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Idee STEAM: l’oloide, un oggetto affascinante per scoprire la bellezza della geometria e della matematica

Nell’ambito delle sperimentazioni per lo sviluppo di attività STEAM che sto conducendo, ho pensato di integrare le mie esercitazioni di modellazione e stampa 3D per gli allievi più giovani con la realizzazione di solidi geometrici per me affascinanti. Da quello che ho notato sono oggetti capaci di catturare l’attenzione degli allievi e stimolarne la curiosità. Tra le forme geometriche selezionate l’oloide si è rivelato particolarmente efficace: durante le prime sperimentazioni che ho condotto, gli allievi sembravano quasi ipnotizzati e parecchio curiosi nel vedere il suo movimento così insolito.

L’oloide è un solido geometrico scoperto nel 1929 dal matematico e scultore svizzero Paul Schatz. A prima vista, la sua forma può sembrare irregolare, ma in realtà è un oggetto matematicamente definito, costruito a partire da due cerchi identici disposti in un modo particolare nello spazio. Viene definito come “l’inviluppo convesso di 2 circonferenze di raggio R uguali tra loro, disposte su 2 piani ortogonali e tali che ognuna delle 2 passi per il centro dell’altra.”

Una delle sue caratteristiche più affascinanti è il modo in cui rotola: pur non avendo superfici piane di appoggio come una ruota, l’oloide si muove con un’oscillazione particolare, alternando punti di contatto con il piano su cui si sposta percorrendo una linea retta.

Questo movimento unico lo rende particolarmente interessante per attività didattiche, in quanto permette di esplorare concetti di geometria, fisica e cinetica in modo visivamente coinvolgente.

Il suo moto vacillante incuriosisce gli studenti e genera un effetto di sorpresa, diventando così un perfetto strumento rompighiaccio in classe. Credo possa essere utilizzato in diversi modi:

osservazione e discussione: si può chiedere agli studenti di ipotizzare come potrebbe muoversi prima di vederlo in azione.
esperimenti pratici: lasciarlo rotolare su superfici diverse e analizzare il suo comportamento.
collegamenti interdisciplinari: l’oloide può essere un punto di partenza per approfondire concetti di matematica, fisica e persino arte e design.

Questa forma geometrica come altre che sto selezionando, permettendo agli studenti di scoprire la bellezza della geometria in modo giocoso e coinvolgente pertanto ho pensato di utilizzarlo durante i corsi di stampa 3D in modo da favorire l’inclusione, la partecipazione e l’apprendimento attivo.

Online potete trovare numerosi progetti tra cui quello che vi allego:

Modello 3D dell’oloide

Il modello è pronto per la stampa, ma necessita di supporti per essere realizzato correttamente. Se volete portare l’oloide in classe, vi consiglio di sperimentare con diverse dimensioni e materiali per ottenere il miglior effetto possibile.

Buona sperimentazione 🙂

Risorse:

Arduino UNO R4 WiFi – DAC – generazione di onde sinusoidali, quadre e a dente di sega

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Una delle nuove caratteristiche presenti in entrambe le schede Arduino Uno R4, Minima e WiFi, è l’inclusione di un singolo DAC a 12 bit. Questo può generare tensioni di uscita discrete da 0 a 5 volt. Poiché questa funzionalità può essere di estremo interesse nelle attività di laboratorio di Elettronica ne indico di seguito il principio di funzionamento per sviluppare future esercitazioni.

Principio di funzionamento

Un DAC, o Convertitore Digitale-Analogico (in inglese: Digital-to-Analog Converter), è un dispositivo che converte un valore digitale (in binario) in un valore analogico (segnali continui che possono assumere un’infinità di valori all’interno di un intervallo).
Si tratta dell’operazione inversa di quella eseguita da un ADC, o Convertitore Analogico-Digitale, che converte un segnale analogico in una rappresentazione digitale.

Il processo di conversione avviene in tre fasi:

lettura in input dei dati digitali,
conversione in analogico
output del segnale analogico

Il DAC riceve in input un segnale digitale, che è rappresentato da una serie di valori binari (0 e 1), l’elettronica del DAC consente successivamente di convertire i valori binari in un segnale di output analogico che può essere utilizzato per pilotare dispositivi analogici come altoparlanti, motori, o altre apparecchiature che necessitano di un ingresso analogico.

