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Programmare Arduino con Platform IO

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L’IDE di programmazione Arduino è notoriamente semplice da utilizzare, possiede le funzionalità minime per poter scrivere, compilare e caricare sulla scheda il codice prodotto, però le operazioni messe a disposizione sono minime e solamente nella versione che è stata presentata durante la scorsa MakerFaire di Roma, di cui avevo dato notizia in un precedente post, sono state aggiunte una serie di funzionalità di editing che tendono a farlo diventare un editor di programmazione professionale.
Attualmente il nuovo IDE è ancora in versione Beta quindi si dovrà attendere qualche tempo.
Esistono molti ambienti di sviluppo professionali che aggiungono modalità di autocompletamento, facile accesso ad ogni parte del codice, numerose scorciatoie da tastiera. Tra gli abbienti più diffusi che farò sicuramente utilizzare ai miei studenti vi è Visual Studio Code di Microsoft che con l’estensione Platform IO, sviluppato in Python, fornisce un set di strumenti di nuova generazione per lo sviluppo di sistemi embedded in C / C ++. L’estensione è gratuita ed Open Source.
Le schede supportate sono moltissime, ad oggi sono 769, tra cui ESP32, ESP8266, schede della famiglia ST Nucleo e tutte le schede della famiglia Arduino.
Platform IO può essere eseguito su Windows, Mac e Linux e su piccoli computer basati su architettura ARM come: Raspberry Pi, BeagleBone, CubieBoard, Samsung ARTIK, ecc. Platform IO viene fornito con numerosi esempi e librerie.

Vantaggi

  • completamento automatico del codice C / C ++
  • Smart Code Linter che non è presente nell’IDE Arduino.
  • Supporto del tema scuro e chiaro
  • Smart Code Navigations
  • Formattazione del Codice
  • Cross-platform build system indipendente dal sistema operativo
  • File Explorer che aiuta organizzare i file.
  • Comodo gestore delle librerie, Serial Monitor evoluto e molto altro.

L’uso di PlatformIO è molto semplice e richiede pochi passaggi per l’installazione.

Installazione

Dal sito di riferimento: https://platformio.org/

far click su “install PlatformIO Now”

Sarete reindirizzati sulla pagina di riferimento di PlatfprmIO IDE

Prelevare Visual Studio Code facendo click su “Install for VSCode”, sarete reindirizzati sulla pagina di riferimento. Selezionate il sistema operativo del vostro computer e fate click su Download:

Durante il download sarete reindirizzati su una pagina che mostra le caratteristiche principali di VSCCode

Non sono necessarie installazioni, è sufficiente un doppio click per avviare l’applicazione:

Selezionate l’icona Extensions (5’ icona)

Inserite nel campo di ricerca Platform IO e troverete immediatamente l’estensione, come potete immediatamente notare VSCode può essere utilizzato per programmare anche in altri linguaggi: C/C++, C#, Python, PHP, Go, JavaScript, TypeScript, Node.js e molti altri.

Click su Install per installare l’estensione.

La fase di installazione durerà qualche minuto ed in questa fase non chiudete la finestra.

Sulla destra della finestra apparirà un messaggio che vi avverte che l’installazione è andata a buon fine, fate click su “Reload Now”

Quando l’installazione è terminata vedrete la seguente interfaccia:

Vi consiglio di riavviare VS Code Editor dopo l’installazione di Platform IO.

Ciò completa la fase di installazione di Platform IO ed è pronto per essere usato.

Realizziamo il primo Sketch ed inizieremo con il solito Blink che scriveremo all’interno di Platform IO.

Fate click su “+ New Project”

Apparirà una finestra in cui dovrete inserire il nome del programma, nel mio caso ho scelto: “blink-PIO”, selezionate poi il tipo di scheda, noterete che mentre scrivete il nome della scheda vi verrà fornito il suggerimento per il completamento, selezionate Arduino Uno, il campo “Framework” viene completato automaticamente:

Il progetto necessita di qualche secondo, giusto il tempo per creare risorse e dipendenze file.

