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Realizziamo un organo elettronico giocattolo

Per i miei allievi di 3′

Nell’ultima esperienza di laboratorio ho introdotto l’uso dell’integrato 555 in configurazione astabile, di seguito vi riassumo velocemente ciò che abbiamo detto a lezione tralasciando i passaggi matematici già spiegati, tenete in conto che il 555 sarà anche argomento di 4′ e quindi avremo modo di approfondire e sperimentare ancor di più.

Il circuito dell’organo elettronico giocattolo è il seguente:

Lista componenti:

R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R₅ = R₆ = 1K?
R₇ = 10 K?
C₁ = 100 nF
C₂ = 10 nF
C₃ = 10 ?F
Alt = Altoparlante da 8 ?
IC = 555
da P₁ a P₆pulsanti

Come detto il suo funzionamento è basato su questo schema:

fig. 1

in cui il gruppo di resistenze e pulsanti è sostituito dalla resistenza R_b.

La resistenza che permette la regolazione della temporizzazione è divisa in due parti: R_a ed R_b ed il piedino 7 è connesso al punto di giunzione tra R_a ed R_b.
Quando la tensione del condensatore C₁ raggiunge i 2/3 di V_cc il condensatore C₁ incomincia a scaricarsi verso massa attraverso la resistenza R_b.
Quando la tensione su C₁ si porta ad 1/3 di V_cc riparte un nuovo ciclo di carica e l’uscita sul piedino 3 va al valore “alto” (a +V_cc)
Il condensatore C₁ si carica e scarica periodicamente tra 2/3 V_cc e 1/3 V_cc (fig. 2) come conseguenza l’uscita varia tra 0 e +V_cc

fig. 2

L’uscita (piedino 3) sarà “alta” durante la parte di carica del ciclo, intervallo t₁, secondo la seguente relazione:

L’uscita sarà “bassa” durante la parte di scarica, intervallo t₂, secondo la relazione:

Il periodo totale sarà la somma dell’intervallo di carica e di quello di scarica:

La frequenza di uscita sarà quindi:

Vi ricordo che il duty cycle (ciclo di lavoro) indicato con la lettera D è il rapporto tra l’intervallo di tempo in cui il segnale è “alto” (in un ciclo) e la durata dell’intero ciclo:

Nel circuito dell’organo il trimmer R7 viene utilizzata per cambiare della stessa quantità i suoni generati premendo i pulsanti, ogni volta che viene premuto un pulsante, ad R7 si sommeranno le resistenze a monte del pulsante premuto (cambia la Rb nel circuito di fig. 2) e ciò farà variare la frequenza di uscita e quindi il suono generato.

Di seguito trovate i disegni del circuito su breadboard realizzati con Fritzing ed il video del prototipo che trovate in laboratorio.

Visione d’insieme:

Ingrandimento sezione 555:

Ingrandimento sezione tastiera:

Filmato:

Pillole di tecnologia didattica: trucchi e segreti per utilizzare Google a scuola – puntata 2

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Nella lezione di oggi del corso di alternanza scuola lavoro, concluderemo il discorso incominciato la scorsa settimana sull’uso efficace dei motori di ricerca.
Come avete compreso da tempo il web è un “mare in tempesta”, l’ordine è inesistente e la lista dei saperi dovete costruirla ogni volta. Google possiede una sintassi che vi permette di impostare al meglio le vostre ricerche e di seguito potete trovare gli operatori che più spesso vengono usati.

intitle: trova tutte le pagine che hanno nel titolo la parola che si sta cercando.

Attenzione!
Non devono essere presenti spazi tra i due punti e la parola cercata, inoltre poiché Google non è case-sensitive, non ha importanza scrivere in maiuscolo o minuscolo.

trova le pagine con la parola “robotica” nel titolo

allintitle: trova tutte le pagine che contengono nel titolo tutte le parole specificate.

trova le pagine con “robotics”, “lego” e “nxt” nel titolo.