Dal punto di vista pratico un DAC può essere utilizzato per creare un’uscita analogica a partire da un valore digitale utile per molte applicazioni, ad esempio per generare forme d’onda audio, per pilotare dispositivi che richiedono un input analogico, o per creare segnali di tensione variabile. Ad esempio nei sistemi audio un DAC converte i segnali audio digitali (come quelli presenti nei file MP3 o nei CD) in segnali analogici che possono essere riprodotti attraverso altoparlanti o cuffie.

Per semplificare ulteriormente nell’utilizzo con Arduino UNO R4, immaginate di avere un valore digitale che varia da 0 a 4095 (rappresentando un range di 12 bit). Un DAC potrebbe convertire questo valore in una tensione che varia, ad esempio, da 0V a 5V. Quindi, se il valore digitale fosse 512 (circa metà del range), l’uscita del DAC potrebbe essere di circa 0,6V.

Vediamo un esempio pratico.

Lo sketch che segue genera una forma d’onda sinusoidale o, meglio, una forma d’onda sinusoidale “simulata”. La frequenza della forma d’onda sinusoidale viene controllata da potenziometro.

Utilizzeremo un oscilloscopio per visualizzare l’onda sinusoidale, il collegamento è piuttosto semplice, abbiamo bisogno di un potenziometro lineare con una resistenza di 5 KOhm o superiore, io ho utilizzato un potenziometro da 10 KOhm.

La sonda dell’oscilloscopio deve essere connessa al pin A0 che viene usata come uscita del DAC. Il potenziometro ha il pin centrale connesso ad A5 (ingresso del DAC), un pin laterale connesso a 5V sulla scheda e l’altro pin laterale connesso a GND sulla scheda.

Se non possedete un oscilloscopio potete inviare l’output ad un amplificatore audio in modo che possiate ascoltare la tonalità generata, ricordate però che se procedete in questo modo bisogna assicurarsi che il controllo del volume sull’amplificatore sia al minimo, dopo di che lentamente aumentate il volume.

Il codice indicato di seguito è tratto dall’esempio di riferimento sul sito Arduino e all’interno degli esempi dell’IDE su cui ho inserito i commenti tradotti in italiano e fatto una piccola correzione.

La spiegazione del funzionamento la trovate nei commenti.

// Prof. Maffucci Michele
// Arduino UNO R4 Digital-to-Analog Converter (DAC)
// Sketch di esempio tratto da: https://docs.arduino.cc/tutorials/uno-r4-wifi/dac/

// libreria per la generazione di forme d'onda analogiche
#include "analogWave.h"

// Crea un'istanza della classe analogWave, usando il pin DAC
analogWave wave(DAC);

int frequenza = 10; // variabile intera che conterrà la frequenza rilevata

void setup() {
Serial.begin(115200);
// pinMode(A5, INPUT); // non necessaria perchè ingresso analogico
wave.sine(frequenza);
}

void loop() {
// legge un valore analogico dal pin A5 e lo mappa nell'intervallo 0 - 10000 Hz
frequenza = map(analogRead(A5), 0, 1024, 0, 10000);

// Stampa l'aggiornmento dell frequenza impostata sulla serial monitor
Serial.println("La frequenza e' " + String(frequenza) + " hz");

// Imposta la frequenza del generatore di forma d'onda sul valore aggiornato
wave.freq(frequenza);

// aspetta un secondo prima di ripetere la successiv rilevazione
delay(1000);
}

Volutamente ho lasciato commentata nel setup() la riga di codice in cui viene impostato il pinMode del pin A5 perché non è necessario inizializzare un pin Analogico, nell’esempio originale invece viene inizializzata.
A tal proposito per chi inizia con Arduino consiglio la lettura della guida: “Errori comuni nell’uso di Arduino – confondere pin analogici con pin digitali“.

