Indice generale - Apogeo · PDF fileLanciare l’applicazione remota senza Visual Studio...
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Indice generale Introduzione .................................................................................................. xv Struttura del libro .........................................................................xv Parte I .....................................................................................xv Parte II ...................................................................................xvi File degli esempi ..........................................................................xvi Parte I Strumenti e ambiente di lavoro ..................................................... 1 Capitolo 1 Elettronica e meccanica per maker ................................................ 3 Elettronica di base .......................................................................... 6 Tensione elettrica...................................................................... 7 Corrente elettrica ..................................................................... 9 Potenza elettrica ......................................................................10 Resistenza elettrica ..................................................................12 Capacità elettrica .....................................................................13 Induttanza elettrica ..................................................................14 Componenti passivi ......................................................................15 Resistore .................................................................................16 Condensatore ..........................................................................24 Induttore .................................................................................29 Trasformatore ..........................................................................30 Relè ........................................................................................31 Componenti vari .....................................................................32 Componenti attivi ........................................................................36 Diodo......................................................................................36 LED RGB...............................................................................41 Matrice di LED .......................................................................41 Transistor.................................................................................42 Transistor MOSFET ................................................................49 Circuito integrato ....................................................................49 Microprocessore ......................................................................52
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Indice generale
Introduzione ..................................................................................................xvStruttura del libro .........................................................................xv
Parte I .....................................................................................xvParte II ...................................................................................xvi
File degli esempi ..........................................................................xvi
Parte I Strumenti e ambiente di lavoro ..................................................... 1
Capitolo 1 Elettronica e meccanica per maker ................................................ 3Elettronica di base .......................................................................... 6
Tensione elettrica ...................................................................... 7Corrente elettrica ..................................................................... 9Potenza elettrica ......................................................................10Resistenza elettrica ..................................................................12Capacità elettrica .....................................................................13Induttanza elettrica ..................................................................14
Componenti passivi ......................................................................15Resistore .................................................................................16Condensatore ..........................................................................24Induttore .................................................................................29Trasformatore ..........................................................................30Relè ........................................................................................31Componenti vari .....................................................................32
Componenti attivi ........................................................................36Diodo......................................................................................36LED RGB ...............................................................................41Matrice di LED .......................................................................41Transistor .................................................................................42Transistor MOSFET ................................................................49Circuito integrato ....................................................................49Microprocessore ......................................................................52
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viii Il manuale del Maker domestico
Motori elettrici .............................................................................55Motore DC .............................................................................55Motore DC senza spazzole .......................................................56Motore passo-passo ..................................................................56Servomotore ............................................................................58
Sensori .........................................................................................59Sensore ottico ..........................................................................60Sensore acustico .......................................................................64Sensore piezoelettrico ..............................................................64Sensore a ultrasuoni .................................................................65Sensore di movimento .............................................................65Sensore di temperatura.............................................................67Sensore magnetico ...................................................................68
Display .........................................................................................72LCD 16 ✕ 2 ............................................................................72LCD grafico 128 ✕ 64 pixel .....................................................72Display a LED sette segmenti ...................................................74Display OLED .........................................................................75Touchscreen ............................................................................75
Attuatori .......................................................................................76Attuatore elettrico ...................................................................77Attuatore meccanico ................................................................77Attuatore idraulico ...................................................................77
Il laboratorio del maker.................................................................78Strumentazione essenziale ........................................................79Arduino Starter Kit ..................................................................81Microsoft IoT Pack for Raspberry Pi 3 ....................................83Breadboard ..............................................................................84Millefori ..................................................................................85Circuito stampato o PCB .........................................................86Attrezzatura essenziale ..............................................................89Stampante 3D ..........................................................................90
Capitolo 2 Schede hardware.........................................................................91Arduino ........................................................................................91
Arduino UNO ........................................................................91Raspberry Pi ................................................................................94
La porta GPIO ........................................................................95Bus della porta GPIO ..............................................................97Bus UART ..............................................................................99Bus I²C .................................................................................100Bus SPI .................................................................................100Uso della porta GPIO con Windows 10 IoT Core .................102Python ..................................................................................103
