Blynk – il modo più semplice per creare progetti IoT – lezione 1

Diversi mesi fa mi venne chiesto di sviluppare un corso di base per la realizzazione di sistemi IoT per colleghi che lavorano nei licei. Come spesso accade molte delle sperimentazioni che propongo durante i miei corsi sono derivate da attività laboratoriali svolte con i miei studenti. In più occasioni mi è stato chiesto di pubblicare tutorial in merito all’IoT e recentemente i colleghi che seguiranno il mio prossimo corso: Realizzare laboratori green con il Making e il Coding – 3 ed. mi hanno chiesto esplicitamente di mostrare come costruire attività laboratoriali semplici in cui ci fossero componenti IoT che permettono di controllare remotamente su smartphone la nostra serra o il nostro sistema di controllo ambientale, pertanto a corredo del corso online che inizierà tra breve aggiungerò una serie di guide “IoT” su questo sito aperte a tutti.

La guide saranno utilizzate per estendere le funzionalità delle automazioni che verranno realizzate durante le lezioni, saranno pubblicate nell’arco della durata del corso e secondo le necessità didattiche dei singoli utenti iscritti, potranno essere personalizzate e rese fruibili ai propri studenti.

Sicuramente tra le piattaforme più semplici per connettere dispositivi IoT che possiamo trovare online Blynk IoT è la più usata e conosciuta.
Con Blynk IoT possiamo controllare remotamente il nostro hardware, visualizzare i dati rilevati dai sensori, creare dei datalogger e molto altro. Abbiamo visto sempre su questo sito in passato l’uso di ThingSpeak con BBC micro:bit ed un ESP01 e in questa serie di brevi tutorial, vedremo come utilizzare un WeMos D1 R2 mini per realizzare gli esercizi di base che poi ci consentiranno di controllare remotamente i nostri dispositivi come ad esempio un sistema per la misura dell’inquinamento derivante dalle polveri sottili. Non mi dilunghero sulla modalità di utilizzo del WeMos D1 R2 mini su queste pagine trovate indicazioni.

Per chi avesse altri dispositivi compatibili con la piattaforma Blynk IoT diversi da quello che utilizzo negli esercizi proposti, la procedura di installazione e programmazione è simile, nel caso di differenze fornirò indicazioni.

Agli iscritti al corso darò informazioni specifiche sull’uso di Blynk IoT con BBC micro:bit e Arduino Nano 33 IoT ed altre piattaforme.

La semplicità e la praticità di BlynkIoT  risiede nel fatto che è possibile costruire rapidamente un’interfaccia grafica sul proprio dispositivo iOS e Android al fine di controllare e monitorare i propri progetti. Qundi potrete creare una vostra dashboard virtuale (un centro di controllo grafico) costituto da pulsanti, slider, grafici e molto altro da disporre sullo schermo del vostro dispositivo. All’interno dell’applicazione esistono Widget specifici per il controllo della vostra automazione.

Tre sono le componenti fondamentali del sistema Blynk IoT:

  • Applicazione Blynk: applicazione sul vostro smartphone che mediante i widget forniti permette di creare l’interfaccia grafica per controllare la vostra automazione.
  • Server Blynk: il servizio che gestisce la comunicazione tra l’hardware e il vostro smartphone.
  • Librerie Blynk: permettono di gestire i comandi in ingresso tra la vostra piattaforma hardware: micro:bit, WeMos D1 mini, Arduino, ecc… e il server Blynk.

Durante le esercitazioni analizzeremo le caratteristiche di Blynk ma una cosa importante da sapere subito è che la connessione al cloud può avvenire in diverse modalità: Ethernet, Wi-Fi, USB, GSM, Bluetooth, BLE. Continua a leggere

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Visualizzare i dati inviati da un micro:bit ad un computer via seriale con un emulatore di terminale

Durante le attività di sperimentazione del mio prossimo corso sui laboratori green mostrerò l’uso di RTC per la rilevazione automatica dei dati provenienti da sensori, sarà quindi necessario leggere i dati ricevuti dal micro:bit ed inviati al micro:bit attraverso un PC via seriale USB. Per leggere le informazioni che transitano sulla seriale è possibile usare qualsiasi emulatore di terminale. Seguendo il link: Outputing serial data from the micro:bit to a computer trovate la documentazione dell’help online di microbit.org che mostra l’utilizzo di alcuni emulatori terminali per i diversi sistemi operativi.

