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Errori comuni nell’uso di Arduino – inserire void davanti alla funzione chiamata

Ho rilevato che alcune volte alcuni allievi nella chiamata di una funzione inseriscono il tipo restituito dalla funzione davanti alla funzione chiamata, ciò può essere fatto solamente nella dichiarazione del prototipo di funzione.
Il prototipo di una funzione costituisce una dichiarazione della funzione e fornisce al compilatore le informazioni indispensabili per gestire la funzione.
Nella definizione di una funzione, viene indicato anche ciò che deve fare la funzione quando viene invocata, specificato nel corpo della funzione.

Lo sketch che segue non chiama la funzione miSentoFortunato()

1void setup() {
2  Serial.begin(9600);
3}
4 
5void loop() {
6 
7  // inserendo void nella chiamata di funzione
8  // NON verrà chiamata la funzione miSentoFortunato() 
9  void miSentoFortunato();
10}
11 
12void miSentoFortunato() {
13  Serial.println("Oggi mi sento fortunato :-)");
14}

Attenzione che in fase di compilazione e trasferimento non verrà restituito nessuno errore da parte del compilatore quindi l’individuazione dell’errore in un codice più esteso potrebbe essere di difficile individuazione.

Codice corretto

1void setup() {
2  Serial.begin(9600);
3}
4 
5void loop() {
6 
7  // eliminando void nella chiamata di funzione
8  // verrà chiamata la funzione miSentoFortunato() 
9  miSentoFortunato();
10}
11 
12void miSentoFortunato() {
13  Serial.println("Oggi mi sento fortunato :-)");
14}

Esercizio 1

Perché il codice che segue non restituisce errore?

1void setup() {
2  Serial.begin(9600);
3}
4void loop() {
5  void miSentoFortunato();
6}

Esercizio 2

Perché il codice che segue non restituisce errore?

1void setup() {
2  Serial.begin(9600);
3}
4void loop() {
5  // :-)
6}
7void miSentoFortunato();

Esercizio 3

Perché il codice che segue restituisce errore?

1void setup() {
2  Serial.begin(9600);
3}
4void loop() {
5 
6  void miSentoFortunato() {
7  // :-)
8  }
9}

Per i miei allievi: il primo che risponde correttamente vince una scheda Arduino (non è uno scherzo)

Errori comuni nell’uso di Arduino – usare troppa memoria RAM

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Nella collezione degli errori nell’uso di Arduino aggiungo l’uso improprio della memoria Flash (RAM) disponibile all’interno del microcontrollore. La dimensione della memoria RAM differisce sulle varie schede Arduino, nell’esempio prendo in considerazione la scheda Arduino UNO R3.

Nell’esempio che segue, un semplice Blink, viene dichiarato un array di interi che in fase di compilazione provocherà un errore di dimensione troppo grande dell’array:

1// laMiaCollezione è un array di interi che ha una dimensione di:
2// (20000x16)/8=40kB
3// superiore alla RAM disponibile in un Arduino UNO R3 che è di 32kB 
4// si faccia riferimento al seguente link:
5// https://www.arduino.cc/en/tutorial/memory
6 
7int laMiaCollezione[20000];
8 
9void setup() {
10  Serial.begin (9600);
11  Serial.println ("Avvio programma");
12  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
13}
14 
15void loop() {
16  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
17  delay(1000);
18  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
19  delay(1000); 
20}

Dovreste rilevare l’errore indicato nell’immagine che segue:

Se non vedete il led L (connesso al pin13) lampeggiare o rilevate un errore simile a quello indicato nell’immagine sopra, vuol dire che state utilizzando troppa memoria RAM. Fate attenzione che molte librerie utilizzano la RAM (ad es. Libreria di schede SD, librerie LCD, ecc.).

Nel link allegato nello sketch di esempio potete consultare la pagina specifica di Arduino.cc in cui viene spiegato come viene usata la memoria sull’Arduino UNO R3:

Flash 32k byte (di cui 0.5k usato per il bootloader)
SRAM 2k byte
EEPROM 1k byte

Nel dettaglio:

32kB (1024×32=32768bit) di memoria Flash di cui 0,5 kB (equivalenti a 512 bit) sono dedicati al bootloader.
Il microcontrollore presente sull’Arduino UNO R3 è un ATmega328P. All’interno della memoria Flash (RAM) del microcontrollore è presente una zona di memoria riservata in cui viene allocato il Bootloader, un programma che ha il compito di controllare se dopo il reset della scheda vie è la possibilità di caricare in memoria, tramite la USB, un nuovo programma creato dall’utente. Se non è presente nessun nuovo programma il controllo passa all’inizio del programma presente in memoria, quello precedentemente caricato e viene eseguito e il controllo non ritorna più al Bootloader fino a quando non si esegue un nuovo reset della scheda, reset che avviene quando viene caricato una nuovo programma dell’utente.
2 KB di SRAM (2048 bit), è una RAM statica volatile utilizzata per gestire le variabili contenute nel programma (sketch) creato dall’utente e i dati che servono al microcontrollore per funzionare.
1KB di EEPROM (1024 bit) memoria i cui valori vengono mantenuti anche quando la scheda viene spenta.

