Archivi categoria: elettronica

Arduino: utilizzo del metodo parseInt() per la conversione di un stringa di testo che rappresenta un numero in un numero

Nel primo esercizio della lezione: Arduino: Stepper 28BYJ-48 – AccelStepper library veniva chiesto di impostare i parametri di azionamento del motore passo paso da Serial Monitor, questa operazione può essere svolta usando la classe toInt(), ma in modo più efficace e semplice possiamo usare la classe parseInt(). In questa breve lezione un esempio di controllo del lampeggio di un LED da Serial Monitor mediante l’uso di parseInt().

È possibile ricevere numeri con più di una cifra utilizzando i metodi parseInt e parseFloat che semplificano l’estrazione di valori numerici da seriale. (Funziona anche con Ethernet e altri oggetti derivati dalla classe Stream)

Serial.parseInt() e Serial.parseFloat() leggono i caratteri seriali e restituiscono la loro rappresentazione numerica.

I caratteri non numerici prima del numero vengono ignorati e il numero termina con il primo carattere che non è una cifra numerica (o “.” Se si utilizza parseFloat). Se non ci sono caratteri numerici nell’input, le funzioni restituiscono 0, quindi bisogna controllare i valori zero e gestirli in modo appropriato.

Nel dettaglio

  • I caratteri iniziali che non sono cifre o sono numeri negativi vengono ignorati;
  • L’analisi si interrompe quando non sono stati letti caratteri per un valore di tempo di timeout che può essere configurato oppure viene letta una non cifra;
  • Se non sono state lette cifre valide quando si verifica il timeout (vedere Serial.setTimeout ()), viene restituito 0; Serial.parseInt () eredita dalla classe Stream.

Se avete la Serial Monitor configurata per inviare una nuova riga o un ritorno a capo (o entrambi) quando fate clic su invia, parseInt o parseFloat proveranno ad interpretare il return come numero, ma poiché il ritorno a capo non è un numero il valore restituito da parseInt o parseFloat sarà zero.

Nell’esempio che segue un invio imposta blinkRitardo a zero il che implica che il LED non lampeggia.

// Prof. Maffucci Michele
// 10.11.2020
// Impostazione del delay del Blink da tastiera

int lampeggioRitardo = 0;
int chiave = 0;
void setup()
{
  Serial.begin(9600); // inizializzazione della serial monitor
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // imposta il pin come output
}
void loop()
{
  // ritardo per evitare una doppia scrittura
  // della prima stampa a monitor
  delay(1000);

  // consente di visualizzare sulla Serial Monitor
  // una sola stampa delle stringa
  if (chiave == 0) {
    Serial.print("Inserisci il ritardo in millisecondi: ");
    chiave = 1;
  }

  // Controlla se è disponibile almeno un carattere sulla seriale
  // La Serial.available() restituisce
  // 1 se presente un cattere,
  // 0 se non è presente un carattere

  if (Serial.available())
  {
    int r = Serial.parseInt(); // in r viene memorizzato il valore inserito in numero
    if (r != 0) {
      lampeggioRitardo = r;
      Serial.println(lampeggioRitardo);

      // abilita alla stampa di una nuova stringa:
      // "Inserisci il ritardo in millisecondi: "
      chiave = 0;
    }
  }
  lampeggio(); // funzione che fa lampeggiare il LED su Arduino
}

// il LED lampeggia con i tempi di
// accensione e spegnimento determinati da lampeggioRitardo
void lampeggio()
{
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  delay(lampeggioRitardo); // il delay dipende dal valore in lampeggioRitardo
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  delay(lampeggioRitardo);
}

Esercizio 1
Dato un LED RGB connesso ad Arduino, realizzare un selettore che da Serial Monitor consente di controllare l’accensione e lo spegnimento del rosso, del verde e del blu

Esercizio 2
Svolgere l’esercizio 1 della lezione Stepper 28BYJ-48 – AccelStepper library usando la parseInt()

Fare didattica laboratoriale con EduRobot Home


Sarà un anno scolastico complicato per realizzare attività di laboratorio… distanziamento fisico, uso delle attrezzature che dovranno essere continuamente sanificate, didattica digitale integrata e mille altre cose che limitano le attività nei laboratori degli ITIS e dei Professionali.
Per i ragazzi di terza superiore, per le esercitazioni di TPSEE e Sistemi, in questi giorni pensavo ai miei soliti kit, soluzioni trasportabili che mi permettono di far svolgere le esperienze di laboratorio in qualsiasi luogo della scuola. Una parte delle esercitazioni vorrei declinarle ad aspetti di automazione civile (un primo passo verso la domotica) da svolgere in modo divertente e che appassioni.