Una modalità estremamente semplice e che vi tornerà utile anche in altre occasioni, è quella che fa uso della Serial Monitor di Arduino, vediamo di seguito come fare questa operazione.

Configurazione

Passo 1
Qualche tempo fa avevo indicato come usare l’IDE di Arduino per programmare micro:bit, seguite la procedura indicata nel link

Passo 2
Impostare la scheda

Passo 3
Impostare la porta a cui è connesso il micro:bit

Passo 4
Aprire uno sketch vuoto e fare click sull’icona Monitor Seriale

Passo 5
Impostate la velocità di comunicazione a 115200 baud

Il risultato che vedete nell’immagine è quello che deriva dalla realizzazione di un programma scritto in Blocks con l’IDE grafico di micro:bit in cui viene inviato ogni minuto sulla seriale:

  • la data della misurazione
  • l’ora della misurazione
  • la temperatura rilevata dal sensore di temperatura del micro:bit e la temperatura rilevata dal sensore disposto sull’RTC DS3231.

Ovviamente questi dati potranno essere inviati ad altri dispositivi con modalità di trasmissione diverse, tutto questo sarà approfondito durante il corso.

Buon Making a tutti 🙂

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Laboratori Green – Real Time Clock – DS3231

Durante il corso “Laboratori Green” in partenza il prossimo 7 dicembre, tra le varie attività che svolgerò in presenza online, mostrerò anche come gestire eventi che dovranno essere attivati ad una data ed ora specifici in quanto si avrà l’esigenza di realizzare un sistema autonomo che non faccia uso di un computer esterno per registrare i dati (temperatura, umidita, pressione, ecc…). L’elemento fondamentale della nostra automazione sarà un piccolo modulo di clock (orologio) in tempo reale (RTC) che ci consentirà di stabilire i tempi precisi in cui effettuare una specifica misurazione: una volta all’ora, una volta al giorno, alla settimana, ecc…

II modulo RTC è costituita da un piccola scheda elettronica economica su cui è inclusa una batteria ricaricabile che ci permetterà di non dover reimpostare l’ora sul microbit se viene sconnesso dall’alimentazione, quella che impiegheremo noi è la scheda HW-84 su cui è collocato l’RTC DS3231.

Commercialmente esistono diverse tipologie di RTC, il il DS3231 e tra quelli più adatti per essere usati con un micro:bit in quanto è progettato per funzionare con dispositivi a 3V pertanto potrà essere alimentato direttamente dal microcontrollore.
Durante il corso vedremo l’utilizzo di questo tipo di RTC anche mediante scheda Arduino.

Il DS3231 ha anche altre funzionalità che lo rendono molto interessante e che andremo ad utilizzare

  • possiede 2 allarmi
  • ha un sensore di temperatura con accuratezza di +/- 3C

Esistono diverse ragioni per cui è utile utilizzare Real Time Clock (orologio) all’interno del vostro sistema di automazione realizzato con qualsiasi microcontrollore, micro:bit, Arduino, o altro:

  • Se state registrando costantemente delle misurazioni (registrazione dei dati) è siuramente necessario registrare il tempo in cui la misurazione viene effettuata, la misurazione del tempo in cui avviene la misurazione prende il nome di timestamp.
  • Se state automatizzando eventi, come ad esempio l’accensione della luce ad una determinata ora, l’irrigazione della vostra serra, la rilevazione di umidità e temperatura della serra, l’accensione del riscaldamento, ecc…

Connessione dell’HW-84 al micro:bit

Il micro:bit comunica con il modulo RTC usando il protocollo di comunicazione I2C (inter-integrated circuit). Questo tipo di comunicazione utilizza 2 fili (SDA e SCL) e due file per l’alimentazione (Vcc e GND). Bisogna effettuare il seguente collegamento:

RTC ------ micro:bit
GND ------ GND
Vcc ------ 3V su micro:bit
SDA ------ SDA (pin 20)
SCL ------ SCL (pin 19)

Il pin SQW sull’HW-84 viene utilizzato per comunicare al micro:bit quando è stato attivato un allarme. Ciò può essere fatto collegando SQW al pin P0 del micro:bit

All’interno di MakeCode esiste un set di istruzioni per l’RTC DS3231. In MakeCode, fare clic “Extensions”. Nel campo di ricerca inserire DS3231, clic sull’icona per includere nell’ambiente di sviluppo il set di istruzioni.