Il risultato sarà il seguente:

E’ possibile quindi generare forme d’onda non solo sinusoidali, la funzione wave permette di impostare:

sine – onda sinusoidale
square – onda quadra
saw – onda a dente di sega

sarà sufficiente sostituire wave.sine(frequenza) presente nella sezione setup() rispettivamente con:

wave.square(frequenza);
wave.saw(frequenza);

Onda quadra:

Onda a dente di sega:

Buon Making a tutti 🙂

Guida all’uso di millis() – Lezione 1

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Credo che una delle problematiche più ostiche da gestire soprattutto per i neofiti è l’utilizzo degli intervalli di tempo in cui eseguire operazioni con Arduino, mi riferisco all’uso e all’abuso improprio del delay(). Infatti gli studenti scoprono che, sebbene la funzione delay() sia facile da usare, ha degli effetti collaterali importanti; il principale è che ferma l’esecuzione dello sketch Arduino fino a quando non è trascorso il periodo di delay. Quando ciò accade, di solito chi spiega indirizza lo studente sull’esempio di defaut sulla temporizzazione non bloccante che troviamo nell’IDE di Arduino: BlinkWithoutDelay.

Molto spesso però questo confonde ancora di più le idee perché in realtà non si vuole solo far lampeggiare un LED ma si vogliono eseguire più operazioni contemporaneamente, quindi è bene comprendere a fondo il principio di funzionamento del BlinkWithoutDelay prima di poterlo applicare alla propria situazione.

Ho pensato quindi di realizzare qualche post tematico sull’uso di millis(), prendendo spunto dalle spiegazioni che realizzo per gli studenti.

Per usare millis() per la temporizzazione è necessario registrare il momento in cui un’azione si è verificata (ad esempio accensione di un LED ritardata alla pressione di un pulsante) affinché possiate iniziare a contare il tempo trascorso da tale evento, dovrete quindi controllare ad intervalli regolari se il periodo richiesto è trascorso.
Se tale intervallo di tempo non è trascorso allora il vostro programma potrà fare altro fino al prossimo controllo.

Nei programmi che seguono userò i commenti all’interno dello sketch per spiegare l’utilizzo delle varie parti del programma.

Ma cos’è millis()?

La funzione millis() restituisce il numero di millisecondi trascorsi dall’avvio del programma corrente su una scheda Arduino. Questo valore è restituito come un numero di tipo unsigned long.

Come Funziona

Incremento Automatico: il conteggio inizia automaticamente quando il microcontrollore sulla scheda Arduino viene alimentato o resettato. Il conteggio continua ad aumentare fino a che la scheda rimane alimentata.
Overflow: poiché millis() utilizza una variabile di tipo unsigned long, che ha una dimensione di 32 bit su Arduino, il valore massimo che può raggiungere è 4,294,967,295, dopo aver raggiunto questo valore, si andrà in overflow (ovvero Arduino non è in grado di memorizzare un numero più grande) e il valore restituito da millis() ripartirà da zero. Questo avviene dopo circa 49 giorni e 17 ore dall’ultimo reset della scheda.

Utilizzi di millis()

Di seguito una lista non esaustiva di alcuni utilizzi della funzione millis():

Temporizzazione non bloccante: a differenza di delay(), che ferma l’esecuzione del programma per un periodo specificato, millis() può essere utilizzato per realizzare pause o attese senza bloccare altre operazioni. Questo è particolarmente utile in applicazioni multitasking dove altre attività devono continuare ad essere eseguite.
Debounce: viene spesso usata per implementare il debounce di pulsanti o switch, riducendo gli effetti dei rimbalzi meccanici che possono causare letture multiple per una singola pressione.
Esecuzione di azioni a intervalli regolari: può essere utilizzata per eseguire specifiche azioni a intervalli regolari, come leggere sensori, aggiornare display, o inviare dati.

Pratica di utilizzo

Per utilizzare millis() per la temporizzazione, il vostro sketch deve conoscere il valore attuale del tempo (valore restituito da millis()) e questa rilevazione può essere fatto quando volete, in più punti dello sketch ovviamente dovrebbe essere fatta quando serve, ma vediamo cosa vuol dire.

Tipicamente il valore di millis() conviene registrarlo in una variabile ad inizio loop() o all’interno del setup() in questo modo:

millisCorrente = millis();

Regola di utilizzo:

La variabile millisCorrente deve essere stata precedentemente dichiarata.
Deve essere di tipo unsigned long perché millis() restituisce un intero long senza segno.