Utilizzerò prima Arduino che tutti gli allievi di tutte le mie classi posseggono in kit, aggiungeremo poi un controllo remoto via smartphone e poi si passerà al controllo con PLC, probabilmente Siemens Logo8. L’intera attività è ancora nella mia testa ma sicuramente si farà insieme alle altre parti del programma.
Le specifiche del kit sempre le solite: che stia sul banco di lavoro (480mm x 277mm), facilmente trasportabile, economico, di facile realizzazione (assemblaggio con colla vinilica o viti), da assegnare ad ogni singolo studente (importante!) e di compensato, in modo che possa essere prodotto rapidamente con il taglio laser che abbiamo a scuola. Ho realizzato una bozza del progetto a cui ho aggiunto una maniglia in modo che il kit possa essere traportato da un laboratorio all’altro come una valigetta.

Nei prossimi giorni proverò a realizzare il primo prototipo pensando anche ad alcune esercitazioni di base che possano in qualche modo far appassionare ancor di più i ragazzi. Ovviamente se il progetto risulta presentabile condivido con voi.
Aggiungo quindi alla famiglia EduRobot il piccolo progetto: EduRobot Home.

Alla scoperta del micromondo

La vista non è più quella di un tempo, identificare codici sui componenti elettronici diventa complicato e quindi una bella lente di ingrandimento è essenziale, ma un microscopio digitale USB (economico) risulta ancora più interessante, un modo didatticamente coinvolgente per sprofondare nel “micromondo”. L’idea di utilizzare questo dispositivo nasce, più che dai problemi di vista, dalla necessità di fotografare e filmare i componenti elettronici e schede elettroniche da mostrare agli studenti. Per rendere più agevole l’utilizzo del microscopio ho trovato su Thingiverse diversi supporti che permettono di movimentare verticalmente il microscopio, tra questi ho selezionato quello che potete vedere nelle fotografie sottostanti i cui sorgenti possono essere reperiti seguendo il link. Sto realizzando una versione mia personale che cercherò di concludere e condividere con voi. Non vi nego che con molto divertimento sto fotografando ogni cosa, cristalli di cloruro di sodio, insetti, vegetali, i led RGB che compongono i pixel del monitor, i componenti di Arduino UNO R3, ho provato con successo a tagliato un diodo LED per fotografarne l’anodo e il catodo e molto altro… strumento utile 🙂

Buon Making a tutti 🙂

MicroCon 2020


Il lockdown come ben sapete ha creato nella scuola numerose criticità che hanno mutato radicalmente il nostro modo di studiare ed insegnare. Come insegnate di materia tecnica che vive quotidianamente il laboratorio ho necessariamente bisogno di pensare e sviluppare diverse modalità di making elettronico/didattico che da settembre bisognerà adottare a scuola in una situazione in cui tempi e comportamenti del fare e costruire saranno da rimodulare.

Ma come fare tutto ciò?

Pensieri, progetti nascenti, sperimentazioni di nuove tecnologie questo ed altro il 9 maggio al MicroCon 2020, evento online in cui si parlerà di elettronica, microcontrollori e di nuove frontiere dell’apprendimento nel settore delle nuove tecnologie.

La conferenza online e organizzata da Paolo Aliverti e Pier Aisa entrambi maker che da anni svolgono in modo egregio la loro opera di divulgazione nel settore dell’elettronica.

Maggiori informazioni sul programma e i relatori che interverranno su: www.microcon.it
Per partecipare è indispensabile l’iscrizione gratuita al seguente link.

Ringrazio Paolo e Pier per l’invito 🙂

Vi aspettiamo all’evento.