Modulo ESP8266 .......................................................................103Altri prodotti con ESP8266 ...................................................105
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Indice generale ix
ESP32 ...................................................................................109Intel ............................................................................................110
Intel Galileo Gen 2 ................................................................110Intel Edison ...........................................................................111Intel Curie ............................................................................113Intel Joule ..............................................................................114
Particle .......................................................................................116Photon ..................................................................................116Electron .................................................................................117
Altre schede ................................................................................118Cypress ..................................................................................119Samsung ................................................................................119Siemens .................................................................................120STMicroelectronics................................................................121Texas Instruments ..................................................................122
Microchip Atmel.........................................................................124ATtiny25, 45 e 85 ..................................................................125
Capitolo 3 Ambienti di programmazione ....................................................127Fritzing .......................................................................................127
Interfaccia ..............................................................................128Inspector ...............................................................................133Esempi pratici ........................................................................136Stampa PCB ..........................................................................138
IDE di Arduino ...........................................................................139Installazione ...........................................................................139Esempi ..................................................................................140Verifica e compilazione ..........................................................142Caricamento in memoria .......................................................143Shield ....................................................................................145Gestore schede.......................................................................145Programmare i chip ATtiny ....................................................152Collegare Arduino UNO e ATtiny25/45/85 ..........................153
Python .......................................................................................157Avviare Python ......................................................................158Esempio Hello World .............................................................159Editor del codice ...................................................................162Python e l’hardware di Raspberry Pi......................................164
Windows 10 IoT Core ...............................................................169Installazione di Windows 10 IoT Core ...................................170Connessione a Raspberry Pi da Dashboard ............................173Visual Studio Community 2017 .............................................175Visual C# ..............................................................................176Modificare l’interfaccia grafica ...............................................188Lanciare l’applicazione remota senza Visual Studio ..................191
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x Il manuale del Maker domestico
Capitolo 4 Piattaforme IoT e Cloud .............................................................193Cloud computing .......................................................................193
Servizi del cloud computing ..................................................193IoT, Internet delle Cose ..............................................................196
Amazon .................................................................................198Google ..................................................................................199VMWare ...............................................................................199Microsoft Azure .....................................................................200
IoT nel cloud .............................................................................201ThingSpeak ...........................................................................202
La community hackster.io ...........................................................210Far parte della community hackster.io ....................................211
Parte II Progetti ....................................................................................213
Capitolo 5 Monitoraggio meteo .................................................................215Descrizione ................................................................................215Materiale occorrente ...................................................................215
Sensore di temperatura e umidità DHT .................................216Il circuito ....................................................................................217
Alimentazione .......................................................................217Contenitore ...........................................................................218
Il codice .....................................................................................218Codice per Arduino ...............................................................218Codice per ESP8266 .............................................................223Aggiunta di un server NTP ...................................................227ESP8266 con ThingSpeak ......................................................229Aggiungere un barometro ......................................................232Aggiungere un anemometro ..................................................233Aggiungere un anemoscopio..................................................235
Capitolo 6 Irrigazione intelligente .............................................................237Descrizione ................................................................................237Materiale occorrente ...................................................................237
Sensore di umidità del terreno ...............................................238Il circuito elettrico ......................................................................240Il circuito idraulico .....................................................................240Il codice .....................................................................................241
Capitolo 7 Serratura con impronta digitale .................................................245Descrizione ................................................................................245Materiale occorrente ...................................................................245
Sensore Fingerprint Scanner TTL GT-511C3 ........................246Collegamento del sensore Fingerprint Scanner .......................246
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Indice generale xi
Il circuito elettrico ......................................................................247Serratura elettrica ..................................................................249
Il codice .....................................................................................249Esempio 1 .............................................................................249Esempio 2 .............................................................................252Uso del display ......................................................................253Uso del relè ...........................................................................256
Capitolo 8 Sistema di allarme.....................................................................259Descrizione ................................................................................259Materiale occorrente ...................................................................259
Sensore PIR ..........................................................................260Buzzer o sirena ......................................................................260
Il circuito elettrico ......................................................................260Il codice .....................................................................................261Email o SMS in caso di allarme ...................................................263
