Usare i relè non è stato mai così semplice

Le attività che gli studenti mi propongono sono tantissime e sovente capita che alcune proposte, oltre ad essere spendibili da un punto di vista pratico, mi aiutino ad impostare una futura didattica fatta di oggetti che in altro modo verrebbero dismessi o gettati in un angolo a prender polvere.
E’ questo il caso di un vecchio panello di pneumatico che qualche anno fa veniva utilizzato collegato a dei vecchi PLC, negli anni si sono perse diverse componenti e per l’italico disinteresse è stato riposto in un angolo del laboratorio.
Fortunatamente la volontà caparbia e positiva di due mie allievi di 5′, Michael e Vlad, con l’aiuto dell’amico collega Piergiuseppe, ha rimesso in attività il dispositivo. L’idea, nata dal suggerimento dei ragazzi è quella di mostrare come poter pilotare una serie di pistoni usando relè pneumatici e finecorsa, con controllo fatto sia con PLC che con Arduino, ciò mi permetterà, come loro stessi mi hanno chiesto di fare 🙂 di mostrare come è possibile governare oggetti “industriali” (i pistoni) programmando in LADDER con i PLC oppure in C con Arduino. Perchè non raccogliere questa splendida idea e farne una cosa utile?

pannello-in-costruzione-01

pannello-in-costruzione-02

Mentre l’attenzione dei ragazzi in questo momento è concentrata sulla sistemazione del pannello, io ho cercato una soluzione a bassissimo costo e di immediato utilizzo per interfacciare velocemente Arduino ad una serie di relè che mi potesse governare l’attivazione di una serie di contatti.
L’idea iniziale prevedeva la realizzazione di una scheda con una serie di relè e componentistica accessoria di cui dovevo realizzare un semplice PCB, ma una rapida ricerca mi ha permesso di trovare una soluzione migliore, sia dal punto di vista economico che dal punto di vista di praticità in classe, ho optato per l’acquisto della scheda: 8 Channel 5V Relay Module For Arduino UNO 1280 2560 ARM PIC acquisto fatto su Bangood.
La scheda è composta da ben 8 relè costituiti ciascuno un contatto normalmente aperto ed uno normalmente chiuso, il cui circuito di comando è a 5V e quindi direttamente pilotabile dalle uscite di Arduino, sul circuito di potenza potete collegare dispositivi funzionanti ad una tensione massima di 250VCA 10A oppure 30VCC 10A. Ho effettuato una semplice prova pilotando una striscia led alimentata a 12VCC.

rele01

rele02

La scheda è dotata di 12 pin:

  • da IN1 a IN8 abbiamo i comandi dei singoli relè, questi ingressi saranno collegati alle uscite digitali di Arduino
  • Vcc collegato a 5Vcc di Arduino
  • GND collegato al GND di Arduino
  • COM e GND ponticellati tra loro

La scheda dispone, per ciascuno dei relè, di un led che ne mostra l’attivazione.

Nell’esempio riportato di seguito i collegamenti tra scheda Arduino e scheda relè sono:

Arduino -> Scheda relè
Pin3    -> IN1
Pin4    -> IN2
Pin5    -> IN3
Pin6    -> IN4
Pin7    -> IN5
Pin8    -> IN6
Pin9    -> IN7
Pin10   -> IN8
5Vcc    -> VCC
GND     -> GND

rele04

rele03

Sketch di esempio:

// Prof. Michele Maffucci
// 06.02.15
// Esempio di attivazione sequenziale di 8 relè

// inizializzazione delle 8 uscite digitali dalla 2 alla 9
void setup() {
  for (int i=2; i<10; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  for (int r=2; r<10; r++) { // sequenza di attivazione e disattivazione dei contatti degli 8 relè
    digitalWrite(r, HIGH);
    delay(250);
    digitalWrite(r, LOW);
    delay(250);
  }
}

Controllo accensione di una striscia led a 12Vcc

rele05

A scuola di robotica: giovani, imprese, education

robotica-01Ricevo e volentieri pubblico la comunicazione del Rinnovo del Protocollo di Intesa di Torino per lo sviluppo della Robotica e Meccatronica nell’Istruzione Tecnica e Professionale Industriale che mi vede coinvolto in diverse iniziative.