Attenzione!
è importante lasciare uno spazio tra le parole.

inurl: trova tutte le pagine che hanno nella URL la parola cercata

trova solo le pagine con la parola “robotics” nell’indirizzo.

allinurl: trova tutte le pagine che hanno nella URL tutte le parole specificate

trova solo le pagine nel cui titolo sono presenti tutte le parole: “robot”, “electronics” e “arduino”

intext: restituisce le pagine che hanno nel testo la parola specificata

allintext: trova tutte le pagine che hanno nel testo le parole specificate

Sempre con l’operatore allintext vediamo come trovare tutte le tracce d’esame di maturità degli anni passati in modo che possiate esercitarvi.

Se ricordate nella precedente lezione vi ho parlato del metacarattere “*” con cui possiamo sostituire una parola completa (con due “*” sostituiamo due parole con tre “*” tre parole e così via) utile quando si conosce solo una porzione della frase che si vuole cercare.

Allora un modo per trovare tutte le tracce di maturità è:

link: restituisce tutte le pagine web che contengono collegamenti al sito specificato.

inanchor: restituisce tutte le pagine web che contengono negli anchor dei link la parola specificata

site: restituisce tutte le pagine web che contengono la parola cercata, ma limitatamente al dominio specificato

cerca nel dominio .com la parola robotica

cerca nel dominio .it le parole lego e nxt

Con “site:” è possibile inoltre effettuare una ricerca ad uno specifico indirizzo:

trova tutte le pagine sul mio sito personale in cui è presente la parola “sostegno“.

cache: restituisce la pagina web che Google ha indicizzato è memorizzato nella propria cache. Questo comando è utile quando la pagina web non è più presente on-line:

Esempio:
cache:www.nomesito.dominio/nomedellapagina.html

related: la ricerca restituisce pagine simili o affini alla pagina cercata

info: vengono fornite informazioni aggiuntive rispetto al link specificato

Operatori di inclusione ed esclusione

L’operatore di inclusione: “+” e di esclusione “-” servono per includere od escludere dalla ricerca o una determinata espressione o combinazione di espressioni:

viene ricercato la parola “nxt” escludendo dalla ricerca il sito “lego.com”

Come abbiamo visto nella precedente lezione è possibile usare le virgolette (detto anche operatore di specificità) che vi consentirà di trovare una determinata sequenza di parole nell’ordine desiderato.

Così facendo associandolo all’operatore di esclusione potete eseguire la seguente ricerca:

trova le pagine nel cui testo è presente la sequenza esatta: “lego mindstorms nxt” escludendo il sito lego.com

E’ possibile utilizzare nella nostra ricerca gli operatori booleani: AND, OR, NOT (devono essere scritti in maiuscolo) che possono essere usati con tutti gli altri operatori visti.

Supponete di voler sapere immediatamente se sono disponibili biglietti per il Tour di Vasco Rossi nel 2011, allora potreste inserire nel campo di ricerca la seguente stringa che utilizza l’operatore logico AND:

e se poi volete anche sapere se Vasco sarà a Torino allora:

Un altro esempio interessante è la ricerca di informazioni in un determinato periodo di tempo all’interno di un sito.
Tra qualche mese molti insegnanti avranno la necessità di avere informazioni precise sull’utilizzo del programma “Conchiglia”, il software adottato dal MIUR per la gestione degli esami di maturità; potrebbe essere interessante avere tutte le informazioni disponibili sul sito del MIUR tra l’anno 2009 e 2011, allora la chiave di ricerca potrebbe essere:

Operatore ~

L’operatore “~” (tilde) trova i sinonimi della parola che segue il simbolo “~” ed è estremamente utile, provate ad esempio ad impostare la seguente chiave di ricerca:

noterete che le pagine che vengono resituite contengono sinonimi della parola aiuto: tutorial, guide, faq.

Un esempio utile per gli studenti potrebbe essere:

che resitituisce tutte le pagine in cui vi è la parola “help” e suoi sinonimi e con la presenza della parola “maturità“.

Ora come ogni fine lezione la sorpresina 🙂 un pretesto interessante per ulteriori esperimenti.

Quando a lezione vi dicevo: “per cercare qualsiasi cosa Google è più che sufficiente”, intendevo proprio questo, non sono necessari altri programmi, basta un browser e la vostra abilità nell’usare gli operatori.

