Arduino&Raspberry

ARDUINO

&

RASPBERRY PICASI DI OPEN HARDWARE EMBEDDED

Parma – Mirko Mancin 2014

ARDUINO


1. Una scheda elettronica (con le porte di I/O e un microcontrollore contenente un firmware)

2. Un ambiente di programmazione (ambiente di sviluppo sketch, linguaggio Arduino, Wiring ed

eventualmente Processing)

3. La comunità degli utenti.

ARDUINO – IN SINTESI


• Processore: ATMEGAxxx AVR microcontroller

• I/O: Header per pin analogici, digitali, seriali, power

• Porta USB e convertitore USB-Seriale

• Regolatore di potenza• Tasto di reset

• Led di status

• Scheda di PROTOTIPIZZAZIONE!!

ARDUINO – LE DIVERSE SCHEDE


Arduino UNO LilyPad Arduino Arduino Nano

Arduino Leonardo Arduino Mega 2560Arduino Mini

ARDUINO – LE DIVERSE SCHEDE


Arduino Due Arduino Yun

Arduino Zero

Arduino Tre

Arduino Galileo

ARDUINO – LE SHIELD


Tassello fondamentale del

successo di arduino sono le

shield.

Si trattano di «espansioni» per

Arduino che permettono di

aggiungere sopra di essi ulteriori

funzionalitàMotor ShieldEthernet Shield Proto Shield

WiFiXbeeWireless Shield

ARDUINO – COSA C’È DI DIVERSO


• Piattaforma di prototipazione elettronica open-source che si basa su hardware e software flessibili

e facili da usare;

• Scheda molto economica (a partire da 30 euro), che sta nel palmo di una mano e consente di

applicare sensori, attuatori e altre componenti elettroniche per poi programmarle con semplicità;

• Circuiti open source => open hardware;

• Non serve costruirsi la «base elettronica» da zero;

• Elettronica quasi «plug&play».

ARDUINO – COME SI PROGRAMMA


BOOT

SETUP()

{

}

LOOP()

{

}

http://arduino.cc/en/Main/Software

IDE Arduino

Atmel Visual Studio 6

http://arduino.cc/en/Main/Software

ARDUINO – BLINK (HELLO WORLD)


const int ledPin = 13;

int ledState = LOW;

long previousMillis = 0; // memorizza il tempo dell’ultimo aggiornamento

// long perchè il tempo è in millisecondi

long interval = 1000; // intervallo di lampeggio (millisecondi)

void setup() {

pinMode(ledPin, OUTPUT); // metto il piedino in Output

}

void loop(){

unsigned long currentMillis = millis();

if(currentMillis - previousMillis > interval) {

// Salvo il tempo dell’ultima volta che ha lampeggiato il LED

previousMillis = currentMillis;

// se il LED è On mettilo OFF e viceversa:

if (ledState == LOW)

ledState = HIGH;

else

ledState = LOW;

digitalWrite(ledPin, ledState);

}

}

ARDUINO – I/O


Nello schema di Arduino UNO in verde sono

raffigurati 14 PIN digitali ON/OFF sia IN che OUT.

I PIN 0 e 1 solitamente non vengono utilizzati nei

collegamenti perché adibiti alla comunicazione

seriale con il PC (USB) o con altri dispositivi.

In basso a destra sono rappresentati con il colore

celeste i 6 PIN analogici, utilizzabili in ingresso con

una risoluzione di 2^10 (1024).

Inoltre sono disponibili altri pin come quello verde

acqua a destra per collegare dispositivi in SPI o le

shield.

ARDUINO – I/O DIGITALE


In entrambi i componenti è presente una resistenza: nel

caso del LED dobbiamo limitare la corrente a 10mA, quindi

andremo ad utilizzare una resistenza di

330Ω = (5V-1,6V)/0,01A.

Nel caso dell'ingresso, invece, dobbiamo proteggere

ARDUINO; l'amperaggio massimo consentito è di 40mA ma la guida ufficiale consiglia di utilizzare una resistenza di

470Ω quindi con i 10mA che otteniamo stiamo su una soglia

decisamente più sicura.

È possibile anche attivare le resistenze interne di ARDUINO

via software.

Controlliamo l'accensione del LED mediante il PIN 13 e

leggiamo lo stato del pulsante tramite il PIN 3. Lo stato del

pulsante dipende ovviamente dal fatto se è normalmente

aperto o chiuso e dalla resistenza applicata. Vi consiglio di

fare delle prove per capire cosa sta leggendo ARDUINO e

quindi eventualmente modificare resistenze o codice.