L’evento si svolgerà Venerdì 30 Gennaio 2015, ore 9,00 – 12,30 Centro Congressi Unione Industriale Torino – Via Vela, 17

Il Protocollo di Intesa interistituzionale per lo sviluppo dell’Istruzione Tecnica e Professionale nel campo della Meccatronica e della Robotica, siglato a Torino nel 2010, ha rappresentato in questi anni uno degli esempi più avanzati della collaborazione Scuola/Impresa nel Paese. L’esperienza, spesso citata, ha visto partner pubblici e privati (Regione Piemonte e Ufficio Scolastico Regionale, Provincia, Camera di commercio e Politecnico di Torino, Unione Industriale di Torino con AMMA (Aziende Meccaniche Meccatroniche Associate), IIS “Galilei – Ferrari” di Torino nel ruolo di Scuola capofila di una Rete di altri 15 Istituti scolasti- ci dell’area torinese) condividere obiettivi e progetti, risorse umane ed economiche: aggiornare verso la Robotica (mobile e industriale) e la Meccatronica avanzata i percorsi scolastici di alcuni Indirizzi di specializzazione tecnica (Meccanica/Meccatronica, Elettronica, Informatica) e professionale (Manutenzione); innovare la didattica attraverso l’uso delle nuove tecnologie; curare l’aggiornamento continuo dei docenti; promuovere la partecipazione degli studenti a competizioni didattiche nazionali ed internazionali; innovare l’approccio all’Orientamento scolastico. La “governance” del Protocollo è affidata ad un Comitato di Indirizzo, composto dai partner, e ad un Gruppo di Coordinamento delle Scuole della Rete. L’incontro “A Scuola di Robotica: Giovani, Imprese, Education” sarà l’occasione per il rinnovo dell’Intesa, cui aderiranno, oltre ai partner precedenti, la Città Metropolitana, in sostituzione della Provincia, ed anche l’Università e la CNA (Confederazione Nazionale dell’Artigianato) di Torino. Il convegno darà l’opportunità ad autorità pubbliche, aziende e loro rappresentanze di riflettere sull’esperienza, rinnovarne strategie e modalità di intervento, condividere gli obiettivi con il territorio ed operatori del settore.

Programma

APERTURA DEI LAVORI
Piero Fassino, Sindaco Città Metropolitana di Torino
Fabrizio Manca, Direttore Ufficio Scolastico Regionale per il Piemonte

INNOVARE NEL RAPPORTO SCUOLA/IMPRESA:
l’esperienza del Protocollo di Intesa di Torino per lo sviluppo della Robotica e della Meccatronica nell’Istruzione Tecnica e Professionale Industriale

Interviste ai protagonisti:

  • Vincenzo Ilotte, Presidente Camera di commercio, industria, artigianato e agricoltura di Torino,
    Presidente Comitato di Indirizzo Protocollo Intesa Robotica e Meccatronica Scuole Torino
  • Anna Luisa Chiappetta, Dirigente Scolastico IIS “Galilei – Ferrari” di Torino, Istituto capofila Rete Robotica Scuole Torino
  • Uno studente della Rete Robotica Scuole Torino
  • Un diplomato della Rete Robotica Scuole Torino

ULTIME FRONTIERE DELLA ROBOTICA E COLLOCAZIONE DELL’ITALIA
Introduce agli scenari
Paolo Dario, Direttore Istituto BioRobotica Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa
Discussants

Arturo Baroncelli, Presidente IFR – International Federation of Robotics, Dirigente COMAU • Lucy Lombardi, Direttore Innovation & Industrial Relations Telecom Italia

Nicola Scarlatelli, Amministratore Unico SAMEC, Presidente CNA di Torino
Conduce: Claudio Demartini, Politecnico di Torino

TAVOLA ROTONDA: EDUCATION E COMPETITIVITÀ
Gianmaria Ajani, Rettore Università di Torino; Marco Gilli, Rettore Politecnico di Torino; Giovanna Pentenero, Assessore Istruzione, Lavoro e Formazione Professionale Regione Piemonte; Stefano Serra, Amministratore Delegato TESEO, Presidente ITS per la Mobilità sostenibile, Aerospazio e Meccatronica; Gabriele Toccafondi, Sottosegretario MIUR.
Conduce: Claudio Gentili, Vice Direttore per l’Education Confindustria;

Conclude: Alberto Dal Poz, Presidente AMMA, Vice Presidente Unione Industriale Torino

FIRMA DEL PROTOCOLLO DI INTESA ROBOTICA SCUOLE TORINO 2014/2017

Per informazioni: Unione Industriale Torino – Area Scuola e Università – tel. 011.5718524 – e-mail: uniscuola@ui.torino.it

robotica-02

Stampe 3D del fine settimana – Arduino essential starter kit

Ho la fortuna di avere a casa e a scuola laboratori ben forniti per svolgere attività di sperimentazione con Arduino, ma il trasporto della componentistica mi costringe molto spesso a portare con me parecchio materiale e non nego che molto spesso esagero. Schede cavi e componenti che ci si porta a spasso nella borsa che spesso sfuggono negli angoli più nascosti.
Per l’esigenza giornaliera a scuola è necessario pochissimo il giusto necessario per impostare una lezione o per scrivere un post sul blog durante un momento di pausa, quindi non è necessario portare con se un intero laboratorio, diverso ovviamente è quando effettuo corsi privati dove ho necessità di portarmi molto materiale. Fino ad oggi avevo utilizzato una soluzione migliorata nel tempo che mi permetteva di portare con me il kit di sopravvivenza di sperimentazione 🙂 qualche anno fa ne avevo fatto un tutorial: Costruire una basetta sperimentale estesa portatile per circuiti elettronici, ma ho la necessità di avere qualcosa di più contenuto che possa essere agevolmente trasportato tra libri e registri nello zaino, per farla breve un Essential Arduino Starter kit.
Ho incominciato a progettare soluzioni da stampare in 3D, ma prima di me qualcuno ci ha pensato, una soluzione brillante che per ora considero la migliore per le mie necessità e la consiglio: The Folding Arduino Lab di Jason Welsh che ringrazio.
Quindi in questo fine settimana ho provveduto a stamparmi questo laboratorio tascabile e per me che amo piccoli attrezzi multifunzione (dai coltellini victorinox ai set di cacciavite e minuterie) avere anche un micro laboratorio trasportabile sempre a portata di mano è… concedetemelo… divertente 🙂

