Utilizzare M5StickC con l’IDE UIFlow

Pubblicato il Gennaio 25, 2020 da admin

UIFlow è una piattaforma di programmazione appositamente progettata per i dispositivi M5Stack. L’IDE di programmazione grafico a blocchi è basato su blockly, linguaggio grafico di programmazione ben conosciuto in campo didattico. UIFlow consente inoltre di programmare qualsiasi oggetto M5Stack in MicroPython, implementazione di Python 3 per microcontrollori e sistemi embedded. MicroPython, come molti di voi sapranno, è un linguaggio di programmazione snello ed efficiente ideale per attività di Coding a scuola e da sempre impiegato in campo scientifico.

UIFlow fornisce le funzionalità necessarie per la realizzazione, in maniera estremamente semplice, progetti con forte interazione con il mondo reale, ideale quindi per chi si avvicina al mondo della prototipazione elettronica, dell’automazione e della programmazione.

L’IDE UIFlow può essere utilizzato on-line oppure localmente scaricandolo dal sito principale. Per prelevarlo collegatevi al sito https://m5stack.com/ e selezionate dal menù principale: software > download:

Nella pagina posizionate il mouse sul pulsante “Download” di UIFlow-Desktop-IDE, apparirà un menù a discesa, selezionate il sistema operativo su cui dovrà essere istallato UIFlow

Una volta prelevato il programma scompattate il file ed eseguite facendo doppio click

All’avvio dell’IDE viene controllato se sono presenti i driver necessari per poter gestire i dispositivi M5StickC.
M5StickC non necessita di installazione driver per i sistemi operativi Windows 10, Mac (High Sierra+), Linux. Per altri sistemi operativi, oppure se il dispositivo non dovesse essere rilevato dai sopracitati SO dovete installare il driver CP210X per il vostro sistema operativo, il driver può essere prelevato sempre dall’area download.

Al termine dell’installazione di UIFlow collegate M5StickC con il cavo USB C al computer.

M5StickC può essere programmato via USB o in modalità WiFi, in questo tutorial procederemo ad una prima programmazione in modalità USB.

Una pressione di 2 secondi sul power button, sulla sinistra di M5SickC provoca l’accensione del dispositivo, non appena compare il logo di UIFlow premete il pulsante grande M5 per accedere al menù di setting. Per spostarsi tra i menù disponibili utilizzare il pulsante sulla destra in alto di M5StickC:

Dal menù Setup potrete scegliere la modalità di programmazione e potrete impostare il WiFi. Per questo tutorial selezionate la modalità USB.

Selezionare la modalità di programmazione:

Selezionare la modalità USB:

Nell’IDE di programmazione dovete selezionare la seriale facendo click sulla parte in basso a sinistra della finestra dove compare la segnalazione COM:

Il click permetterà di aprire la finestra di selezione della COM:

Dal menù a discesa COM selezionare la porta seriale a cui avete collegato l dispositivo:

Per Windows 10 la seriale è identificata da COM seguito da un numero, mentre per sistemi Mac e Linux dalla sigla tty seguito da una serie di numeri e lettere. La modalità di selezione della seriale è la medesima per tutti i sistemi operativi.

Realizziamo il primo programma: Accensione del LED interno

Selezionare “Hardwares” dalla blocks list, selezionare LED e successivamente l’istruzione “LED ON” che dovrete trascinare nell’area di programmazione collegandola al blocco Setup.

Per eseguire il programma sul dispositivo fate click sul pulsante play che trovate in alto a destra della finestra, il LED rosso della scheda si accende.

Realizziamo il secondo programma: Blink del LED interno

Dalla sezione Event selezionare Loop ed collegarlo al Setup, nel Loop inserire la sequenza delle istruzioni: LED ON, Wait 1 S, LED OFF, Wait 1 S, così come indicato nell’immagine che segue. Per eseguire sul dispositivo un click sul pulsante Play:

Interfaccia di programmazione

01. Titolo del progetto
Inserite il nome del vostro progetto in questa area.

02. Blockly/Python
Consente di selezionare la modalità di programmazione Blockly oppure Python

03. Tab menù
Per accedere al forum, alla documentazione, agli esempi, ripetere l’ultima azione eseguita, fare l’upload dei file, eseguire il programma ed accedere alle impostazioni del dispositivo.