- Led rossi = 1,6 V

- Led giallo = 2,2V

- Led verde = 2,4 V

- Led bianco = 3,0 V ( warm o sunny )

- Led bianco ( cold ) o blu = 3,5 V

ARDUINO – I/O DIGITALE


#define buttonPin 2 // il numero del PIN del tasto

#define ledPin 13 // il numero del PIN del LED

int buttonState = 0; // variabile che assumerà il valore letto dal PIN del tasto

void setup() {

// inizializzo il PIN del LED indicando il numero e che si tratta di un'uscita:

pinMode(ledPin, OUTPUT);

// inizializzo il PIN del Tasto indicando il numero e che si tratta di un ingresso:

pinMode(buttonPin, INPUT);

}

void loop(){

// a ogni ciclo leggo il valore del tasto:

buttonState = digitalRead(buttonPin);

// controllo se il tasto è premuto.

// se lo stato è HIGH:

if (buttonState == HIGH) {

// accendo il LED:

digitalWrite(ledPin, HIGH);

}

// altrimenti:

else {

// spengo il LED:

digitalWrite(ledPin, LOW);

}

}

ARDUINO – I/O ANALOGICO


#define sensor A0 // il numero del PIN del sensore

#define ledPin 11 // il numero del PIN del led

int value = 0; // variabile che assumerà il valore letto

int LEDbrightness;

void setup() {

// inizializzo la seriale per stampare a video

Serial.begin(9600);

pinMode(ledPin, OUTPUT);

}

void loop(){

// a ogni ciclo leggo il valore del tasto:

value = analogRead(sensor);

Serial.println(value);

LEDbrightness = map(value, 0, 1023, 0, 255);

// il LED diventa più luminoso quanto tu più premi

analogWrite(ledPin, LEDbrightness);

delay(100);

}

ARDUINO – COSA SI PUÒ FARE


Tweet Arduino

3D printer

Wii Nunchuck

YougurtIno Segnalatore per ciclicsti

Mini robot

ARDUINO – COSA SI PUÒ FARE


Stazione meteo Agro

Stazione meteo UrbanMonitoraggio domotico Wireless Sensors Bung Network

RASPBERRY PI


• Scheda nata come piccolo computer delle dimensioni di una carta di credito, economica (circa

30 euro) e basata su Linux.

• Nasce come progetto per l’insegnamento dell’informatica a bambini e ragazzi.

• Inizialmente doveva essere solamente un interprete Python.

• SystemOnChip Broadcom (ARM11).

RASPBERRY PI – LE DIVERSE VERSIONI


RASPBERRY PI – LE DIVERSE VERSIONI


«New compute module for business and industrial users.

The compute module contains the guts of a Raspberry Pi

(the BCM2835 processor and 512Mbyte of RAM) as well as

a 4Gbyte eMMC Flash device (which is the equivalent of

the SD card in the Pi). This is all integrated on to a small

67.6x30mm board which fits into a standard DDR2

SODIMM connector (the same type of connector as used

for laptop memory*). The Flash memory is connected

directly to the processor on the board, but the remaining

processor interfaces are available to the user via the

connector pins. You get the full flexibility of the BCM2835

SoC (which means that many more GPIOs and interfaces

are available as compared to the Raspberry Pi), and

designing the module into a custom system should be

relatively straightforward as we’ve put all the tricky bits

onto the module itself.”

RASPBERRY PI – LE DIVERSE DISTRIBUZIONI


RASPBERRY PI – FUNZIONALITÀ


• Controllo della GPIO

• Web/Cloud/Torrent Server

• Smartdisplay

• Videosorveglianza

• Mediacenter

• Gaming

• Robotica

• Piattaforma entry di programmazione

RASPBERRY PI – COSA SI PUÒ FARE


RASPBERRY PI – COSA SI PUÒ FARE


Gestione impianti d’irrigazione

Sistema di comunicazione

tra macchine CNC

Gateway per reti di sensori

RASPBERRY PI – COME PROGRAMMARE


Essendo un linux pc a tutti gli effetti la programmazione di tale

dispositivo può essere effettuata attraverso la maggior parte dei

linguaggi di programmazione conosciuti.

• C/C++ (con Eclipse, Qt, …)

• Java

• Python

• Web (Apache, MySql, …)

• Controllo diretto della GPIO (https://code.google.com/p/webiopi/)

• …

https://code.google.com/p/webiopi/

RASPBERRY PI & ARDUINO


http://www.makeuseof.com/tag/how-to-build-home-automation-system-raspberry-pi-and-arduino/

Il collegamento tra i due dispositivi

può avvenire in differenti modalità:

• Attraverso la connessione seriale

tra la GPIO della raspberry e la

seriale di Arduino

• Wireless attraverso dispositivi

radio

• Attraverso la rete internet

usando la raspberry come

«server» e gli arduino come

client

• …

LINK UTILI


Altro mio materiale

• Corso Arduino ( https://www.slideshare.net/mancio90/ )

• Github ( https://github.com/loweherz/ )

Community

• Forum Arduino

• Slideshare

Basic connections ( http://www.robot-italy.com/it/blog/tutorial_ita/475 )

Componentistica

• Robot-italy

• Seeedstudio

• Conrad.it

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www.mancio.myds.me

https://www.slideshare.net/mancio90/

https://github.com/loweherz/

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mailto:[email protected]

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Arduino&Raspberry

Engineering

Transcript of Arduino&Raspberry