Indice generale. Introduzione...xvii. Digitale e analogico...3
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- Aureliana Spina
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1 Introduzione...xvii Da dove iniziare?...xviii Parte I. Teoria fai da te...xviii Parte II. Programmazione fai da te...xix Parte III. Arduino fai da te...xix Parte I Capitolo 1 Capitolo 2 Teoria fai da te Digitale e analogico...3 Concetti di base... 3 Campionamento... 5 Frequenza di campionamento... 5 Risoluzione (profondità di bit)... 5 Campionamento audio... 6 Trasmissione seriale di dati...10 Codifica dei dati...10 Reti e Wi-Fi...12 CPU...12 Memoria...13 Unità di misura informatiche...14 Elettronica...21 Concetti di base...21 Tensione...24 Corrente...25 Potenza...27 Serie e parallelo...29 Milliampere/ora...30 Resistenza...30 Legge di Ohm...31
2 vi Robot Fai Da Te Capacità...31 Induttanza...33 Capitolo 3 Capitolo 4 Capitolo 5 Componenti passivi...35 Concetti di base...35 Resistore...36 Resistore fisso...36 Collegamento di resistori in serie...39 Collegamento di resistori in parallelo...39 Esperimento con un resistore...40 Resistore variabile...41 Fotoresistore...43 Condensatore...44 Collegamento di condensatori in parallelo...47 Collegamento di condensatori in serie...47 Esperimento con un condensatore...48 Induttore...49 Esperimento con un induttore...50 Trasformatore...51 Relè...51 Altri componenti...52 Oscillatore al quarzo...53 Altoparlante...53 Componenti attivi...57 Diodo...57 Diodo a giunzione...58 Diodo Schottky...58 LED...59 Diodo LASER...60 Transistor...60 Un esperimento con il transistor...62 Transistor MOSFET...66 Circuito integrato...66 Microprocessore...68 La storia in breve...69 Architettura...70 Istruzioni...71 Display...73 LED...73 LED IR...75 LED RGB...76 Display a LED 7 segmenti...76 LCD...77
3 vii Capitolo 6 Capitolo 7 Webcam...79 Webcam USB...79 Webcam Wi-Fi...80 Videocamera...81 Alimentazione...83 Pile e accumulatori...83 Pila alcalina...84 Accumulatore al nichel-cadmio...85 Accumulatore al nichel-metallo idruro...86 Accumulatore agli ioni di litio...86 Accumulatore al litio-polimero...86 Cella fotovoltaica...87 Serie e parallelo...88 Alimentatori...89 Capitolo 8 Motori elettrici...91 Motore in corrente continua...91 Motore senza spazzole...92 Motore passo-passo...93 Servomotore...93 Capitolo 9 Sensori...95 Fotorivelatori...95 Fotocellula...95 Fotodiodo...97 Fototransistor...98 Sensori all infrarosso...98 Sensori acustici...99 Trasduttore piezoelettrico...99 Sensore a ultrasuoni Accelerometro GPS Capitolo 10 Connettori Spine e prese TS mono TRS stereo RCA stereo USB MIDI Pin header Interruttori e pulsanti...107
4 viii Robot Fai Da Te Cavi Cavo coassiale Filo unipolare Capitolo 11 Capitolo 12 Memoria File system Memoria RAM Memoria ROM Schede di memoria Elementi di fisica Premessa Forza Unità di misura della forza Forza peso Effetto statico Effetto dinamico Forza di attrito Dinamica Prima legge della dinamica (principio di inerzia) Seconda legge della dinamica (conservazione della quantità di moto) Terza legge (principio di azione e reazione) Moto e velocità Moto rettilineo Sistema di riferimento del moto Velocità Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Moto circolare Radiante Moto circolare uniforme Periodo Frequenza Moto armonico Esempio di trazione Coppia Calcolo della coppia Trazione a cinghia Acustica Il suono Alcuni esempi di db usati in elettronica Ottica La luce...138
5 ix Capitolo 13 Parte II Capitolo 14 Capitolo 15 Laboratorio Premessa Attrezzatura per l elettronica Terza mano Multimetro Basetta presensibilizzata Bromografo fai da te Materiali per lo sviluppo e l incisione di PCB Incisione della basetta Attrezzatura per la meccanica Strumenti di misura meccanici Materiali vari Programmazione fai da te IDE di Arduino Premessa Installazione Esempi di codice Collegamento USB Caricamento dello sketch Verifica e compilazione Caricamento in memoria Modificare lo sketch Sketchbook Risorse Progetti Pure Data Installazione Programmazione grafica Oggetti, messaggi e numeri Modalità Edit Una patch di prova Nuova finestra Inserire oggetti Inserire messaggi Inserire numeri Effettuare i collegamenti Aggiungere un display Aggiungere uno slider All interno del file Risorse...188