Al termine apparirà la pagina di riferimento del progetto:

Nella struttura ad albero che compare sulla sinistra della finestra selezionate: src e successivamente main.cpp sulla destra vedrete un sketch pronto con le funzioni setup() e loop() vuoti:

Si noti che PlatformIO non ha l’accesso predefinito alle librerie Arduino, quindi ogni volta che si scrive il codice per Arduino bisogna includere sempre all’inizio dello sketch la libreria Arduino.h

#include<Arduino.h>

Incominciate a scrivere il codice, noterete immediatamente la comparsa del menù di autocompletamento:

Nella parte sinistra della finestra, nella sezione “OUTLINE” potrete spostarvi immediatamente tra le funzioni presenti nel codice:

Procediamo ora alla compilazione del codice: fate click su “PlatformIO: Build” al fondo della finestra (fascia azzurra)

Nella parte bassa della finestra trovate le funzioni: Build, Upload, Upload to Remote Device, Clean, Test, Run Task, Serial Monitor, New Terminal inoltre avete anche icone che vi mostrano: warning ed errori.

Procediamo ora alla compilazione e al trasferimento sulla scheda. Collegate la vostra scheda al computer, il riconoscimento della scheda è automatico:

Click su “PlatformIO: Upload” per trasferire il programma sulla scheda.

Se tutto è stato eseguito correttamente il LED L sulla scheda incomincerà a lampeggiare.

Buon Coding a tutti 🙂

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La rinascita del Lego Mindstorms NXT 2.0 – programmiamolo in C

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Di recente ho scoperto che nella scuola presso cui lavoro sono presenti una serie di Lego Minstroms NXT 2 e come credo sappiate questa versione non può essere più programmata utilizzando l’ultima versione dall’IDE grafico di Lego, quello che attualmente viene utilizzato per per la versione EV3.
In questi giorni ho ripreso in mano la vecchia versione del mattoncino per capire come recuperarlo ed utilizzarlo in ambito didattico. In passati articoli su questo blog avevo segnalato tutti i possibili linguaggi di programmazione che possono essere utilizzati con tutte le versioni di Mindstorms, tra questi però prediligo il linguaggio C in quanto i miei allievi devono utilizzarlo in altri ambiti: microcontrollori, PIC ecc… quindi un primo passo potrebbe essere quello di imparare a programmare in C realizzando robot con l’NXT 2.

Premessa importante.

On-line trovate una serie di tutorial per usare il vecchio mattoncino, alcuni consigliano di utilizzare addirittura Windows XP su un vecchio PC o su PC virtualizzato, ovvimente io sconsiglio vivamente questa strategia soprattutto perchè da anni Microsoft non supporta più XP ed inoltre mina seriamente la sicurezza del computer (virus).

Prelevate dal link indicato di seguito l’ultima versione dell’NXT-G rilasciata dalla Lego al cui interno sarà già presente il driver corretto per il vostro sistema operativo Windows 10, driver che per altro sarà indispensabili per chi intende anche programmare in C il mattoncino. Nello stesso link trovate i riferimenti per gli utenti MacOS X.

Nel caso abbiate sul vostro computer una versione precedente dell’NXT-G non più funzionate potete procedere alla sola installazione del driver NXT Fantom Driver che risolve una serie di problemi di comunicazione, inoltre questo driver permetterà di sistemare tutti i problemi che si hanno con altri ambienti di sviluppo come: LejOS, RobotC, ecc…

Pagina di riferimento per il download

Windows 10

MacOSX

Veniamo ora all’ambiente di sviluppo in C.
Vi consiglio di utilizzare Bricx Command Center (BricxCC) ambiente Open Source adatto per tutte le versioni Mindstorms: RCX, NXT ed EV3. L’IDE di programmazione funziona per tutte le versioni di Window a 64 bit.

Nella pagina trovate il link “latest version” che NON dovete prendere in considerazione in quanto vi rimanda ad una serie di versioni NON compatibili con Windows 10.

SEGUITE invece il link “test release“, il nome è fuorviante, ma è quello giusto.

