ELECTRONICS LAB [WITH ARDUINO]

ELECTRONICS LAB [WITH ARDUINO] >>> DAY #3 Daniele Costarella Salvatore Carotenuto Teatro Carlo Gesualdo / Casina Del Principe Avellino

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Il programma di oggi ambient and human interaction: sensori di luminosità; sensori di temperatura; sensori di prossimità; comunicazione seriale; audio input; la libreria Cap-Sense per il touch detection; effetti di luce in base a stimoli esterni: VU meters; realtime sound generation; 3

4 Sensori di luminosità / colore Programmable Color Light-to-Frequency Converter Module http://www.elecfreaks.com/store/programmable-color-lighttofrequency-converter-module-p-258.html?zenid=3ceplft7hf1shglnamuta9cp02

Sensori di temperatura MCP9700 http://www.microchip.com/wwwproducts/devices.aspx?ddocname=en022289 5

Sensori di prossimità / distanza Distance Sensing With Ultrasonic Sensor and Arduino http://www.tautvidas.com/blog/2012/08/distance-sensing-with-ultrasonic-sensor-and-arduino/ 6

7 Elementi di programmazione Il ciclo while e do/while Simbolo while (condizione) // < codice da ripetere > // do // < codice da ripetere > // while (condizione) Spiegazione Esegue un blocco di codice fin tanto che la condizione test è vera. Esegue un blocco di codice fin tanto che la condizione test è vera, con la differenza, però, che il ciclo viene eseguito almeno una volta. La condizione, infatti, viene testata a fine ciclo.

8 Comunicazione seriale: pilotiamo un LED a comando //Flussi 2013 DAY 3: Comunicazione seriale int LED = 12; // stringa per contenere il comando ricevuto String command = ""; void setup() pinmode(led, OUTPUT); Serial.begin(9600); void loop() command = ""; // azzera la stringa // finchè ci sono caratteri disponibili... while(serial.available()) char c = Serial.read(); // legge un carattere... command.concat(c); //...e lo concatena alla stringa delay(10); // attende 10 msec // controlla se sono stati letti dei caratteri if(command!= "") parsecommand(); // interpreta il comando ricevuto [ Continua ]

9 Comunicazione seriale: pilotiamo un LED a comando // in questa funzione interpretiamo il comando ricevuto void parsecommand() if( command == "ON" ) // se abbiamo ricevuto "ON"... digitalwrite(led, HIGH); Serial.println("LED ON!"); else if( command == "OFF" ) // se abbiamo ricevuto "OFF"... digitalwrite(led, LOW); Serial.println("LED OFF!"); else // se siamo qui, significa che il comando // non è tra quelli ammessi Serial.println("Uh?!?");

10 Audio input: mettiamo le orecchie al nostro Arduino Semplice preamplificatore con Amplificatore Operazionale LM358 (o equivalenti)

Audio input: mettiamo le orecchie al nostro Arduino 11

12 Audio input: mettiamo le orecchie al nostro Arduino. Ecco il codice: /* FLUSSI 2013 Arduino CLAP Sensor Questo sketch permette di accendere un LED quando viene rilevato un suono di una certa intensità, come un battito di mani */ // LED collegato al pin 12 int LED = 12; void setup() pinmode(led, OUTPUT); // avvia il collegamento seriale Serial.begin(9600); [ Continua ]

13 Audio input: mettiamo le orecchie al nostro Arduino. Ecco il codice: void loop() // leggiamo l'output del sensore collegato sul pin A0 int sensorvalue = analogread(a0); Serial.println(sensorValue); // controlliamo se il livello del suono rilevato // supera una certa soglia. // Nota: questa soglia va calibrata in base al // livello del segnale in uscita dal preamplificatore, // e all'intensità del rumore che vogliamo rilevare if (sensorvalue > 580) // accendiamo il LED per 500 msec digitalwrite(led, HIGH); delay(500); else digitalwrite(led, LOW); delay(50);