04. Anteprima UI
Trascinare testo e immagini sullo schermo del dispositivo virtuale per creare l’interfaccia grafica. Non appena inserite elementi grafici, appariranno nella lista delle istruzioni centrali le funzioni specifiche per manipolare gli oggetti grafici

05. Units
Aggiungere unità hardware che fanno parte del progetto tra quelle standard disponibili su M5Steck e stabilire le porte di connessione.

06. Hide UI
Possibilità di nascondere il dispositivo virtuale per aumentare lo spazio disponibile per la programmazione

07. Menù istruzioni Code Block
Contiene tutti i blocchi necessari per la programmazione. La sezione Hardware contiene le istruzioni che agiscono direttamente sull’elettronica dell’M5StickC. Troverete la sezione Math che include operazioni matematiche e Logic che raccoglie operatori logici e strutture di controllo.

08. Area di Codice
L’area in cui saranno trascinati i blocchi per realizzare il programma

Lista delle istruzioni

01. Event
Funzione Loop e gli eventi legati alla pressione dei pulsanti

02. Hardware
Blocchi dedicati all’elettronica del dispositivo: LED, IMU e gestione alimentazione

03. Units
Ogni volta che si aggiunge un’unità specifica in questa sezione appaiono i blocchi specifici alla sua gestione

04. Math
Blocchi per eseguire calcoli matematici

05. Logic
Blocchi per l’esecuzione di operazioni logiche e controllo di flusso

06. Advanced
Sezione dedicata per i programmatori esperti. Blocchi per il networking, per la gestione dei pin analogici e digitali e molto altro.

Come costruire un programma con Blockly

Setup

Il blocco Setup è essenziale per eseguire qualsiasi programma è il primo blocco che viene eseguito non appena il programma viene caricato sul dispositivo. Il Setup viene eseguito una sola volta.

Loop

Questo blocco esegui in modo continuo per sempre tutte le istruzioni in esso contenute, ciò implica che l’esecuzione del loop può essere interrotta solamente se viene tolta l’alimentazione al dispositivo.

Wait

Il blocco Wait pone in attesa il programma per un tempo specificato dal parametro numerico che può essere impostato dall’utente.

Sequenza di programmazione

Connessione blocchi

Come sicuramente avrete intuito blockly ricorda molto la filosofia di programmazione di altri ambienti di programmazione come ad esempio Scratch o il MakeCode editor di BBC micro:bit. Anche per UIFlow che utilizza blockly, i blocchi si uniscono “magneticamente” insieme, incastrandosi e cambiando colore, nel caso non si abbia un cambiamento colore vuol dire che blocchi non sono uniti.

Alcuni trucchi per chi comincia con UIFlow

  • Per duplicare un blocco tasto destro del mouse sul blocco e fare click sulla voce del menù contestuale che appare: duplicate.
  • Per cancellare un blocco trascinarlo sulla lista della collezioni delle istruzioni oppure sull’icona del cestino in basso a destra o ancora click tasto destro del mouse e “Delete block”

Nella prossima lezione vedremo come realizzare i primi programmi.

Buon Coding a tutti 🙂

Articoli simili:

Pubblicato in elettronica | Contrassegnato , , , , , , | Lascia un commento

Errori comuni nell’uso di Arduino – uso non corretto della digitalWrite

Pubblicato il Gennaio 22, 2020 da admin

Errore: considerare la “,” come separatore di istruzioni e non come separatore di valori. In C una scrittura del tipo: (a, b, c) è una sequenza di espressioni separate da virgola che valuta l’ultima espressione c, mentre {a; b; c;} è una sequenza di istruzioni che non valuta nulla.
La virgola si inserisce solamente tra due espressioni a differenza del punto e virgola che si inserisce alla fine di un’istruzione (ma non di un’istruzione di blocco come: if, for, while, do while).

Esempio non corretto

Esempio corretto

O ancora meglio usando un ciclo for:

Domanda che in genere faccio ai ragazzi:
“perché ho dichiarato i come byte e non come int?”

La risposta la trovate in: Appunti di programmazione su Arduino: tipi di dati in cui viene evidenziato che la dimensione del tipo byte è di 8 bit (1 byte) e rappresenta interi (senza decimali) ed hanno un range da 0 a 255, mentre gli int sono dei tipi di dato usati per memorizzare numeri senza decimali e memorizzano valori a 16 bit (2 byte) nel range da 32.767 a -32.768, quindi usando il tipo byte occupiamo meno spazio in memoria.