Dopo una serie di test ho verificato che la versione corretta è quella che fa riferimento al file: bricxcc_setup_33810_20130220.exe

E’ un file autoscompattante, all’interno ritroverete la seguente struttura:

Doppio click sul file BricxCC

Comparirà la finestra “Find Brick”

Queste le impostazioni:

Port: Automatic
Brick Type: NXT
Firmware: “Standard”

Nel caso abbiate la necessità di caricare l’ultima versione del Firmware sul mattoncino potete procedere in due modi:

Modo 1 (consigliato): utilizzate NXT-G ed aggiornate il firmware

Modo 2: da BricxCC, menù Tools > Download Firmware selezionate l’ultima versione che trovate nella cartella BricxCC: lms_arm_nbcnxc_132.rfw

Per quanto riguarda le impostazioni dell’ambiente BricxCC dal menù: Edit > Preferences…

Queste le impostazioni del pannello: Compiler > NBC/NXC

Bene! Il vostro vecchio mattoncino NXT 2 è rinato 🙂 pronto per realizzare tutti i robot che desiderate.

Buon Coding a tutti 🙂

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Arduino Plate v02

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In queste settimane ho utilizzato in laboratorio la prima versione dell’Arduino Plate ed osservando la modalità di utilizzato da parte dei ragazzi ho effettuato alcune modifiche producendo una seconda versione che condivido con voi.

In questa nuova versione ho aumentato i fori disponibili in modo che si possano fissare altre schede elettroniche, inoltre ho aggiunto un supporto che permette di porre in verticale in due modalità diverse l’intera plate.

La posizione verticale è stata pensata per:

  • poter illustrare e mostrare meglio i collegamenti sulla scheda,
  • per ridurre gli spazi sul banco di lavoro,
  • per avere un punto di visione del circuito più comodo sul banco della classe o sulla scrivania di casa.

Inoltre il supporto è anch’esso forato e può ospitare altri elementi come ad esempio delle batterie di alimentazione che favoriscono con il loro peso la stabilità dell’intera struttura.

Nei file che condivido troverete due versioni per il supporto della plate, pensate per il taglio di compensato con spessore da 3mm e 4mm. Come sempre potete prelevare i file per il taglio laser direttamente da Thingiverse, nel caso modificate e migliorate come ritenete.

Buona sperimentazione a tutti.

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Arduino Plate – Quanto può essere utile un pezzo di compensato a scuola?

2 Repliche

La buona riuscita di una lezione in laboratorio dipende da moltissimi fattori, è sufficiente la mancanza di qualche componente elettronico o del filo elettrico e tutto diventa complicato… banale ma essenziale: la somma di tante piccole necessità, all’apparenza banali, rendono possibile avviare velocemente e con ordine un’attività di laboratorio, mi riferisco ad attrezzi ed elettronica di consumo.
Gli spazi sul banco di lavoro molto spesso sono ridotti ed è cosa frequente ritrovarsi componenti sparsi ovunque.
In modo analogo succede nelle esperienze con Arduino ed è tipico a scuola con gli allievi o per tutti i Maker allocare le schede su basi di legno o plexiglas, un Arduino Plate è la prima cosa che qualsiasi appassionato di elettronica realizza.

Basi di sperimentazioni che noi tutti realizziamo, ne esistono di preconfezionate che possiamo acquistare oppure le possiamo costruire, per esempio nell’immagine è mostrata una base di sperimentazione molto grande da 26×36 cm che utilizzo per prototipale velocemente le esercitazioni di laboratorio.

In commercio trovate delle basi di sperimentazioni che includono non solo spazi dedicate a schede e breadboard ma anche sensori ed attuatori, ma per chi incomincia con Arduino, mi riferisco soprattutto agli studenti, bisogna pensare a soluzioni economicamente accettabili e compatibili con le risorse scolastiche, partire quindi da una basetta di legno è più che sufficiente.