Alcuni di voi come al solito maliziosamente mi hanno chiesto nella lezione precedente come cercare musica e filmati con Google senza usare programmi pear to pear, io questo non ve lo spiego anche perché è illegale, ma il bravo sistemista deve conoscere questi “trucchi” di ricerca per proteggere i propri server e quindi vi darò un cenno su cosa potrebbe capitare se non si prendono le dovute precauzioni e siccome ormai sapete cercare su internet siete in grado di procedere da soli e trovare tutto ciò che vi serve.

Usi diversi dell’operatore intitle

L’operatore intitle, come detto precedentemente, trova tutte le pagine che hanno nel titolo la parola che si sta cercando ovvero quella compresa tra <title> </ title>.

È possibile utilizzare intitle per cercare alcune cose interessanti che altrimenti non riuscireste a trovare in altro modo. Ad esempio, alcuni webmaster dimenticano di proteggere le loro cartelle dall’indicizzazione di Google, alcuni fanno questo per convenienza (per condividere i file con i propri ospiti), altri più semplicemente dimenticano di farlo.

Provate a vedere cosa succede se inserite nel campo di ricerca:

intitle:index.of

Viene restituita una lista di pagine che hanno come titolo “index of”. Ovviamente è possibile limitare la ricerca utilizzando altri operatori e parole chiave. Per esempio, è possibile utilizzare la parola chiave “server.at” per avere elenchi di directory che indicano la versione del server e l’indirizzo del sito.

Si può anche definire un determinato dominio o server utilizzando l’operatore “site: ” in questo modo:

intitle:index.of +server.at site:(inserite dominio o indirizzo del sito)

Ad esempio, la query:

intitle:index.of +server.at site:it

resitituisce elenchi di directory sotto il dominio “.it”

Mi fermo qui e lascio a voi la sperimentazione.

Buon Lavoro.

Progetto di robotica facilitata – Robot Pet Therapy – realizzazione di un PollockRobot

4 Repliche

Nell’ambito della progetto di robotica facilitata che sto sperimentando con i miei due allievi seguiti da insegnanti di sostegno, sto ottenendo buoni risultati, in solo 7 giorni ho notato miglioramenti di relazione interessanti, il confronto tra me e loro é migliorato e cosa entusiasmante propongono soluzioni e alternative alle mie indicazioni.
Il secondo sviluppo riguarda la realizzazione di un PollockRobot, in onore di Paul Jackson Pollock (pittore statunitense, considerato uno dei maggiori rappresentanti dell’Espressionismo astratto o Action Painting).
PollockRobot è un vibrobot costituito da tre gambe realizzate con pennarelli la cui vibrazione rende possibile il disegno di elementi astratti su un foglio bianco.
On-line potete trovare progetti simili a quello che sto sottoponendo ai mie due allievi, ma questo si differenzia dagli altri per il fatto che lo studente realizza moduli di controllo interscambiabili sulla stessa struttura meccanica.

Il progetto è suddiviso in 4 fasi in cui i ragazzi dovranno prima realizzare la struttura meccanica del vibrobot e poi 3 fasi in ogniuna delle quali dovranno realizzare 3 semplici circuiti elettronici che potranno essere inseriti sul vibrobot.

Fase 1: realizzazione della struttura meccanica del vibrobot

Fase 2: realizzazione dell’elettronica di controllo di un vibrobot il cui funzionamento è governato da un interruttore. Il funzionamento del circuito è anche visualizzato da un diodo led.
In questa fase l’allievo comprenderà come polarizzare un diodo led

Fase 3: realizzazione dell’elettronica di controllo in cui è inserito una fotoresistenza. Le vibrazioni del robot varieranno in funzione della quantità di luce che colpisce la fotoresistenza.
In questa fase l’allievo comprenderà come funziona e come utilizzare una fotoresistenza.

Fase 4: realizzazione dell’elettronica di controllo che permetterà vi variare il senso di rotazione del motorino che permette la vibrazione e la cui velocità sarà governata da una fotoresistenza.
In questa fase l’allievo comprenderà come utilizzare l’integrato 555.

In 4 giorni abbiamo completato la fase 1 e 2 ed incominciato la fase 3.