Regole generali che valgono per tutti i programmi che realizzerete, lo scrivo perchè puntualmente durante le correzioni qualcuno dimentica questa due regolette:

Il nome della variabile, così come accade per tutte le variabili dovrebbe essere autoesplicativa, quindi il suo nome deve dare informazioni: “a cosa serve”
Inoltre è buona regola utilizzare la notazione Camel Case per gestire nomi di variabili composte da più parole, ciò vale anche per le funzioni.

Come spesso accade durante le attività di laboratorio, lascio come semplicissimo esercizio per lo studente il desumere i componenti utilizzati e connessioni dagli sketch di esempio, quindi fate riferimento a quanto indicato in ogni singolo programma, si tratterà semplicemente di connettere dei LED con in serie un resistore da 220 Ohm. Per quanto riguarda l’ultimo esempio fate riferimento al link indicato che rimanda ad un altro post su questo sito.

Siete ora pronti per seguire le spiegazioni successive.

Continua a leggere→

Errori comuni nell’uso di Arduino – utilizzo dell’operatore ++

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Nella “Lezione 2 – Corso di Elettronica Creativa con Arduino Sensor Kit” ho promesso che avrei fornito alcuni esempi pratici sull’utilizzo dell’operatore “++” come prefisso e come suffisso nell’incremento di una variabile. Durante la correzione delle esercitazioni dei miei studenti noto che la posizione del “++” crea qualche confusione, quindi ho pensato di inserire questa spiegazione nella sezione “Errori comuni nell’uso di Arduino”.

Esempio 1: “++variabile” (incremento come prefisso)

Questo sketch dimostra come il valore della variabile viene incrementato prima di essere stampato sulla Serial Monitor.

// Prof. Maffucci Michele
// utilizzo del ++ come prefisso

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // Avvia la comunicazione seriale a 9600 bps
}

void loop() {
  int conteggio = 0;
  Serial.println("Incremento come prefisso:");
  for(int i = 0; i &lt; 5; i++) {
    Serial.print("Valore attuale di conteggio: ");
    Serial.println(++conteggio);  // Stampa il valore di conteggio dopo essere stato incrementato
    delay(1000);                  // Attendi un secondo tra ogni iterazione
  }
  Serial.println("Fine del ciclo");
  while(true);  // Termina il loop per evitare ulteriori incrementi
}

Nell’Esempio 1, vedrete che i valori stampati iniziano da 1 e arrivano fino a 5, perché l’incremento avviene prima della stampa del valore di conteggio.

Esempio 2: “variabile++” (Incremento come suffisso)

Questo sketch illustra come il valore della variabile sia stampato prima di essere incrementato.

// Prof. Maffucci Michele
// utilizzo del ++ come suffisso

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // Avvia la comunicazione seriale a 9600 bps
}

void loop() {
  int conteggio = 0;
  Serial.println("Incremento come suffisso:");
  for(int i = 0; i &lt; 5; i++) {
    Serial.print("Valore attuale di conteggio: ");
    Serial.println(conteggio++);  // Stampa il valore corrente di conteggio, poi lo incrementa
    delay(1000);                  // Attendi un secondo tra ogni iterazione
  }
  Serial.println("Fine del ciclo");
  while(true);  // Termina il loop per evitare ulteriori incrementi
}

Nell’Esempio 2, i valori stampati iniziano da 0 e arrivano a 4, poiché l’incremento avviene dopo la stampa del valore.

Esempio 3: alternanza tra incremento come prefisso e suffisso

L’esempio che segue utilizza un contatore che aumenta ogni secondo e un messaggio che mostra sulla Serial Monitor il valore del contatore prima e dopo l’incremento, alternando tra incremento come prefisso e suffisso.

// Prof. Maffucci Michele
// utilizzo del ++ come suffisso

int contatore = 0;
bool usaPrefisso = true;  // Flag per alternare tra incremento prefisso e suffisso

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // Inizia la comunicazione seriale a 9600 bps
}

void loop() {
  Serial.println("Inizio del ciclo");
  if (usaPrefisso) {
    Serial.print("Incremento come prefisso - Valore prima dell'incremento: ");
    Serial.println(contatore);
    Serial.print("Valore dopo l'incremento: ");
    Serial.println(++contatore);  // Incremento prima della stampa
  } else {
    Serial.print("Incremento come suffisso - Valore prima dell'incremento: ");
    Serial.println(contatore);
    Serial.print("Valore dopo l'incremento: ");
    Serial.println(contatore++);  // Stampa prima dell'incremento
  }