5 min al giorno di sperimentazione con M5Stack mini – Sensore TOF

Buoni propositi: utilizzare 5 minuti della mia giornata di lavoro per sperimentare alcuni utilizzi di M5Stick Mini, ma anche per sollecitare la curiosità e voglia di sperimentazione da parte dei miei studenti… pillole tecnologiche 🙂
Recentemente ho acquistato un sensore ToF (Time of Flight: tempo di volo) VL53L0X con connettore GROVE per effettuare misure precise sulla della distanza di ostacoli con M5Stick mini.

Un sensore ToF effettua un conteggio del tempo totale di volo dei fotoni dal momento in cui vengono emessi da un piccolissimo raggio laser al momento in cui viene rilevata la riflessione su un fotodiodo collocato sul sensore.
In generale il tempo di volo (spesso indicato con TOF, dall’inglese Time Of Flight) indica la misura del tempo impiegato da un oggetto, una particella o un’onda (elettromagnetica, acustica, elettromagnetica o di altro tipo) per percorrere una certa distanza in un mezzo determinato. (fonte: Wikipedia)
Il sensore è in grado di fornire una misura molto precisa della distanza, indipendentemente dalla riflettanza della superficie incidente.

Il sensore ToF di cui dispongo è un VL53L0X che incorporato un emettitore Laser VCSEL ed un fotodiodiodo ricevitore SPAD. Il laser è in grado di emettere impulsi a 940 nm (prossimi al campo infrarosso). Il fotodiodiodo SPAD è estremamente sensibile al singolo fotone e grazie alla schermatura di cui è costituito riceve soltanto la lunghezza d’onda di 940 nm del laser.

Il sensore che sto utilizzando sul mio M5Stick mini connesso in I2C, è in grado di misurare la distanza di oggetti dai 30mm a 800 mm, ma in commercio è possibile trovare sensori che sono in grado di misurare con precisione distanze fino a 2m. Campi di impiego: telecamere, macchine fotografiche, smartphone e sensoristica industriale.

L’integrato elettronico VL53L0 viene prodotto dalla ST Microelettronics, seguendo il link trovate maggiori informazioni tecniche.

Durante le nostre sperimentazioni elettroniche a scuola, spesso usiamo sensori basati sull’uso di un diodo LED emettitore di infrarossi ed un fotodiodi ad infrarossi ricevente  che sono influenzati dalla luce ambiente e dall’assorbimento della luce rilevata. Stessa cosa capita nel caso si utilizzi sensori ad ultrasuoni, dove la misura della distanza è fortemente dipendente dall’angolo di incidenza dell’onda ultrasonica e dalla fonoassobenza degli ostacoli di cui si vuole misurare la distanza.

Per maggiori informazioni sulle nozioni di base sull’utilizzo dei sensori ToF vi rimando al breve articolo di digikey dove oltre a presentare la tecnologia ToF, trovate dettagli interessanti su altre tecnologie utilizzate per la rilevazione della distanza degli ostacoli.
Nell’articolo si ripercorre la storia della sensistica per la misurazione degli ostacoli:

  • sensori di prossimità delle prime macchine fotografiche della Polaroid
  • sensori ad ultrasuoni come gli SR-HC04 che utilizziamo nelle sperimentazioni con Arduino
  • sensori ad infrarossi della Sharp
  • sensori ToF

Trovate il sensore ToF VL53L0X su schede che possono essere comodamente connessi in I2C ad Arduino a costi estremamente contenuti.

L’utilizzo del sensore ToF con M5Stick mini è estremamente semplice.

E’ sufficiente aggiungere tra i sensori disponibili il ToF, così come indicato nell’immagine che segue ed utilizzare così l’istruzione che permette di misurare la distanza dell’ostacolo.

Nel programma indicato di seguito viene misurate la distanza dell’ostacolo è nel caso in cui la misura sia inferiore ai 50 mm viene acceso il LED rosso disposto sull’M5Stick mini.

Ovviamente sviluppare ora un sistema per valutare il tempo necessario per lavarsi le mani, così come indicato nell’articolo: Arduino – Esercizio: Realizzare un timer per il lavaggio delle mani risulta semplicissimo.

Buona sperimentazione a tutti 🙂