Esercizio

Nello sketch riportato sopra quel è il numero massimo di interi che può ospitare l’array laMiaCollezione affinché non si incorri nell’errore di memoria RAM piena?

Arduino – Esercizio: Realizzare un timer per il lavaggio delle mani

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Di seguito mostro parte della soluzione agli esercizi assegnati ai miei studenti negli scorsi giorni in riferimento alla progettazione di un semplice dispositivo di automazione da collocare in bagno in prossimità del lavandino, in grado di rilevare ad una distanza minima fissata la presenza delle mani e l’avvio di un timer che mostra il trascorrere del tempo. L’indicazione del tempo che trascorre viene realizzata con un servomotore a cui dovrà poi essere fissata una lancetta e che mostra il trascorrere del tempo su una scala graduata. Il tempo di lavaggio viene fissato a 30 secondi. Sulla serial monitor dovrà essere indicato lo stato di avvio del sistema ed il tempo.

Soluzione

Controllo servomotore

1// Prof. Maffucci Michele
2// gestione servomotore
3 
4#include <Servo.h>
5 
6int pos = 0;
7 
8Servo mioServo;
9 
10// scrivere pos +=1 è la stessa cosa che scrivere pos = pos + 1
11 
12void setup()
13{
14  mioServo.attach(9);
15}
16 
17void loop()
18{
19  // muove il servo da 0 a 180 gradi
20  // con passi di 1 grado
21   
22 for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {
23    // viene detto al servo di posizionarsi
24    // nella posizione inserita nella variabile 'pos'
25    mioServo.write(pos);
26    // attende 15 ms wait 15 ms
27    // per far raggiungere il sevo la posizione
28    delay(15); // attesa di 15 millisecondi
29  }
30  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {
31    // viene detto al servo di posizionarsi
32    // nella posizione inserita nella variabile 'pos'
33    mioServo.write(pos);
34    // attende 15 ms wait 15 ms
35    // per far raggiungere il sevo la posizione
36    delay(15); // attesa di 15 millisecondi
37  }  
38}

Controllo sensore ultrasuoni

1// Prof. Maffucci Michele
2// Impostazione sensore ultrasuoni
3 
4// distanza minima dell'ostacolo (in cm)
5 
6const int distanzaMinima = 20;
7int misuraDistanza = 0;
8 
9long durata;          // durata dell'impulso
10long distanza;        // distanza dell'oggetto
11int pin_segnale = 7;  // pin Arduino a cui è collegato il sensore SR04
12int pin_trig = 10;    // pin Arduino a cui è collegato il sensore SR04
13 
14 
15void setup()
16{
17    Serial.begin(9600);
18    pinMode(pin_trig, OUTPUT);
19    pinMode(pin_segnale, INPUT);
20    Serial.println("Sensore ad ultrasuini");
21}
22 
23void loop()
24{
25  Serial.print("Distanza ostacolo: ");
26  Serial.println(distanzaOstacolo());
27  delay(100);
28}
29 
30// rilevazione distanza ostacolo
31 
32// misura la distanza dell'ostacolo
33long distanzaOstacolo()
34{
35  digitalWrite(pin_trig, LOW);
36  delayMicroseconds(2);
37  digitalWrite(pin_trig, HIGH);
38  delayMicroseconds(10);
39  digitalWrite(pin_trig, LOW);
40  durata = pulseIn(pin_segnale, HIGH);
41  distanza = (durata / 2) / 29.1;
42  delay(100);
43  return distanza;
44}

Timer lavaggio mani

1// Prof. Maffucci Michele
2// realizzazione di un timer
3// per il lavaggio delle mani
4// in un tempo di 30 secondi
5 
6#include <Servo.h>
7 
8// Impostazione servomotore
9int pos = 0;
10 
11Servo mioServo;
12 
13// Impostazione sensore ultrasuoni
14 
15// distanza minima dell'ostacolo (in cm)
16 
17const int distanzaOstacolo = 20;
18int misuraDistanza = 0;
19 
20long durata;          // durata dell'impulso
21long distanza;        // distanza dell'oggetto
22int pin_echo = 7;     // pin Arduino a cui è collegato il sensore SR04
23int pin_trig = 10;    // pin Arduino a cui è collegato il sensore SR04
24 
25void setup() {
26    Serial.begin(9600);
27    mioServo.attach(9);
28    pinMode(pin_trig, OUTPUT);
29    pinMode(pin_echo, INPUT);
30     
31// Posizionamento iniziale del servo
32   
33  mioServo.write(180);
34  delay(500);
35  mioServo.write(0);
36  delay(500);
37  mioServo.write(180);
38 
39// Avvio alla partenza
40   
41  Serial.println("Avvio programma lavaggio mani"); 
42}
43 
44void loop() {
45   
46  // Se la distanza delle mani dal rubinetto è
47  // inferiore alla distanzaOstacolo si avvia il timer
48   
49    if (misuraDistanzaOstacolo() < distanzaOstacolo) {
50        contoAllaRovesciaServo();
51  }
52  delay(100);
53}
54 
55 
56// Conto alla rovescia
57// sposta il servo di 6 gradi ogni secondo
58 
59void contoAllaRovesciaServo() {
60  Serial.println("Conto alla rovescia: ");
61  int passi = 30;
62   
63  for (int i = passi; i >= 0; i--) {
64 
65    mioServo.write(i * 6);
66    delay(1000);
67    Serial.print(i);
68    Serial.println(" sec");
69 
70  }
71 
72  // azzeramento del servo.
73  // Le mani sono pulite
74  mioServo.write(180);
75  delay(500);
76}
77 
78// misura la distanza dell'ostacolo
79long misuraDistanzaOstacolo()
80{
81  digitalWrite(pin_trig, LOW);
82  delayMicroseconds(2);
83  digitalWrite(pin_trig, HIGH);
84  delayMicroseconds(10);
85  digitalWrite(pin_trig, LOW);
86  durata = pulseIn(pin_echo, HIGH);
87  distanza = (durata / 2) / 29.1;
88  delay(100);
89  return distanza;
90}