// Alterna tra prefisso e suffisso
  usaPrefisso = !usaPrefisso;

Serial.println("Fine del ciclo\n");
  delay(2000);  // Attendere 2 secondi prima del prossimo ciclo
}

Si noti che nel loop() a ogni iterazione, si decide se usare l’incremento come prefisso o come suffisso, basandosi sul valore del flag “usaPrefisso”. Dopo ogni ciclo, il metodo di incremento viene alternato in questo modo vengono mostrati come i due metodi di incremento influenzano il valore della variabile contatore il cui valore viene stampato sulla Serial Monitor.

Buon Coding a tutti 🙂

Lezione 2 – Corso di Elettronica Creativa con Arduino Sensor Kit

1 Replica

Come ormai tutti sappiamo un LED si presenta come un piccolo componente elettronico che emette luce quando attraversato da corrente elettrica. I LED sono molto usati nella vita di tutti i giorni in vari dispositivi come lampadine, schermi di telefoni e computer, telecomandi, e molto altro.

Immaginate il LED come una lampadina molto piccola, ma molto più efficiente ed ecologica. A differenza delle lampadine tradizionali, che producono luce riscaldando un filamento metallico, i LED producono luce attraverso un processo chiamato “elettroluminescenza”. Questo processo avviene quando la corrente elettrica passa attraverso un semiconduttore (il materiale di cui è costituito il LED) e lo stimola a emettere luce.

Un po’ di storia

Nel corso del primo Novecento, l’ingegnere inglese Henry Joseph Round fece una scoperta rivoluzionaria: l’elettroluminescenza, ovvero la proprietà di certi materiali di emettere luce quando attraversati da corrente elettrica. Da questa scoperta, nascono i LED acronimo di Light Emitting Diode (Diodo a Emissione di Luce), diodi specializzati nell’utilizzare tale fenomeno. Il primo LED, operante nell’infrarosso, venne introdotto nel 1961 e ancora oggi è ampiamente utilizzato in dispositivi come telecomandi e fotocellule.

L’anno successivo alla creazione del primo LED infrarosso, nel 1962, Nick Holonyak Jr. fece un ulteriore passo avanti sviluppando il primo LED rosso, capace di emettere luce visibile direttamente all’occhio umano. Gli studi su questi nuovi diodi proseguirono, focalizzandosi sulle varie applicazioni pratiche, come nell’ambito dei laser, e sull’esplorazione dei materiali necessari per produrre diverse tonalità di luce, combinando più fonti luminose per ottenere una vasta gamma di colori.

Durante gli anni cruciali della ricerca sui LED, un importante contributo venne dall’ingegnere americano M. George Craford, ex studente di Holonyak all’Università dell’Illinois. Nel 1972, Craford realizzò un significativo avanzamento creando i primi LED gialli che furono commercializzati dalla Monsanto, l’azienda per cui lavorava. Dedicate interamente al settore dei LED, le ricerche di Craford furono fondamentali per la loro prima larga diffusione, come dimostra il loro impiego in applicazioni quali semafori e segnalazioni luminose stradali.

Vantaggi nell’uso dei diodi LED

Consumano meno energia: sono molto più efficienti delle lampadine tradizionali, il che significa che usano meno elettricità per produrre la stessa quantità di luce.
Durano più a lungo: possono funzionare per migliaia di ore prima di dover essere sostituiti.
Sono robusti: non contengono filamenti o parti fragili che si possono rompere facilmente.
Offrono diverse colorazioni: i LED possono emettere luce di vari colori senza l’uso di filtri colorati.

Un esempio pratico molto semplice che potete realizzare a scuola è collegare un LED a una batteria con un piccolo resistore (di seguito sono fornite le indicazioni per il calcolo del valore del resistore) per limitare la corrente e proteggere il LED: noterete come si illumina, dimostrando in modo semplice ed efficace come funziona.

Struttura Fisica del LED

Un LED è composto principalmente da un chip di materiale semiconduttore in cui sono presenti impurità per creare una giunzione P-N. La giunzione è dove avviene l’elettroluminescenza (emissione di luce). Il chip è incapsulato in un guscio di plastica o vetro, che può essere modellato per focalizzare o diffondere la luce. I LED hanno due terminali: un anodo (+) e un catodo (-). La corrente elettrica fluisce dall’anodo al catodo, e questo flusso di corrente permette al LED di emettere luce.