Buon Coding a tutti 🙂

Articoli simili:

Pubblicato in arduino, i miei allievi | Contrassegnato , , , | Lascia un commento

M5 StickC

Pubblicato il Gennaio 19, 2020 da admin

E’ da qualche mese che sto utilizzando M5 StickC per la progettazione di future esercitazioni di laboratorio, mi piace considerarlo il fratellino 🙂 di M5Stack Fire segnalato su queste pagine qualche mese fa.
M5StickC ESP32 Development Board è una scheda di sviluppo estremamente versatile programmabile in diverse modalità e vi permette di realizzare facilmente e rapidamente progetti IoT. In questi mesi ho realizzato una serie di progetti: datalogger, telecomando WiFi e IR,  utilizzo con sensore PIR, controllo velocità motori e molto altro. Grazie all’interfaccia GROVE e GPIO è possibile connettere dispositivi esterni, sul sito ufficiale ne trovate moltissimi. Attualmente, connesso ad un piccolo altoparlante, sto sviluppando un dispositivo per persone ipovedenti.

Il sito ufficiale è: https://m5stack.com/

Sul sito di riferimento troverete moltissimi dispositivi e moduli di espansione, tra questi il già citato M5Stack FIRE ed altri prodotti molto interessanti di recente presentazione: ATOM Matrix ESP32 e M5StickV K210 AI Camera di cui vi parlerò in prossimi post e che sto utilizzando per altre tipologie di sperimentazioni.

Il piccolo “mattoncino” ha dimensioni estremamente contenute 5×2,5cm

all’interno trovano posto:

  • ESP32
  • display da 0,96 pollici (risoluzione 160×80)
  • microfono
  • buzzer
  • trasmettitore IR
  • WiFi
  • Bluetooth
  • accelerometro
  • giroscopio (6 gradi di libertà)
  • LED di segnalazione integrato
  • due pulsanti (A e B) programmabili
  • batteria da 80 mAh
  • memoria flash da 4MB
  • modalità di programmazione via USB e WiFi
  • Linguaggi di programmazione: UIFlow (blockly), C (pronto per essere programmato con IDE Arduino), MicroPython

I due video che allego di seguito forniscono una rapida presentazione sulla programmazione usando UIFlow e Arduino:

M5 Stick C può essere acquistato anche con un pratico cinturino da polso, ciò vi permetterà ad esempio di realizzare il vostro smartwatch IoT.

Per l’acquisto di M5 Stick C potete utilizzare il sito di riferimento, oppure direttamente su AliExpress. Alcuni prodotti di M5Stack potete trovarli anche su Amazon.

Per comprendere possibili applicazioni vi segnalo le sezioni del sito ufficiale:

Seguiranno a questo post una serie di tutorial sulla configurazione e aggiornamento del firmware, programmazione ed esempi di applicazioni.

Buon Making a tutti 🙂

Articoli simili:

Pubblicato in elettronica, news | Contrassegnato , , , , | Lascia un commento

Disegnare caratteri personalizzati con Arduino per un LCD 16×2

Pubblicato il Gennaio 18, 2020 da admin

Durante le attività di sperimentazione capita spesso la necessità di utilizzare caratteri speciali o icone che non fanno parte del set di caratteri ASCII standard (https://www.asciitable.com) visualizzatili su un display 16×2. Ovviamente un display LCD 16×2 non permette risoluzioni elevate, ma la qualità che si riesce ad ottenere è più che accettabile.

Tutti i display LCD basati sul controller Hitachi HD44780 hanno due tipi di memorie in cui vengono memorizzati i caratteri: CGROM e CGRAM (Character Generator ROM & RAM). La memoria CGROM non è volatile e non può essere modificata mentre la memoria CGRAM è volatile e può essere modificata in qualsiasi momento.

CGROM è usato per memorizzare tutti i caratteri permanenti che possono essere visualizzati usando il loro codice ASCII. Ad esempio, se scriviamo 0x4D, sul display viene visualizzato il carattere “M”. CGRAM è un’altra memoria che può essere utilizzata per la memorizzazione di caratteri definiti dall’utente.