Esercizio 1

Modificare lo sketch precedente aggiungendo due LED, verde e rosso. Lo stato di riposo, timer non funzionante, deve essere indicato dal LED verde acceso e Led rosso spento, mentre lo stato di funzionamento del timer deve essere evidenziato dal LED verde spento e LED rosso acceso.

Esercizio 2

Modificare lo sketch precedente aggiungendo due LED, verde e rosso e un buzzer. Lo stato di riposo, timer non funzionante, deve essere indicato dal LED verde acceso e Led rosso spento, all’avvio del timer il buzzer deve emettere una nota ad una frequenza fissata per un tempo di 1 secondo. Lo stato di funzionamento del timer deve essere evidenziato dal LED verde spento e LED rosso acceso, allo scadere del tempo di lavaggio deve essere emessa una nota di durata 1 secondo ad una frequenza diversa dalla nota di avvio.

Esercizio 3

Realizzare l’esercizio 2 con le medesime caratteristiche e componenti, però sostituendo il servomotore usato come indicatore, con un display LCD 16×2 che indichi il trascorrere del tempo.

Buon lavoro

Errori comuni nell’uso di Arduino – inizializzazione di più variabili

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La tentazione di risparmiare linee di codice è sempre in agguato e tentare di inizializzare più variabili su una sola riga è forte, però alcune volte ciò che intendiamo fare non corrisponde a ciò che correttamente intende il compilatore.

Con la scrittura:

`1`	`int` `x, y, z = 67;`

non viene assegnato il valore 67 ad ogni singola variabile, ma solamente la variabile z viene inizializzata a 67.

L’errore quindi non risiede nella scrittura, il compilatore non restituirà errore, ma nel modo in cui il programmatore intende l’assegnamento credendo che tutte le variabili vengano inizializzate a 67.

La scrittura

`1`	`int` `x = 67, y = 67, z = 67;`

permette l’assegnamento del valore 67 ad ogni singola variabile. Si ricordi di separare ogni assegnamento da una virgola, ciò accade solo e soltanto se si indicano tipo e assegnamento su stessa linea.

Per l’assegnamento di valori diversi scriveremo:

`1`	`int` `x = 99, y = 3, z = 67;`

Io in genere preferisco una scrittura di questo tipo:

1int x = 99;
2int y = 3;
3int z = 67;

che permette di visualizzare meglio le variabili utilizzate, non favorisce fraintendimenti nell’assegnamento e permette inoltre di scrivere chiaramente un commento a lato di ogni assegnamento.

Esercizio (semplice semplice ) per i miei studenti:

Realizzare uno sketch che dimostra quanto esposto in questo post.

Buon Coding

Errori comuni nell’uso di Arduino – dimenticare il punto e virgola dopo il return

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Errore:

1if (contatore < 60)
2    return    // manca il punto e virgola
3contatore = contatore + 1;

Il codice sopra viene compilato come se fosse:

`1`	`if` `(contatore < 60)`

`2`	`return` `contatore = contatore + 1;`

Si ricorda che dopo un return incondizionato il codice che segue non verrà mai eseguito.

Ad esempio:

1contatore = contatore + 1;
2return contatore;
3contatore = 10; // questa linea di codice non verrà mai eseguita

Esercizio (semplice semplice ) per i miei studenti di terza:

Realizzare due sketch che accettano un input numerico intero da tastiera (sulla Serial Monitor) che dimostrano le due situazioni esposte nella spiegazione precedente.

Michele Maffucci

… my stories, life and work

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Errori comuni nell’uso di Arduino – inserire void davanti alla funzione chiamata

Errori comuni nell’uso di Arduino – usare troppa memoria RAM

Arduino – Esercizio: Realizzare un timer per il lavaggio delle mani

Errori comuni nell’uso di Arduino – inizializzazione di più variabili

Errori comuni nell’uso di Arduino – dimenticare il punto e virgola dopo il return

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