6 x Robot Fai Da Te Capitolo 16 Capitolo 17 Capitolo 18 Processing Premessa Installazione Interfaccia Esempi di codice Libreria Arduino per Processing MIDI Concetti di base MIDI e audio Cantante robot Interfaccia MIDI Protocollo MIDI Struttura dei messaggi MIDI Canali MIDI Forma generica del messaggio Note On Estensione delle note MIDI Dinamica delle note MIDI Note Off Forma generica del messaggio Note Off Organizzazione dei messaggi MIDI Polyphonic Aftertouch Control Change Program Change Channel Aftertouch Pitch Bend Messaggi di sistema Un esempio di SysEx Altri messaggi di sistema Ritardi MIDI File MIDI Programmare il MIDI Open Sound Control Concetti di base Implementazioni Caratteristiche del protocollo Specifiche OSC Esempi di stringa OSC Esempi di OSC Type Tag String Esempi di messaggistica OSC Touchpad come controller Wi-Fi TouchOSC Esempio di comunicazione OSC...230
7 xi TouchOSC Editor Creare un layout con TouchOSC Editor Capitolo 19 Capitolo 20 Parte III Capitolo 21 ZigBee Standard IEEE Xbee X-CTU Configurazione del modem Programmazione del modem di trasmissione Programmazione del modem di ricezione Uso dei modem Xbee Fritzing Installazione Interfaccia Vista Breadboard Vista Schema Vista PCB Pannello componenti Inspector Esempi pratici Cosa fa il circuito Potentiometer L esempio fai da te PCB Vista PCB Esportazione del file di produzione Arduino fai da te X-duino (Arduino fai da te) Premessa ATmega Bootloader Piedinatura Analisi delle porte Schema elettrico Shield Xbee X-duino Interfaccia FTDI Alimentazione Programmazione ISP Shield fai da te Millefori con pin header impilabili per Arduino Arduino Prototyping Shield Shield su PCB...287
8 xii Robot Fai Da Te Capitolo 22 Capitolo 23 Capitolo 24 Capitolo 25 Progetto n. 1: interfaccia MIDI Premessa Schema elettrico Componenti Layout con Fritzing Codice di prova MIDI Out MIDI Thru Progetto n. 2: interfaccia LCD Premessa Schema elettrico Layout con Fritzing Descrizione dei pin del display Pin header del display Codice di esempio HelloWorld Analisi del codice CustomCharacter Matrice di pixel SerialDisplay Controllo analogico Conversione ADC Funzioni della libreria LiquidCrystal Monitoraggio dei dati MIDI Progetto n. 3: sintetizzatore Premessa Schema elettrico Layout con Fritzing Codice di esempio Pierduino Synth Progetto n. 4: controllo LED Premessa Controllo LED PWM Fading Analog Read Serial Analog In Out Serial Controllo multiplo Controllo LED di potenza Collegamento elettrico Codice di esempio...333
9 xiii Dissolvenza in apertura Dissolvenza incrociata Controllo LED RGB Codice di esempio Combinazione di colori Controllo di un display a 7 segmenti Display a 7 segmenti a catodo comune Display a 7 segmenti ad anodo comune Collegamento a una scheda Arduino Layout con Fritzing Codice di prova Array di dati Lettere sul display Capitolo 26 Capitolo 27 Capitolo 28 Progetto n. 6: controllo Wi-Fi Premessa Shield Xbee Layout con Fritzing Codice di esempio Pduino Arduino-test.pd Interfaccia TouchOSC Wi-Fi Layout con TouchOSC Editor Patch di Pure Data Progetto n. 7: controllo motori Premessa Controllo di un motore DC Controllo logico di un motore DC Tabelle per la rotazione dei motori Layout con Fritzing Codice di esempio Controllo della velocità di due motori DC Codice di esempio Controllo di un motore passo-passo Layout con Fritzing Codice di esempio Controllo di un servomotore Controllo W-Fi dei motori Progetto n. 8: sensori Premessa Sensore ottico Resistore pull-down Codice di esempio...375
10 xiv Robot Fai Da Te Display dei dati di lettura Layout con Fritzing Codice di esempio Display a 7 segmenti Codice di esempio Sensore acustico Codice di esempio Sensore di temperatura Codice di esempio Sensore di tocco Codice di esempio Capitolo 29 Progetto n. 9: balloon Wi-Fi Premessa Propulsione a elica Montaggio dei propulsori Shield motori Shield su basetta millefori Firmata Test Connessione Wi-Fi Test di connessione Wi-Fi Test del motore sinistro (1) Test del motore destro (2) Test del motore centrale (3) Test dei LED Fine del test Interfaccia di controllo Pure Data Pulsanti toggle Layout TouchOSC Test della patch Test con TouchOSC Informazioni di sicurezza Pallone della mongolfiera Elio Galleggiamento Gondola Calibrazione Viaggio nello spazio Operazioni di volo Ripresa aerea Hangar Dimensionamento...409
11 xv Capitolo 30 Robot androide Premessa Robotkea La testa Il corpo Il braccio Il piede Sezione elettronica Arduino Mega Ethernet Shield Arduino UNO (R3) Robotkea Telepresenza Robot WALL-E La testa Corpo e bracci e mani Robot pianista Stampo della testa Materiali Procedura Risorse File di supporto al libro Siti di riferimento Siti di rivenditori di Arduino e componenti elettronici Materiali vari Eventi nazionali di robotica Corsi di robotica Scuola di robotica Indice analitico...437
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