Questa RAM è limitata a 64 byte, cioè implica che per LCD a 5 × 8 pixel come LCD 16×2 Hitachi HD44780, nel CGRAM possono essere memorizzati fino a 8 caratteri definiti dall’utente.

Un carattere sul display viene realizzato utilizzando una matrice di pixel 5 × 8, quindi per definire un nostro carattere dovremo lavorare in quest’area.

La definizione del carattere personale avviene utilizzando la funzione createChar() della libreria LiquidCrystal.

Prima di utilizzare la libreria createChar() è necessario impostare un array di 8 byte ed ognuno di essi definisce una riga della matrice costituita dalla lettera b che definisce il tipo del dato (byte) e la serie di 1 e 0 definiscono i pixel attivi o disattivi: nell’array i bit a 1 indicano i pixel attivi, mentre gli 0 indicano i pixel disattivi.

Nell’esempio che segue viene utilizzato un display 16×2 i2c

Per quanto riguarda la libreria LiquidCrystal_I2C vi rimando alla lezione:
Utilizzo dell’LCD 16×2 Hitachi HD44780 1602 con modulo I2C PCF8574T

Nel caso abbiate necessità di sviluppare in modo più semplice ed agevole i vostri caratteri personalizzati potete utilizzare una soluzione grafica che immediatamente vi permettessi impostare l’array di byte, fate riferimento a questi due link:

da cui ho realizzato velocemente le icone, il codice corrispondenti è poi stato inserito all’interno dello sketch come si può evincere dallo sketch che segue:

Dopo aver incluso la libreria, è necessario inizializzare l’array che definisce il carattere personalizzato definito da 8 byte.

Nel setup() bisogna inizializzare il carattere personalizzato mediante la funzione createChar(), che accetta due parametri, il primo, compreso tra  0 e 7 è utilizzato come indirizzo ad uno degli 8 caratteri creati personalizzati, il secondo parametro definisce il nome dell’array di byte che definisce il carattere personalizzato.

Successivamente nel loop, per la visualizzazione del carattere personalizzato viene utilizzata la funzione write() che ha come parametro il numero (l’indirizzo) assegnato al carattere.

Esercizi per i miei studenti

Esercizio 1

Realizzare uno sketch che mostra un omino che cammina da sinistra verso destra e ritorno, in modo continuo. Il movimento deve essere accompagnato dall’emissione di due note che mettono in evidenza il passo.

Esercizio 2

Realizzare un Pac Man che partendo dalla riga 0 colonna 0 mangi una serie di puntini , scende alla riga 1 colonna 0 e prosegue fino alla riga 1 colonna 15 dove si trova un fantasma che deve essere mangiato. Predisporre un buzzer che emette due tipi di suoni, uno che identifica quando Pac Man mangia un puntino ed uno quando Pac Man mangia il fantasma. Quando il fantasma viene mangiato il display fa un 3 blink e l’azione comincia nuovamente con il Pac Man che si posizione in riga 0 colonna 0.

Esercizio 3

Realizzare un sistema che rilevi il livello di carica di batterie da 1,5V.
Utilizzare 7 icone che definiscono livelli diversi di carica della batteria e a fianco di ogni icona deve anche apparire in modo numerico il valore di tensione misurato.

Esercizio 4

Realizzare uno sketch che valuta in percentuale la quantità di luce in una stanza e la mostra su display mediante numero in percentuale e una barra di livello realizzata con caratteri personalizzati che può aumentare o diminuire in funzione della quantità di luce che colpisce l’LDR.
Mediante la pressione di un pulsante viene attivata la calibrazione del sistema, questa fase dura 5 secondi in cui viene misurate il valore minimo di luce (comprendo con mano il sensore) e valore massimo della luce (togliendo la mano dal sensore). La fase di calibrazione deve essere evidenziato dalla scrittura su display del messaggio: “calibrazione” e icone animate che dovete inventare.