…piccoli vezzi

Esercizio Arduino in 5 minuti – usare un Sensor Tracking

Continuo la recensione del kit sensori di cui avevo parlato qualche giorno fa con questo breve post che nasce dall’esigenza di un lettore del blog che mi ha chiesto come utilizzare il sensor tracking incluso nella confezione. Il sensore si presenta come una piccola scheda elettronica i cui componenti principali sono costituiti da un led emettitore ad infrarossi ed un ricevitore.
Un’applicazione in cui io sfrutto questo sensore è ad esempio per la realizzazione di robot segui linea o ancora per realizzare un contagiri e controllare la velocità di rotazione dei miei prototipi robotico.
Potrete ad esempio di distinguere, per brevi distanza dal sensore, le differenze bianco/nero incontrate su una superficie. Su un apposito pin verrà emesso un segnale di tipo TTL che andremo a leggere con Arduino.

Il sensore è costituito da tre pin, GND, OUT (il segnale) e Vcc.
La sensibilità del sensore può essere regolata mediante un apposito trimmer.

Sensor-Tracking-03

Nell’esempio descritto, per avere percezione visiva e sonora della transizione tra bianco e nero ho utilizzato un led connesso al pin 12 ed buzzer connesso al pin 7. Utilizzerò un foglio bianco su cui ho disegnato due strisce nere.

Sensor-Tracking-01

Sensor-Tracking-02

Collegamenti:

Sensore – Arduino:

pin segnale OUT -> pin digitale 7
– negativo -> GND
+ positivo -> 5V

Buzzer – Arduino

pin segnale S -> pin digitale 4
+ positivo -> 5V
– negativo -> GND

Lo sketch è estremamente semplice è dovrete semplicemente verificare la presenza dello stato HIGH sul pin 7 di Arduino, accendere il led se si è sulla linea nera ed emettere un suono, oppure se si è sul bianco spegnere il led e non emettere suono.

// Prof. Michele Maffucci
// 25.01.15
// Utilizzo di un Sensor Tracking e di un buzzer passivo

const int pinSensore = 7;
// pin a cui è collegato il sensore

const int pinLed = 12;
// pin a cui è collegato il led

const int pinBuzzer = 4;
// pin a cui è collegato il buzzer

const int frequenza = 440;
// frequenza emessa dal buzzer (440 Hz)

void setup()
{
  // inizializzazione del pin sensore, led e buzzer
  pinMode(pinSensore, INPUT);
  pinMode(pinLed, OUTPUT);
  pinMode(pinBuzzer,OUTPUT);
}

void loop()
{
  // conserviamo nella variabile var lo stato del sensore
  int val = digitalRead(pinSensore);

  // verifichiamo se viene letto "NERO"
  // se vero accendiamo il led
  if(val == HIGH)
  {
    digitalWrite(pinLed, HIGH);   // accende il led
    tone(pinBuzzer, frequenza);   // viene emesso dal buzzer un suono a frequenza fissata
    delay(5);                     // attesa di 5 millisecondi (in modo da percepire il suono emesso)
  }
  // altrimenti spegniamo il led
  else
  {
    digitalWrite(pinLed, LOW);   // spegne il led
    noTone(pinBuzzer);           // non viene emesso nessun suono dal buzzer
  }
}

PDP (Piano Didattico Personalizzato) on-line – il corso

migliorareIl 31 marzo prossimo dalle 14,30 alle 17,30, in occasione del corso: Miglioriamo la didattica per tutti (che si svolge in 6 giornate), organizzato da CTS, Centro Territoriale di Supporto alle Nuove Tecnologie e Disabilità di Torino e Provincia, la Rete per l’Inclusione della Città di Torino e l’UTS-Nes sarò relatore per la presentazione informatizzata del PDP (Piano Didattico Personalizzato) che sto realizzando. Gli iscritti al corso, per gruppi, sperimenteranno in laboratorio di informatica la soluzione che ho impostato pensata per essere modificata e utilizzata in maniera semplice dai colleghi.

Per maggiori informazioni sull’intero corso e sulle iscrizioni da effettuare on-line, vi rimando al sito di riferimento.