Elementi di programmazione Arduino: le librerie?!?!?? 14

Elementi di programmazione Arduino: le librerie Una libreria, in Informatica, è un insieme di funzioni o strutture dati predisposte per essere collegate a un programma software attraverso opportuno collegamento. Il termine libreria nasce da un'errata traduzione dell'inglese library (letteralmente, biblioteca), ma ormai è così diffuso nel vocabolario dei professionisti da essere accettato quale esatta traduzione. Anche l'ide di Arduino supporta l'uso delle librerie. Grazie ad esse, possiamo estendere rapidamente le funzionalità del nostro software utilizzando, appunto, le funzioni presenti nelle librerie, scritte da altre persone della community di Arduino. Allo stesso modo, possiamo creare delle nostre librerie e metterle a disposizione di tutta la community. 15

Elementi di programmazione Arduino: le librerie Sulla sezione playground del sito ufficiale Arduino possiamo trovare tutte le librerie per gli usi più disparati http://playground.arduino.cc//main/librarylist 16

17 La libreria CapSense Un corpo umano che si avvicina al sensore capacitivo introduce una variazione di capacità nel circuito. Il microcontrollore è in grado di misurare tale variazione, ed è quindi possibile un'interazione.

La libreria CapSense: installazione Come per le altre librerie per Arduino, l'installazione di CapSense consiste semplicemente nello scaricare da internet un archivio compresso e decomprimerlo nella directory libraries presente nella directory di default degli sketches. Per conoscere il path di questa directory, basta selezionare File Preferences nell'ide di Arduino 18

La libreria CapSense: montiamo il circuito... 19

20...e scriviamo il codice #include <CapacitiveSensor.h> //CapSense Library Demo Sketch // LED sul pin 13 #define LED 13 // resistore da 1 megaohm tra i pin 4 e 2 // nota: aumentando il valore del resistore, è // possibile aumentare la distanza di rilevamento // pin 2: sensor pin CapacitiveSensor cs_4_2 = CapacitiveSensor(4,2); void setup() // imposta il pin del LED come uscita digitale pinmode(led, OUTPUT); // // disattiva l'autocalibrazione sul canale 1 cs_4_2.set_cs_autocal_millis(0xffffffff); // // inizializza la comunicazione seriale Serial.begin(9600); [Continua...]

21...e scriviamo il codice void loop() long start = millis(); long total = cs_4_2.capacitivesensor(30); // check on performance in milliseconds????? Serial.print(millis() - start); // stampa il valore del sensore sulla porta seriale Serial.print(total); Serial.print("\t"); // accende o spegne il LED in base al valore rilevato digitalwrite(led, (total >????)? HIGH : LOW); // ritardo necessario per la porta seriale delay(10);

Effetti di luce in base a stimoli esterni: costruiamo un semplice VU-Meter 22

23 Effetti di luce in base a stimoli esterni: costruiamo un semplice VU-Meter //Flussi 2013 DAY 3: il VU-Meter #define INPUT_PIN 0 #define NUMERO_LED 0 // audio input pin // numero led sul circuito #define INPUT_MAX 1024 // massimo valore ammesso in input // soglia per singolo LED #define STEP_LED INPUT_MAX / NUMERO_LED // definiamo i pin utilizzati per i LED int led[] = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ; int inputlevel = 0; // livello del segnale in ingresso int i; // variabile usata per i cicli void setup() // definiamo tutti i pin dei LED come output for (i = 0; i < NUMERO_LED; i++) pinmode(led[i], OUTPUT);

24 Effetti di luce in base a stimoli esterni: costruiamo un semplice VU-Meter void loop() // legge il livello dell'input inputlevel = analogread(input_pin); // accende o spegne i LED a seconda del livello letto for (i = 0; i < NUMERO_LED; i++) if(inputlevel > (STEP_LED * i)) digitalwrite(led[i], HIGH); else digitalwrite(led[i], LOW);

Realtime sound generation La libreria MOZZI http://sensorium.github.io/mozzi/ 25

FINE... HAPPY HACKING!