Invio email con ESP8266.......................................................264Invio SMS con ESP8266 .......................................................267
Capitolo 9 Controllo RFID ...........................................................................269Descrizione ................................................................................269
Applicazioni ..........................................................................270Materiale occorrente ...................................................................270
Modulo RC522 ....................................................................270Il circuito ....................................................................................272
Collegamento del display .......................................................273Collegamento del modulo RC522 .........................................273Collegamento degli altri componenti .....................................274
Il codice .....................................................................................274Codice commentato ..............................................................274Procedura passo passo per il controllo accessi RFID ...............280
Capitolo 10 Apertura cancello da smartphone ...............................................283Descrizione ................................................................................283Materiale occorrente ...................................................................284Livello base .................................................................................284
Modulo Bluetooth HC-05 ....................................................284Il circuito ..............................................................................285Associazione del modem Bluetooth .......................................285Il codice ................................................................................286
Livello medio ..............................................................................287Il codice ................................................................................288nRF Master Control Panel.....................................................289Procedura per accendere/spegnere il LED ..............................289Procedura per registrare una macro ........................................289
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xii Il manuale del Maker domestico
Livello avanzato ..........................................................................292Creazione di un’app Bluetooth con Visual Studio 2017 ..........293Compilazione e distribuzione dell’app ...................................299Lo sketch BlueApp per Arduino .............................................301
Capitolo 11 Musica in casa ...........................................................................303Descrizione ................................................................................303Materiale occorrente ...................................................................304Pi MusicBox ...............................................................................304
Requisiti ...............................................................................304Installazione ...........................................................................305Win32DiskImager .................................................................306SD Formatter ........................................................................306Configurazione della rete Wi-Fi .............................................307
Funzionamento ...........................................................................308Streams ..................................................................................309Search ...................................................................................310Playlists ..................................................................................310Now Playing .........................................................................312Trasferimento di file alla card .................................................312Settings ..................................................................................313
Schede audio dedicate .................................................................315HiFiBerry Amp+ ...................................................................315
Capitolo 12 Videosorveglianza .....................................................................317Descrizione ................................................................................317Materiale occorrente ...................................................................318Il circuito elettrico ......................................................................318Il codice .....................................................................................318
Installazione di OpenCV .......................................................319Raspberry Pi Camera Module ...............................................321Test della videocamera ...........................................................321PiCamera code snippets .........................................................322ZeroView ..............................................................................326Videosorveglianza ..................................................................326Il file JSON ...........................................................................331Avvio manuale dello script .....................................................333Avvio automatico dello script ................................................333
Capitolo 13 Apriti Sesamo ............................................................................335Descrizione ................................................................................335Materiale occorrente ...................................................................335
EasyVR .................................................................................335EasyVR shield 3 ....................................................................337
Il circuito elettrico ......................................................................338
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Indice generale xiii
Il software a corredo ...................................................................339Libreria EasyVR per Arduino ................................................340EasyVR Commander ............................................................340Lo sketch di Arduino .............................................................343Programmi di utilità ...............................................................347
Voice Home Automation ............................................................351
Capitolo 14 Specchio magico ........................................................................357Descrizione ................................................................................357Materiale occorrente ...................................................................357
Specchio spia .........................................................................358Raspberry Pi Zero W ............................................................358Home page ............................................................................360Il documento index.php ........................................................362Il documento style.css ............................................................366Rotazione del display .............................................................367Salvaschermo e Chromium ....................................................368
Capitolo 15 Bilancia intelligente ..................................................................371Descrizione ................................................................................371Materiale occorrente ...................................................................371
Cella di carico .......................................................................372Amplificatore per cella di carico .............................................372
Il circuito ....................................................................................374Posizionare la cella di carico ...................................................375
Il codice .....................................................................................375Caricare lo sketch Smart Scale Bluetooth ...............................377L’applicazione Smart Scale .....................................................379Compilazione e distribuzione dell’app ...................................386
Conclusioni ................................................................................390
Appendice Elementi di meccanica classica ...................................................391Grandezze fondamentali ..............................................................391
Spazio ...................................................................................391Tempo ...................................................................................391Massa ....................................................................................393Forza .....................................................................................393
Indice analitico ................................................................................................395
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