Articoli simili:

Pubblicato in arduino, i miei allievi | Contrassegnato , , , , , , , | Lascia un commento

Utilizzare un orologio RTC con Arduino – Modulo Tiny RTC I2C – Visualizzazione su display I2C

Pubblicato il Gennaio 16, 2020 da admin

Continuo la serie di post dedicati all’uso dell’RTC con integrato DS1307, in questa lezione viene suggerito come visualizzare su un display 16×2 Hitachi HD44780 1602 con modulo I2C PCF8574T: giorno della settimana, data e ora.
L’obiettivo che si vorrà raggiungere nei prossimi tutorial sarà quello di realizzare un timer programmabile da utilizzare in diverse esercitazioni di automazione.

Lo Schema di collegamento è il seguente:

Allego lo Sketch generale in cui ho inserito commenti di spiegazione sulle varie parti del codice e sull’utilizzo di specifiche funzioni.

Per quanto riguarda la libreria LiquidCrystal_I2C vi rimando alla lezione:
Utilizzo dell’LCD 16×2 Hitachi HD44780 1602 con modulo I2C PCF8574T

Di seguito riprendo quanto già inserito nei commenti:

Definisce un Array multidimensionale costituito da 7 righe, i giorni della settimana e 4 colonne, le lettere che compongono il giorno (3 lettere) più il carattere null con cui deve terminare una stringa.

Il controllo della disconnessione dell’RTC viene effettuato anche all’interno del loop, se ciò non venisse eseguito, una disconnessione dell’RTC non permetterebbe la visualizzazione del messaggio “RTC non risponde”, ma verrebbero mostrati valori numerici errati. La successiva connessione dell’RTC farà riapparire data e ora, ma in una modalità non allineata, in cui saranno mostrati i valori numerici derivanti dalla precedente disconessione.

La cancellazione del display avviene una sola volta, solo se si è verificata una precedente disconnessione dell’RTC. L’azione è necessaria perché in fase di riconnessione dell’RTC appaiono sul display numeri non coerenti. La cancellazione potrebbe essere effettuata direttamente nel corpo della prima if, ma ciò causerebbe un flikering del testo così come appare nell’immagine che segue:

int sprintf(char *str, const char *format, …); ha lo stesso funzionamento della printf, con la differenza che l’output non sarà visualizzato sullo schermo (standard output), ma immagazzinato nel vettore str.

%d è uno dei possibili specificatori di formato che può essere usato nella sprintf ha il compito di indicare alla funzione (la sprintf) il tipo della variabile che deve essere visualizzata, in questo caso con d indichiamo decimale. Con %02d si specifica la stampa di solo due numeri decimali.

Per i miei allievi:

Esercizio 1

Modificare lo sketch proposto in modo che la retroilluminazione dello schermo venga spenta dopo 15 secondi e la pressione di un pulsante la riattivi.

Esercizio 2

Modificare lo sketch realizzato al punto 2 inserendo anche un sensore DHT11 che mostra temperatura ed umidità dell’ambiente.

Articoli simili:

Pubblicato in arduino, i miei allievi | Contrassegnato , , , , , , | Lascia un commento

Errori comuni nell’uso di Arduino – inserimento del punto e virgola alla fine di ogni istruzione

Pubblicato il Gennaio 14, 2020 da admin

Il punto e virgola è usato come segno di terminazione istruzione, ma non è da usare nelle istruzioni composte: if, for, while, do while e la direttiva per il preprocessore #define.

Di seguito alcuni esempi che mettono in evidenza questo tipico errore.

Versione non corretta

I punti e virgola indicati nell’esempio sopra terminano le istruzioni “if” e “for” e ciò non permetterà l’esecuzione delle istruzioni che sono presenti nel corpo delle rispettive istruzioni.

Versione corretta

In questo caso le istruzioni presenti nel corpo della if vengono eseguite se la condizione temperatura>25 è vera, nel secondo caso, nel for, sarà eseguita l’istruzione che segue fino a quando la condizioni<15 risulta vera.

Come si può notare nel for, nel caso in cui sia presente una sola istruzione nel corpo, non è indispensabile inserire le parentesi graffe, non è comunque un errore inserirle e scrivere:

Errore simile viene spesso commesso quando si usa il #define

Versione non corretta

Versione corretta

il #define non richiede il punto e virgola.

Possiamo ottenere lo stesso risultato dell’istruzione precedente utilizzando const:

Questa scrittura rimane coerente rispetto alla scrittura delle variabili che fa uso dei simboli = e ; ma non efficiente dal punto dello spazio di memoria utilizzata rispetto alla #define.