Modalità di Polarizzazione

Per funzionare correttamente, un LED deve essere polarizzato in modo diretto, il che significa che l’anodo deve essere collegato al polo positivo della fonte di alimentazione e il catodo al polo negativo. Se il LED è collegato al contrario (polarizzazione inversa), non si accenderà perché la corrente non può fluire attraverso di esso nel modo giusto.

Calcolo della Resistenza Serie

Per proteggere il LED da correnti eccessive, si usa una resistore connesso in serie. Il calcolo di questa della resistenza (R) dipende dalla tensione di alimentazione (V_S), dalla tensione del LED (VI) e dalla corrente desiderata attraverso il LED (I_LED):

Dove:

V_S è la tensione di alimentazione
V_LED è la tensione di funzionamento del LED, tipicamente tra 1.8V e 3.3V a seconda del colore
I_LED è la corrente di funzionamento desiderata per il LED, solitamente intorno a 20mA per la maggior parte dei LED, ma può variare.

Corrente di Funzionamento e Colore

La corrente di funzionamento del LED influisce sulla luminosità, ma anche il colore del LED ha un ruolo nella determinazione della tensione di funzionamento. Ecco alcune tensioni di funzionamento approssimative in base al colore:

Rosso: 1.8V – 2.2V
Verde: 2.0V – 3.0V
Blu, Bianco, UV: 3.0V – 3.5V

Questi valori possono variare a seconda del tipo specifico di LED. Per un funzionamento sicuro, è essenziale controllare le specifiche del produttore del LED che si sta utilizzando.

Ricordate, utilizzare un resistore di valore adeguato è cruciale per prevenire il danneggiamento del LED a causa di una corrente troppo elevata. Il calcolo della resistenza in serie aiuta a garantire che il LED riceva la corrente corretta per il suo ottimale funzionamento e durata.

Di seguito un esempio di collegamenti per controllare l’accensione di un diodo LED rosso:

Materiali Necessari

1 LED rosso
1 resistenza (calcoleremo il valore)
1 batteria (per esempio, una batteria da 9V)
Cavi di collegamento

Calcolo della Resistenza

Prima di collegare il circuito, dobbiamo calcolare il valore della resistenza necessaria per proteggere il LED. Supponendo che il LED rosso abbia una tensione di funzionamento di circa 2V e che la corrente ideale per il LED sia di 20mA (0,02A), usiamo una batteria da 9V come alimentazione. Il calcolo della resistenza (R) si basa sulla formula precedentemente indicata dove:

Vs, tensione di alimentazione vale 9V
V_LED, tensione di funzionamento del LED vale 2V per un LED rosso
I_LED, corrente di funzionamento desiderata per il LED, vale 0,02A (2 mA)

Sostituendo i valori nella formula otteniamo:

Il valore 350 Ohm è quello calcolato, bisognerà quindi ora scegliere il valore commerciale prossimo al valore calcolato, si potrà scegliere quindi tra 330 Ohm o 360 Ohm.

Collegamento del Circuito

Collega un’estremità della resistenza a uno dei terminali della batteria (il polo positivo, se state usando un portabatterie con i cavi già attaccati).
Collega l’altra estremità della resistenza al terminale più lungo (anodo) del LED. L’anodo è il lato positivo del LED.
Collega il terminale più corto (catodo) del LED al polo negativo della batteria. Puoi fare questo direttamente o usando un cavo.
Una volta completato il collegamento, il LED dovrebbe accendersi. Se non si accende, verifica i collegamenti e assicurati che la batteria sia carica.

Ricordate come detto sopra, è importante non invertire la polarità del LED, perché non si illuminerà se collegato al contrario.

Nel modulo Grove LED incluso nell’Arduino Sensor Kit, la resistenza di limitazione della corrente è già integrata sul PCB (circuito stampato), quindi, non c’è bisogno di preoccuparsi di aggiungere manualmente una resistenza esterna quando lo usate; questa parte del lavoro è già stata fatta per voi. Questo tipo di collegamento verrà approfondito in un corso successivo.