Di seguito la spiegazione per immagini e video di questi 4 giorni.

Passo 1

Procurarsi dei vecchi cd-rom per realizzare la struttura di base del PollockRobot

Passo 2

Realizzare 3 fori come da maschera allegata sulla superficie del cd-rom. I ragazzi consigliano di utilizzare un trapano con punta da 5 mm per forare lungo le circonferenze dove andranno ad essee inseriti i pennarelli.

Passo 3

Allargate il foro centrale per consentire l’inserimento del motorino elettrico recuperato da una qualsiasi automobilina giocattolo. Incollate il motorino con colla a caldo.

Passo 4

Procuratevi dei morsetti elettrici di grosse dimensioni ed estraete l’anima interna, questa verrà utilizzata per fissare i pennarelli sul cd-rom, inoltre le viti consentiranno di variare agevolmente l’altezza del baricentro e di conseguenza anche l’intensità di oscillazione dei pennarelli.

Passo 5

Realizzate mediante un pezzo di plastica una circonferenza che fisserete in modo non centrato.

Passo 6

Realizzate un semplice circuito come in figura:

Filmati:

Se ripenso a cosa era l’elettronica per questi due allievi una settimana fa posso ritenermi soddisfatto.

Pillole di tecnologia didattica: trucchi e segreti per utilizzare Google a scuola – puntata 1

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Nella lezione di oggi del corso di alternanza scuola lavoro, parleremo dell’uso ottimale dei motori di ricerca, utilizzeremo Google ed effettuando una serie di esercizi per la ricerca di documentazione didattica utile per il vostro studio.
Google è ad oggi il motore di ricerca più usato al mondo, ma gran parte delle persone non ne sfrutta tutte le potenzialità. L’utilizzo del motore di ricerca in generale viene effettuato digitando una o più parole all’interno del campo di ricerca, ma questo modo di operare rischia di non trovare velocemente l’informazione richiesta con conseguenza perdita di tempo. Per raffinare la vostra ricerca Google dispone di una grande quantità di “operatori” e “metacaratteri” creati appositamente per facilitare e rendere veloce la vostra ricerca.
Con un minimo di conoscenze è possibile trovare qualsiasi cosa sul web, di seguito vi elenco alcuni esempi pratici di uso del motore di ricerca. Con un po’ di esercizio potrete diventare più produttivi, dallo studente che ricerca informazioni per approfondire il suo studio all’insegnante che desidera rapidamente realizzare contenuti didattici da sottoporre ai sui studenti.

Riempi lo spazio vuoto

Vi è mai capitato di non ricordare ciò che uno scienziato ha scoperto? Alcune volte la maniera migliore per porre una domanda è fare in modo tale che sia Google a migliorare una frase o domanda incompleta inserendo un asterisco (*) in corrispondenza della parte mancante.

Risultati precisi con l’uso delle virgolette

Volete trovare esattamente le pagine in cui compare esattamente l’esatta sequenza delle parole che cercate?
Inserite tra virgolette la frase cercata, provate ad esempio inserendo nel campo di ricerca: “alternanza scuola lavoro”

Definizione di parole

Se volete ottenere la definizione di una parola, potete utilizzare la funzione: “define:” in questo modo se provate ad esempio a cercare la definizione: “define:transistor” otterrete:

Trovare in funzione del tipo di documento

Se state cercando ad esempio slide in formato pdf o PowerPoint potete restringere la ricerca usando la funzione “filetype:”
in questo modo se volete cercare documenti pdf in cui è presente la frase “fibre ottiche” dovrete scrivere:

Nel caso invece in cui cercate una presentazione in PowerPoint:

Allo stesso modo potete effettuare ricerche Adobe Postscript (.ps), Autodesk DWF (.dwf), Google Earth KML (.kml), Google Earth KMZ (.kmz), Microsoft Excel (.xls), Microsoft Word (.doc), Rich Text Format (.rtf), Shockwave Flash (.swf)

Ricerche tra intervalli numerici

Se state effettuando ad esempio una ricerca storica potrebbe essere utile effettuare una ricerca per intervalli di tempo, supponete vi interessi avere informazioni sulle olimpiadi nell’arco temporale dal 1960 al 2010 allora inserite nel campo di ricerca: “Olimpiadi 1960..2010”.