Buon Coding a tutti 🙂

Articoli simili:

  • Non sono presenti articoli simili.
Pubblicato in arduino, i miei allievi | Contrassegnato , , | Lascia un commento

I miei corsi per Tecnica della Scuola: Il Coding con il nuovo Scratch 3 per una didattica attiva – 3 edizione

Pubblicato il Gennaio 13, 2020 da admin


Scratch 3: dallo storytelling all’interazione con il mondo reale.
Nuova edizione del corso su Scratch 3 che condurrò a partire dalla prossima settimana per 4 lezioni da due ore nelle seguenti date:

  • Lunedì 20 gennaio 2020 – Ore 17.00/19.00
  • Lunedì 27 gennaio 2020 – Ore 17.00/19.00
  • Mercoledì 29 gennaio 2020 – Ore 17.00/19.00
  • Venerdì 31 gennaio 2020 – Ore 17.00/19.00

Sempre numerose sono le richieste che fanno riferimento all’uso di BBC micro:bit e Lego Mindstorms EV3 con Scratch 3 pertanto mostrerò un numero superiori di attività didattiche laboratoriali che fanno uso di questi dispositivi. Tante le richieste in cui mi si chiede di mostrare attività di robotica da sviluppare con Scratch 3 ed alcune fanno esplicito riferimento alla costruzione di dinamiche di gara simili a quelle di ROB-O-COD, però sviluppando un percorso di Coding con Scratch 3 che conduce come fase conclusiva alla realizzazione di un contesto di gara simile a quello che viene svolto nella trasmissione di Rai Ragazzi, pertanto mostrerò come, dal mio punto di vista ciò possa essere realizzato a scuola.
Se siete curiosi vi rimando al link su Rai Play della stagione 1 della trasmissione. In queste settimana si stanno svolgendo le registrazioni della stagione 2 e come per la precedente edizione mi sto occupando della progettazione dei campi gara e del supporto tecnico in trasmissione.

Per maggiori informazioni sui contenuti del corso e sulle modalità di iscrizione vi rimando al sito di Tecnica della Scuola.

Articoli simili:

Pubblicato in corsi | Contrassegnato , , , , , , , , , , | Lascia un commento

Utilizzare un orologio RTC con Arduino – Modulo Tiny RTC I2C

Pubblicato il Gennaio 8, 2020 da admin

Scrivo questo post come base di partenza per le sperimentazioni che farò svolgere ai miei studenti nei prossimi giorni sull’uso degli RTC. L’acronimo RTC si riferisce a Real Time Clock, un orologio in tempo reale. Un RTC ed è alla base di moltissime automazioni in cui è indispensabile gestire una serie di processi in funzione di una specifica data e ora, si pensi ad esempio alla semplice gestione dell’illuminazione di un locale oppure alla realizzazione di un data logging o ancora la gestione del condizionamento automatico di un locale in funzione della data e dell’ora.
Ricordo ai miei studenti che nella sessione ordinaria del 2018 dell’esame di maturità per l’indirizzo elettronica ed elettrotecnica, articolazione di automazione, si faceva riferimento ad un sito archeologico in cui erano presenti due locali affrescati in cui era necessario controllare il numero massimo di persone presenti, gestire la temperatura in maniera diversa nel periodo invernale ed estivo ed inoltre doveva essere controllata anche l’umidità relativa.
Erano presenti inoltre domande in riferimento all’illuminazione massima all’interno dei locali ed altri quesiti a cui darete risposta durante le esercitazioni di laboratorio nelle prossime settimane.

Cito parte del testo dell’esame di maturità:

…
a) la temperatura deve essere mantenuta tra i 6°C e i 12°C nel periodo invernale e tra i 20°C e i 24°C nel periodo estivo; quando la temperatura scende al di sotto dei valori minimi si attivano delle piccole piastre riscaldanti, poste a 1 metro dal pavimento, fino al raggiungimento della temperatura media, mentre se la temperatura è troppo elevata si attiva il sistema di aerazione che al raggiungimento della temperatura media si disattiva;

b) l’umidità relativa deve essere mantenuta nel range 45% ±5% per evitare la proliferazione di muffe; tale livello viene garantito azionando per 10 minuti, se si è fuori dal range, gli aeratori o il sistema di nebulizzazione a pompa posto a muro.
…

L’obiettivo di questo post è quello di mostrare come gestire un RTC.

