Corso Base Arduino ed Elettronica

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Italo Vecchio
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1 Corso Base Arduino ed Elettronica Primo incontro del 18/11 Introduzione ad Arduino e basi di elettronica Relatore: Roberto Beligni rbeligni@altratecnoloiga.com

2 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.

3 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.

4 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 fondatori del progetto.

5 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.

6 Open Software Open Hardware i codici sorgente, il bootloader e l'ambiente di sviluppo sono liberamente scaricabili posso modificare / ricostruire una scheda Arduino, e mettere in commercio dei cloni

7 Gli Origin ali Arduino UNO Arduino mega Arduino n ano

8 Arduino Leonardo Arduino Robot Arduino Esplora

9 Seeduino BreadBoard Arduino Cloni

10 Lilypad: arduino modificato per essere cucito su abiti e tessuti in genere

11 Applicazione di LilyPad su

12 Cos'è un microcontrollore E' un componente elettronico programmabile che consente di sviluppare dispositivi intelligenti a basso costo. È un piccolo computer, con velocità e memoria ridotta, quindi consumi inferiori

13 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)

14 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).

15 Programmare arduino Arduino ha un suo ambiente di sviluppo detto IDE gratuito e multipiattaforma scaricabile da internet per verificare la correttezza del listato e compilarlo per creare un nuovo file per aprirne uno per salvarlo per caricarlo sulla scheda

16 C++ su arduino void setup() { //istruzioni eseguite solo la prima volta } void loop() { //istruzioni eseguite finché il micro è alimentato } Queste due funzioni devono essere sempre presenti nel listato, sono il punto di partenza di tutto il programma setup() loop()

17 Far lampeggiare un led Helloblink.ino const short int led = 12; void setup() { pinmode(led,output); } void loop() { digitalwrite(led,high); delay(500); digitalwrite(led,low); delay(500); }

18 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

19 La piedinatura di arduino 14 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

20 La piedinatura di arduino

21 Cosa vedremo in questo corso...

22 Adesso parliamo un po' di Elettronica di base

23 Elettronica di base I 220 Volt che escono dalla presa del muro cosa sono?

24 Elettronica di base Differenza 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]

25 Elettronica di base Generatore di tensione: continua (pila, cella solare) alternata (dinamo, alternatore)

26 Elettronica di base Resistenza: Si oppone al flusso degli elettroni Lo fa dissipando la corrente trasformandola in calore Si misura in ohm [Ω]

27 Elettronica di base Colori delle resistenze

28 Elettronica di base Resistenze in serie e in parallelo Due resistenze collegate in serie equivalgono ad una resistenza pari alla somma delle due. 10Ω Due resistenze collegate in parallelo equivalgono ad una resistenza, di valore Rtot = 10Ω 10Ω 20Ω 10Ω R1 R2 5Ω

29 Elettronica di base Potenziometro 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)

30 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.

31 Elettronica di base Diodo 0,7 V

32 Elettronica di base Prima legge di Ohm La 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)

33 Elettronica di base POTENZA (effetto Joule) P=V I Si misura in Watt [W] Watt = Volt * Amper

34 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

35 Elettronica di base 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 V A

36 Elettronica di base Come leggere i sensori analogici - il partitore di tensione

37 Corso base arduino ed elettronica Licenza Creative Commons Questa opera di Roberto Beligni è concessa in licenza sotto la Licenza Creative Commons Attribuzione Non commerciale Condividi allo stesso modo 3.0 Italia.

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