Calcolatrice

Possiamo utilizzare Google anche come calcolatrice digitando il calcolo da effettuare nella barra di ricerca.

o ancora

questa la lista di funzioni che potete usare nel box di ricerca:

– sottrazione
+ addizione
* moltiplicazione
/ divisione
^ elevazione a potenza (es. 3^2)
% modulo (es. 5 % 2 darà come risultato 1)
“th root of” radice n-esima di un numero (es. per effettuare la radice cubica di 27 digitare: 3 th root of 27
“% of” percentuale di un numero (es. 50 % of 8 )
sqrt radice quadrata (es. sqrt)
ln logaritmo naturale (es. ln 3 darà come risultato: 1.09861229)
log logaritmo base 10 (es. log 2 darà come risultato: 0.301029996)
lg logaritmo base 2 (es. lg 3 darà come risultato: 1.5849625
! fattoriale (es. fattoriale di 5: 5!)

Il valore di pi greco

Scrivete nel camp di ricerca pi, fate click su cerca, vi verrà mostrato il valore della costante pi greco = 3,14159265

Funzioni trigonometriche

Se volete calcolare il valore del seno (sin), coseno (cos) e tangente (tan) potete calcolare i valori inserendo i valori in radianti (non in gradi). Ad esempio se scrivete “sin pi” nel campo di ricerca otterrete il valore del seno a 180° cioè a pi greco.

oppure a pi/2

Equivalenze
Se ad esempio scrivete nel campo di ricerca “1 km in m” otterretecome risultato 1000. Interessantissima anche la possibilità di eseguire equazioni di conversione tra sistemi diversi ad esempio tra sistema metrico a sistema inglese.

Convertitore di unità

Se avete necessità di effettuare delle conversioni tra diverse unità di misura, come lunnghezza, peso altezza e massa procedete come segue:

Convertitore di valute

Per usare Google come convertitore di valuta inserite la conversione che desiderate nella barra di ricerca.

Limitare la ricerca ad un sito web

Se volete ottenere i risultati di una riceraca limitatamente ad un sito potete usare la funzione “site:”, in questo modo se digitate nel campo di ricerca: “linux site: www.maffucci.it” troverete tutte le pagine in cui compare la parola “linux” sul mio sito.

Meteo

Il meteo locale può essere visualizzato direttamente digitando “meteo” seguito dal nome del proprio capoluogo di provincia o codice postale.

Ricerca locale

Per cercare un ristorante, negozio o attività commerciale inserite nel campo di ricerca la categoria commerciale seguita dal nome della città.

o ancora se volete cercare ad esempio le biblioteche a Torino:

o ancora se volete cercare tutte le scuole medie a Torino:

Orari di programmazione dei film

Per trovare recensioni e orari di programmazione nella propria zona, digitare “film” oppure il nome di un film in programmazione seguito dal nome della provincia nella casella di ricerca.

Mappa

Se cercate la cartina di un qualsiasi luogo è sufficiente digitare il nome o il codice postale della località di interesse preceduta dalla parola “mappa”, il primo risultato della ricerca sarà una piccola mappa, un click su questa è avrete una mappa dettagliata su Google Maps.

Mappa di Torino

Mappa di Calitri (il mio paese di origine 🙂 )

Risultati sportivi

Probabilmente poco didattico ma chi non è sportivo? 🙂
Per visualizzare risultati sportivi e prossimi incontri per diversi tipi di sport, digitate il nome della squadra o del campionato nella casella di ricerca.

Quotazioni di borsa

Per mostrare in tempo reale i dati finanziari di un’azienda o di un fondo, digitare il simbolo del titolo nella barra di ricerca.