Ricordate, state partecipando a un corso introduttivo il cui scopo è guidarvi, passo dopo passo, nel mondo della programmazione e nella realizzazione di sistemi elettronici. Questo approccio semplificato vi permette di concentrarvi sull’apprendimento delle basi, evitando inizialmente di soffermarvi troppo sui dettagli tecnici.

Utilizzare l’Arduino Sensor Kit

Le funzioni che verranno usate nei programmi che seguono saranno le seguenti:

pinMode()
La funzione pinMode() in Arduino è essenziale per impostare la modalità di funzionamento di uno specifico pin della scheda Arduino. Questa funzione permette di definire se un pin deve comportarsi come un ingresso (input) ovvero riceve un segnale in ingresso o come un’uscita (output) ovvero fornisce un segnale in uscita.

digitalWrite()
La funzione digitalWrite() in Arduino è utilizzata per scrivere un valore HIGH (1 logico corrispondente a 5V) o LOW (0 logico, corrispondente a 0V) su un pin configurato come OUTPUT. Questo permette di controllare dispositivi elettronici come LED, motori e altri componenti elettronici.

delay()
La funzione delay() in Arduino è utilizzata per introdurre un ritardo nel programma per un determinato numero di millisecondi. Durante questo ritardo, il programma si ferma e non esegue altre istruzioni. Questo può essere utile per controllare il timing di varie operazioni, come il lampeggio di un LED, il ritardo tra due azioni. Vedremo in lezioni successive come utilizzare un’altra tecnica per la gestione dei ritardi che permette di non bloccare l’intera esecuzione del programma.

Sketch 1

// Prof. Maffucci Michele
// Blink del LED connesso al pin digitale 6

// #define permette di assegnare un none ad un valore costante prima che
// il programma venga compilato.
// Le costanti così definite non occupano spazio nella memoria del mirocontrollore

#define LED 6

void setup() {
// inserire quì il codice che deve essere eseguito una sola volta
// dal momento che colleghi all'alimentazione Arduino
pinMode(LED, OUTPUT); // con pinMode indichiamo come verrà usato il pin, in questo caso come output
}

void loop() {
// Inseriamo nel loop il codice che vogliamo
// venga ripetuto continuamente

digitalWrite(LED, HIGH); // Imposta ad HIGH (5V) la tensione sull'anodo del LED
delay(1000); // Attesa di 1000 millisecondi
digitalWrite(LED, LOW); // Imposta ad LOW (0V) la tensione sull'anodo del LED
delay(1000); // Attesa di 1000 millisecondi
}

Sketch 2

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Michele Maffucci

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Idee STEAM: l’oloide, un oggetto affascinante per scoprire la bellezza della geometria e della matematica

Arduino UNO R4 WiFi – DAC – generazione di onde sinusoidali, quadre e a dente di sega

Principio di funzionamento

Guida all’uso di millis() – Lezione 1

Ma cos’è millis()?

Come Funziona

Utilizzi di millis()

Pratica di utilizzo

Errori comuni nell’uso di Arduino – utilizzo dell’operatore ++

Esempio 1: “++variabile” (incremento come prefisso)

Esempio 2: “variabile++” (Incremento come suffisso)

Esempio 3: alternanza tra incremento come prefisso e suffisso

Lezione 2 – Corso di Elettronica Creativa con Arduino Sensor Kit

Un po’ di storia

Vantaggi nell’uso dei diodi LED

Struttura Fisica del LED

Modalità di Polarizzazione

Calcolo della Resistenza Serie

Corrente di Funzionamento e Colore

Materiali Necessari

Calcolo della Resistenza

Utilizzare l’Arduino Sensor Kit

Sketch 1

Sketch 2

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Ma cos’è millis()?

Come Funziona

Utilizzi di millis()

Pratica di utilizzo

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Esempio 1: “++variabile” (incremento come prefisso)

Esempio 2: “variabile++” (Incremento come suffisso)

Esempio 3: alternanza tra incremento come prefisso e suffisso

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Vantaggi nell’uso dei diodi LED

Struttura Fisica del LED

Modalità di Polarizzazione

Calcolo della Resistenza Serie

Corrente di Funzionamento e Colore

Materiali Necessari

Calcolo della Resistenza

Utilizzare l’Arduino Sensor Kit

Sketch 1

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