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Una guida per capire i Microprocessori


In questi giorni di calma didattica sto cercando risorse web utili per i miei studenti e nel mio “surfare” su web ho trovato una guida che è a dir poco interessante: “Modern Microporocessors – A 90 Minute Guide!“. L’autore, Jason Patterson, premette: “ATTENZIONE: Questo articolo è destinato ad essere informale e divertente!” ed io aggiungo utilissima dal punto di vista didattico in quanto offre una visione d’insieme sull’evoluzione dei microprocessori fino ai giorni nostri.
Un articolo che consiglio di leggere a tutti quegli studenti che hanno necessità di realizzare una tesina per la maturità o per gli studenti del primo anno di ingegneria o informatica, ma anche a coloro che, pur non avendo una preparazione elettronica/informatica, vogliono mettersi al passo con i tempi.
Buona Lettura!

Simuliamo il funzionamento di Arduino con Virtual Breadboard

Tra i commenti che oggi pongo alla vostra attenzione quello che mi è stato lasciato da Willy che mi chiede se esiste un modo software per simulare il funzionamento di Arduino.
Esiste e si chiama Virtual Breadboard che consente di simulare oltre che Arduino tutta una serie di microcontrollori tra cui anche il Parallax Basic Stamp.

Vi allego il video dimostrativo, sul sito trovate un ottimo tutorial che vi spiega come utilizzarlo.

Un fumetto che insegna le basi della saldatura a stagno

Mai stato così semplice imparare a saldare!
Il fumetto che segue insegna le basi della saldatura in modo molto semplice e divertente. La realizzazione è di Mitch Altman e Andie Nordgren, per prelevare una versione in pdf del documento adatta per la stampa andate sul sito di Andie dove viene presentato il progetto, oppure seguite il link diretto al pdf.

Arduino: dimensionare la resistenza serie di protezione per un diodo led

Durante le esercitazioni di laboratorio con Arduino, giustamente alcuni studenti mi hanno fatto notare che negli esempio introdotti, in serie al diodo LED non ho inserito nessuna resistenza di protezione.
Giustissima osservazione, tenete conto però che l’inserimento del diodo LED è stato fatto sul pin 13 su cui è già predisposta su scheda una resistenza serie di 1 K Ohm è quindi non è necessaria nessuna resistenza aggiuntiva, ma in ogni caso è importante fare alcune precisazioni.
Se l’inserimento viene fatto su altri pin, diversi dal 13, è necessario inserire una resistenza di protezione che riduce la caduta di tensione sul LED, non inserendo una resistenza il diodo potrebbe bruciarsi. Per chi ha notato che il diodo, se collegato ad altro pin diverso dal 13, continua a funzionare regolarmente, ciò dipende dal fatto che l’accensione è stata limitata per un brevissimo tempo e in generale i diodi da 5mm di diametro che utilizziamo in laboratorio sono molto resistenti, in ogni caso l’assenza della resistenza di protezione riduce drasticamente il tempo di vita del LED.

A questo punto mi trovo costretto a richiamare alcune brevi nozioni sul dimensionamento della resistenza serie per un diodo LED che deve essere fatta anche tenendo conto del colore che si sta utilizzando.

La corrente di esercizio per pilotare un diodo LED oscilla tra i 15 e i 20 mA.

La caduta di tensione ai capi del LED varia in funzione del colore:

  • colore rosso: 1,8 V
  • colore giallo: 1,9 V
  • colore verde: 2,0 V
  • colore arancio: 2,0 V
  • colore blu: 3,0 V
  • colore bianco: 3,0 V

Per calcolare la resistenza R serie bisogna utilizzare la seguente formula:

R = (Vpin – V)/I

dove R e la resistenza da inserirte, Vpin la tensione nella situazione di valore logico “1” (+5V), V la caduta di tensione ai capi del diodo LED, I la corrente.

Facciamo un esempio pratico:

  • supponiamo di utilizzare un diodo LED rosso;
  • la tensione sui pin digitali quando siamo nella condizione di “ALTO” (oppure 1 o in altro modo ON) è pari a circa +5V
  • la corrente di esercizio del led è di circa 20 mA

Il valore della resistenza serie sarà:

R = (5 – 1,8)/0,02 = 160 Ohm

160 Ohm non è un valore commerciale, il primo valore disponibile è 180 Ohm e il successivo è 220 Ohm.

Noterete in ogni caso che per valori superiori fino ad 1 KOhm il diodo LED funziona senza alcun problema, ovviamente per valori più elevati di resistenza il diodo avrà una luminosità inferiore.

In allegato circuito disegnato sulla lavagna a lezione:

Lezione n.5 – microcorso di elettronica per principianti: circuito elettrico

Che cosa è un circuito elettrico?

Possiamo definire un circuito elettrico come un percorso competo per il flusso della corrente elettrica compreso il generatore di tensione.
Di seguito potete vedere un semplicissimo circuito costituito da una lampada, usata come carico ed una batteria usata come sorgente di tensione:

In questo circuito possiamo dire che il flusso di corrente parte dal polo negativo della batteria, fluisce verso il terminale A della lampadina, attravesa la lampadina fuoriesce dal terminale B per fluire poi verso il polo positivo della batteria e poi nuovamente verso il polo negativo della batteria, per incominciare nuovamente un nuovo ciclo.

Circuito aperto

Fino a quando è presente un circuito completo la corrente elettrica può fluire attraverso il circuito, se però si crea in qualche modo un’interruzione nel circuito il flusso di corrente viene fermato.

La figura mostra un circuito interrotto da un interruttre aperto. Il fluire della corrente può essere bloccato per diversi motivi:

  • conduttore interrotto
  • filamento della lampadina bruciata
  • batteria scarica
  • connessione ai componenti staccata

Tipi di circuiti elettrici

Possiamo avere due tipi fondamentali di circuiti:

  1. circuiti serie
  2. circuiti parallelo

Nelle successive lezioni imparerete a lavorare con i due tipi di circuiti e poi imparerete a combinarli insieme in quello che viene chiamato circuito serie-parallelo.

Circuiti serie

In un circuito serie è presente solamente un percorso dove la corrente può fluire per completare l’intero circuito. In modo più semplice diciamo che il flusso di corrente fluisce in egual misura attraverso ogni componente del circuito elettrico.

Nel disegno che segue abbiamo 3 lampadine connesse in serie e se per qualche motivo una di queste si dovesse fulminare (circuito aperto) il flusso di corrente si interromperebbe.

Circuito parallelo

In un circuito parallelo sono presenti tanti percorsi per il flusso di corrente quanti sono i rami paralleli nel circuito. Nel circuito che segue tutte le lampade sono connesse in parallelo con la batteria.
La corrente fluisce dalla batteria dividendosi attraverso ciascuna lampada. La somma della correnti che fluisce attraverso ciascuna lampada è uguale alla corrente che fluisce attraverso la batteria.

Circuito serie-parallelo

Un circuito serie-parallelo altro non è che una combinazione di circuiti serie e parallelo.

Il flusso di corrente va dal polo negativo della batteria verso la lampadina L1 poi si divide per fluire tra L2 ed L3. La corrente poi si riunisce per scorrere attraverso la lampadina L4 per tornare nuovamente alla batteria.
Dal circuito potete notare che la lampadina L1 ed L4 sono attraversate dalla medesima corrente mentre le lampade L2 ed L3 sono in parallelo e la corrente si divide tra i due percorsi.

Per vedere tutte le lezioni del microcorso di elettronica per principianti seguite il link.