Progetto di robotica facilitata – Robot Pet Therapy

1 Replica

Da qualche settimana sto progettando alcune attività laboratoriali che temporaneamente ho chiamato: “Progetto di robotica facilitata“. Questa idea nasce dall’esigenza di migliorare le attività normalmente svolte con gli allievi che si avvalgono del sostegno.
In questo anno scolastico nella mia classe 3° elettronici ho due allievi con sostegno e purtroppo, anche se sono seguiti da brave colleghe, ho necessità che si integrino maggiormente in classe, ho scoperto con mia gioia che sono dotati di buone potenzialità organizzative e manuali, purtroppo la loro introversione non li porta a comunicare efficacemente con chi li circonda e ciò innesca alcuni problemi relazionali con gli altri allievi.
Ho necessità quindi di trovare altre strade per comunicare con loro ed è per questo motivo che ho pensato di sperimentare un metodo che ho chiamato: RPT, acronimo che sta per Robot Pet Therapy.

In che cosa consiste la RPT?

Ho assistito tempo fa ad alcune situazioni in cui bambini affetti da autismo venivano aiutati usando dei gattini usati come veicolo per esprimere le sensazioni interiori che nascono giocando, si notava che accarezzando piccoli cuccioli di animali i ragazzi sorridevano e riuscivano ad instaurare una comunicazione.
Questa terapia viene chiamata Pet Therapy o A.A.T. (Animal-assisted therapy) o in italiano T.A.A. terapia assistita dagli animali, maggiori informazioni potete trovarla seguendo il link: Animal-assisted therapy (al fondo della pagina trovate tra gli Extrenal links risorse molto interessanti) e consultate anche Pet therapy su Wikipedia in italiano.

Prendendo come idea iniziale gli studi e i metodi attuati per la A.A.T. sto studiando un procedimento didattica per i miei due allievi, non mi dilungo con la teoria, ma per farla breve opero con ciò che conosco, l’uso della robotica nella didattica.
Come già in passato ho avuto modo di dire e sicuramente è stato notato anche da chi opera con la robotica didattica, gli allievi hanno l’esigenza di antropomorfizzare l’artefatto (robot) e di fronte ad un oggetto pensante il livello di responsabilità aumenta.
Partendo da questa osservazioni ho pensato che i miei due allievi avessero necessità di un ambiente e di un modo per essere più spontanei e disponibili durante l’apprendimento a scuola. Ho pensato alla realizzazione di progetti robotici semplici in cui l’esternazione delle loro sensazione deve avvenire costruendo sistemi robotici che ricordassero piccoli animali che reagiscono alla carezza o al suono, il tutto però deve avvenire utilizzando materiali di uso comune a casa e a scuola in modo che l’allievo abbia consapevolezza che un sistema complesso “quasi pensante” può essere costruito con elementi semplici ed inanimati.
Il tutto poi dovrà sfociare in una azione di tutoraggio in cui i miei due allievi opereranno come tutor nei confronti di allievi delle scuole medie per un laboratorio di robotica creativa.
Questo è ciò che vorrei fare, per ora sono nella fase preliminare in cui realizzo i prototipi e li sottopongo ai miei allievi.
Un terzo studente della classe 4′ sta elaborando moduli elettronici semplici che possano essere connessi tra loro per ampliare le funzionalità dei robot creati dai miei due allievi di 3′.

Piccolo momento polemico

L’idea è nascente e se qualcuno vuole condividere l’esperienza integrando o sviluppando sarò ben lieto di collaborare, si tenga solo in conto che, poiché purtroppo nella scuola italiana non sono previsti oltre alla normale didattica momenti di sperimentazione per creare nuovi metodi di insegnamento (qualcuno pensa che la ricerca debba essere fatta solo dall’università e non da chi opera direttamente con gli allievi… non capirò mai questo stuipidissimo modo di operare) non andrò in modo spedito, ma dovrò ritagliare momenti che vanno oltre l’orario di servizio… lavorare gratis quindi per ora questo è da considerare un sassolino…

Il primo esempio pratico in fase di sviluppo: realizzazione di un topo vibrobot

Il progetto è suddiviso in due fasi:

realizzare un topo robot che si muove casualmente sfruttando la vibrazione di un motorino
realizzare un topo robot che si muove casualmente sfruttandoo la vibrazione di un motorino possibilità di muoversi a velocità e in direzioni diverse in funzione della quantità di luce che lo colpisce.

Fase 1
(fase 2 in via di realizzazione da parte degli studenti)

Materiali