Domenica scorsa, durante il viaggio di rientro dalla Maker a Faire di Roma, ho disegnato velocemente una basetta di sperimentazione elettronica semplicissima dotata di una maniglia, fori per alloggiare una scheda Arduino Uno R3, un’area delimitata dove inserire una breadboard da 840 punti ed un’area costituita da 135 fori da 3mm dove fissare altri oggetti funzionali all’attività di sperimentazione.

Ovviamente altro non è che una basetta di legno, ma utile per mantenere ordine.

Su sollecitazione dei miei studenti stiamo pensando a basette che possano alloggiare altre tipologie di schede e che possano essere costituiti da cassetti in cui alloggiare la componentistica elettronica, insomma trasformare il tutto in un mini laboratorio trasportabile.

Questo è la prima azione di un percorso più lungo che sto pensando in cui gli studenti, in attività di project work a scuola progettano e realizzano i propri strumenti di lavoro, azioni credo utili per seminare passione e consapevolezza nel sentirsi soggetti attivi che partecipano alla costruzione del proprio apprendimento anche per miglioramento della scuola. L’idea è far percepire che è bello far parte di una comunità di apprendimento.

Insomma è il primo passo che spero possa portare alla valigetta del Maker per gli studenti. Come sempre per chi lo desidera condivido questo prima bozza che spero possa essere utile e migliorata da altri.

Per prelevare i sorgenti grafici per il taglio laser o la stampa 3D seguire il link su Thingiverse.

Buon Making a tutti 🙂

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Errori comuni nell’uso di Arduino: nome istruzioni non corretto, terminazione istruzione, parentesi non chiuse

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Gli errori più frequenti sono:

  • errori nella scrittura del nome delle istruzioni;
  • punto e virgola alla fine di un’istruzione;
  • mancanza delle parentesi graffa di apertura o chiusura di un gruppo di istruzioni;
  • uso scorretto delle parentesi.

Uno qualsiasi dei problemi indicati sopra, come avete notato a lezione, interromperà la compilazione del programma segnalandovi l’errore nell’area di status al fondo della finestra di programmazione.

Prendo come esempio il codice utilizzato questa mattina in laboratorio su cui ho aggiunto io gli errori che ho rilevato nelle scorse lezioni e questa mattina:

Codice non corretto

  • Riga 8: manca ;
  • Riga 16: uso scorretto delle parentesi graffe { } da sostituire con parentesi tonde ( )
  • Riga 19: errore nel nome dell’istruzione: digitalwrite() invece di digitalWrite()
  • Riga 21: manca parentesi } di chiusura della funzione loop()

Codice corretto

Ognuno di questi errori impedirà la compilazione del vostro programma.
So che all’inizio può essere frustrante cercare gli errori nel codice ed imparare la sintassi di programmazione, ma si tratta di un piccolo scoglio iniziale superato il quale sarete in grado di realizzare progetti sempre più complessi ed interessanti.

All’inizio copiate il codice che ho sviluppato per le lezioni, modificatelo e miglioratelo in questo modo in poco tempo riuscirete a migliorare.

Ricordo inoltre che è buona regola utilizzare le funzioni “Formattazione Automatica” che consente di indentare (far rientrare) il codice in modo da evidenziare meglio la struttura del programma migliorando la leggibilità e mettendo quindi in evidenza la struttura logica del vostro sketch.

Nel caso di dubbi sull’uso di istruzioni e sintassi, utilizzate il comando “Cerca nella Guida”, sarà sufficiente evidenziare nel codice l’istruzione di cui volete informazioni, nell’esempio che segue “digitalWrite” e dal menù “Aiuto > Cerca nella guida” vi verrà mostrato la pagina della guida che fa riferimento all’istruzione cercata.


Compito per i miei studenti:

Leggere gli articoli che seguono in riferimento agli errori comuni nell’uso di Arduino

Messaggio per i miei allivi:

non si diventa Maker facendo un blink con Arduino…
studio e sperimentazione un po’ al giorno tutti i giorni.

P.S.
se non è tuo interesse diventare Maker allora sostiuisci la frase: “non si diventa maker facendo un blink con Arduino…” con la frase “non si ottiene la sufficienza sapendo fare solo un blink con Arduino…”

😉

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