Il modulo utilizzato è un Tiny RTC I2C dotato di un integrato DS1307 I2C RTC di cui allego datasheet. Sulla scheda è presente una batteria tampone ricaricabile al litio LIR2032 che permette il funzionamento dell’RTC in assenza di alimentazione esterna, ovvero il mantenimento dell’ora e della data anche quando viene disconnesso dal microcontrollore che lo utilizza.

Il pilotaggio dell’RTC avviene mediante il protocollo I2C, che come già spiegato in precedenti lezioni, permette la comunicazione tra due o più dispositivi I2C utilizzando un bus a due fili più un terzo filo per il riferimento di massa comune a tutti i dispositivi.
Poiché il protocollo I2C utilizza 7 bit per indirizzare il dispositivo sul bus, il numero massimo di dispositivi collegabili sul bus è di 128 dispositivi, però il numero scende a 112 in quanto 16 indirizzi sono riservati.
Il bus è costituito da una linea dati SDA (Serial Data line), una line di clock SCL (Serial Clock line) e come detto sopra al filo di massa comune a tutti i dispositivi.

Per collegare il Tiny RTC I2C si faccia riferimento allo schema che segue:

Per poter pilotare il DS1307 è necessario installare una libreria specifica, ne esistono diverse quella che utilizzeremo sarà quella di Adafruit la RTClib. Installate la libreria: Sketch > Include Library > Manage Libraries

Si aprirà il gestore librerie, nel campo di ricerca inserite il testo RTClib come indicato nell’immagine che segue e procedere con l’installazione dell’ultima versione disponibile:

Al termine dell’installazione apparirà la voce INSTALLED a fianco della libreria installata

Con la libreria vengono resi disponibili una serie di sketch di esempio che potete aprire direttamente da: File > Examples > RTClib.

Aprite lo schetch: DS1307 di seguito indicato:

Nello sketch sono presenti due righe fondamentali, che risultano commentate e che secondo necessità possiamo decommentare ed utilizzare.

Se desideriamo che l’ora e la data venga impostata non appena viene caricato sulla scheda lo sketch bisogna decommentare la riga:

che permette di leggere la data e l’ora corrente in cui sono presenti le costanti predefinite all’interno dell’IDE Arduino: DATE e TIME, che si riferiscono alla data e all’ora di compilazione dello sketch, quindi non appena compilate vengono impostate e passate all’orologio che assume queste come data e ora corrente.

Nel caso si desidera impostare manualmente l’ora e la data bisognerà decommentare la riga:

inserendo data e ora corrente, ad esempio facendo riferimento alla data 08/01/2020 ore 01:37 dovrete scrivere:

La parte restante del codice si occupa di stampare sulla Serial Monitor data e ora corrente. Nel codice è presente una parte in cui viene stampato una data futura ed il numero di secondi trascorsi da una specifica data.

Ricordate che, come specificato nella setup() la seriale è impostata con una velocità di 57600 caratteri al secondo e quindi nella finestra della Serial Monitor dovrete impostare questa velocità per visualizzare il testo:

Questo il risultato:

Per i miei studenti:

Esercizio 1

Convertire nel formato italiano data e ora ottenendo un output come quello indicato nell’immagine che segue:

Esercizio 2

Realizzare uno sketch che permette l’accensione di un led connesso al pin 3 ogni minuto nell’intervallo da 0 a 15 secondi, spento nei restanti secondi all’interno del minuto. Visualizzare sulla Serial Monitor l’ora corrente.

Esercizio 3

Fare in modo che il led dal 50° al 59° secondo incominci a lampeggiare velocemente e nell’intervallo da 0 a 15 secondi sia acceso.

Esercizio 4

Stesse specifiche dell’esercizio 4 però facendo aumentare progressivamente la frequenza di lampeggio del LED all’approssimarsi del 59° secondo.

Buon lavoro 🙂

Articoli simili:

Pubblicato in arduino, i miei allievi | Contrassegnato , , , , , , | Lascia un commento

Programmare Arduino con Platform IO

Pubblicato il Gennaio 2, 2020 da admin

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 🙂

Articoli simili:

Pubblicato in arduino, i miei allievi | Contrassegnato , , , , , , , , | Lascia un commento