, insieme a Gianluca Martino, hanno messo online gli schemi elettronici e hanno investito circa 3mila euro per produrre il primo lotto di schede.
Che cosa è Arduino?Arduino è una scheda elettronica di piccole dimensioni con un microcontrollore e circuiteria di contorno, utile per creare rapidamente prototipi e per scopi hobbistici e didattici.
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 fondatoridel progetto.
Che cosa è Arduino?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.
È fornito di un semplice ambiente di sviluppo integrato per la programmazione.
Tutto il software a corredo è libero, e gli schemi circuitali sono distribuiti come hardware libero.
Open Software – Open Hardwarei codici sorgente,
il bootloader e l'ambiente di sviluppo sono liberamente scaricabili
posso modificare /
ricostruire una scheda Arduino,
e mettere in commercio dei
cloni
Arduino mega
Arduino UNO
Gli Origin
ali
Arduino nano
Arduino Robot
Arduino Esplora
Arduino Leonardo
BreadBoard Arduino
Seeduino Cloni
Lilypad: arduino modificato per essere cucito su abiti e tessuti in genere
Applicazione di LilyPad su un tessuto
Cos'è un microcontrollore
E' un componente elettronico programmabileche consente di sviluppare dispositivi intelligentia basso costo.
È un piccolo computer, con velocità e memoria ridotta, quindi consumi inferiori
Microcontrollore
Chip programmabile, progettato per applicazioni specifiche
Caratteristiche generali da considerare sono:
Casa produttrice
Forma del chip, o package
Numero dei piedini
Frequenza di oscillazione
Componenti aggiuntivi
Memorie utilizzabili (ram flash eeprom)
Come si usa?
Scritto un programma, bisogna convertirlo in un linguaggio comprensibile al chip, utilizzando il compilatore;
Fatto questo è possibile passare l'informazione al micro, attraverso un'interfaccia (il programmatore).
Programmare arduinoArduino ha un suo
ambiente di sviluppo detto IDE gratuito e
multipiattaforma scaricabile da internet
http://arduino.cc
per verificare la correttezza del listato e compilarlo
per creare un nuovo file
per aprirne uno
per salvarlo
per caricarlo sulla scheda
loop()
C++ su arduino
void setup() {//istruzioni eseguite solo la prima volta
}void loop() {
//istruzioni eseguite finché il micro èalimentato
}
Queste due funzioni devono essere sempre presenti nel listato, sono il punto di partenza di tutto il programma
setup()
Far lampeggiare un led
const short int led = 12;void setup() {
pinMode(led,OUTPUT);}void loop() {
digitalWrite(led,HIGH);delay(500);digitalWrite(led,LOW);delay(500);
}
Helloblink.ino
Il micro di Arduino
Atmega 328 (default)
Chip a foro passante
28 piedini, 20 dei quali utilizzabili, i restanti servono per l'alimentazione ed il clock (a 16Mhz)
Memoria flash (dove vengono caricati i programmi) ed EEPROM per archiviare dati permanentemente
La piedinatura di arduino14 piedini di I/O digitale (DIGITAL), numerati da 0 a 13 (6 dei quali sono predisposti per generare impulsi)
6 piedini per l'input analogico (ANALOG IN), numerati da 0 a 5
Il piedino digitale 13 è già collegato ad un led, pertanto ha già una resistenza
La piedinatura di arduino
Cosa vedremo in questo corso...
Adesso parliamo un po'
di Elettronica di base
Elettronica di base
I 220 Volt che escono dalla presa del muro
cosa sono?
Elettronica di baseDifferenza di potenziale (o tensione):
Spinge gli elettroni a muoversi
Si misura in Volt [V]
Intensità di Corrente:
Flusso di elettroni, che si muovono da una zona di maggiore potenziale elettrico ad una zona di minore potenziale
Si misura in Ampere [A]
Elettronica di base
Generatore di tensione:
continua (pila, cella solare)
alternata (dinamo, alternatore)
Resistenza:
Si oppone al flusso degli elettroni
Lo fa dissipando la corrente trasformandola in calore
Si misura in ohm [Ω]
Elettronica di base
Colori delle resistenze
Elettronica di base
Resistenze in serie e in parallelo
Due resistenze collegate in serie
equivalgono ad una resistenza pari alla somma delle due.
Due resistenze collegate in parallelo equivalgono ad una resistenza, di valore
Rtot=1
1R1
+1R2
10Ω 10Ω
20Ω
10Ω 10Ω 5Ω
Elettronica di base
Elettronica di basePotenziometro e trimmer:
sono delle resistenze variabili
Fotoresistenza, termoresistenza, sensori di forza:
sono sempre resistenze variabili, la variazione della resistenza è data dal variare di grandezze fisiche (Es. luce, temperatura, torsione)
Elettronica di base
Diodo:
speciali componenti formati da due semiconduttori, la corrente li attraversa solo in un determinato verso.
Diodo LED:
sono dei particolari diodi in grado di emettere luce se attraversati da una corrente di giusta polarità.
Elettronica di base
0,7 V
Diodo
Prima legge di OhmLa differenza di potenziale, l'intensità di corrente e la resistenza sono legate da una legge:
V = I * R
Volt = Amper * Ohm
Ne consegue che:
I=V / R R=V / I
(NOTA: I piedini di arduino forniscono max 40 mA)
Elettronica di base
POTENZA
(effetto Joule)
P = V · I
Si misura in Watt [W]
Watt = Volt * Amper
Elettronica di base
Analisi circuitale - esperimenti
La somma delle correnti che entrano ed escono in ogni nodo è uguale a zero
I1-I2-I3=0
Elettronica di base
AV
Multimetro digitale
Serve per misurare la corrente, la differenza di potenziale e la resistenza
La differenza di potenziale si misura in parallelo
La corrente in serie
Elettronica di base
Come leggere i sensori analogici- il partitore di tensione
Elettronica di base
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Corso base arduino ed elettronica