Realizzare il programma indicato nell’immagine che segue. All’interno dell’istruzione “on start” sarà inserita un’icona che all’avvio del micro:bit darà percezione che il sistema è stato avviato. Nell’istruzione “forever” verrà impostata la struttura dell’output del testo mediante istruzioni di join del testo. La stampa delle stringhe del giorno e dell’ora avverrà mediante l’uso di istruzioni “serial write”. L’impostazione dell’ora iniziale sarà effettuta mediante l’istruzione specifica di inizializzazione dell’RTC in cui si dovranno inserire anno, mese, giorno, ora, minuto, secondo, il tutto inserito in un’istruzione “on button A pressed” che consentirà fisicamente di inizializzare l’RTC alla pressione del pulsante A del micro:bit. Per avere percerzione che l’impostazione è andata a buon fine verrà mostrata un’icona sul display del micro:bit mediante l’istruzione “show icon”.

Durante il corso aggiungerò a quanta sopra spiegato ulteriori indicazioni per realizzare un data logger di temperatura, ovvero un sistema in grado di registrare il valore della temperatura misurata in momenti specifici per poi mostrare su grafico la serie dei dati registrati.

Si svilupperanno anche altre attività come ad esempio:

  • realizzazione di allarmi, in generale attivazione di eventi in momenti programmati
  • registrazione dei dati su file all’interno del micro:bit
  • utilizzo di un sistema di registrazione dati su schede di memoria micro SD
  • … e molto altro

Vi aspetto al mio corso.
Buon Making a tutti 🙂

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Corso: Realizzare laboratori green con il Making e il Coding – 3 ed.

Siamo giunti alla terza edizione del corso sulla realizzazione di laboratori green e come sempre accade le richieste di supporto che mi giungo durante e dopo ogni edizione mi forniscono suggerimenti per realizzare nuove attività di sperimentazione da proporre ai colleghi. Tra le varie richieste quella di mostrare come progettare e costruire una mini stazione meteorologica trasportabile usando tecnologie diverse di tipo IoT pertanto in questa edizione costruiremo la valigetta del meteorologo. Con le medesime caratteristiche di trasportabilità mi è stato chiesto la possibilità di mostrare come realizzare una valigetta, una black box, in cui è allocata tutta la sensoristica necessaria per effettuare il controllo di una serra. Cercherò anche in questo caso di rispondere e se non riuscirò a sviluppare fisicamente in diretta il tutto fornirò tutte le indicazioni per proseguire in autonomia anche dopo il termine del corso.

Ribadisco, che il supporto alla realizzazione delle sperimentazione non cessa con il corso, ma come molti colleghi sanno prosegue, pertanto nel caso di necessità, non esitate a contattarmi.

Per maggiori informazioni e per iscriversi al corso vi rimando alla pagina specifica sul sito di Tecnica della Scuola.

Il corso verrà svolto nelle seguenti date:

  • Mercoledì 7 dicembre 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Venerdì 16 dicembre 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Lunedì 19 dicembre 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Martedì 20 dicembre 2022 – Dalle 17.00 alle 19.00

Presentazione

Il corso intende mostrare come, attraverso un apprendimento attivo ed inclusivo, si possono sviluppare laboratori green per la transizione ecologica, sostenibili e innovativi per la scuola primaria e secondaria al fine di riqualificare giardini e cortili scolastici trasformandoli in ambienti di esplorazione e di apprendimento delle discipline curricolari in un percorso nel quale l’esperienza stessa genera conoscenza e apprendimento.

La realizzazione di orti didattici e giardini a fini didattici prevede un controllo dei parametri fisico/chimici che può essere agevolmente svolta con strumenti didattici che vengono utilizzati comunemente in attività laboratoriali per l’apprendimento del Coding e la robotica didattica.

Schede elettroniche come BBC micro:bit, Arduino, Raspberry Pi, possono assolvere a questo compito e la loro programmazione può avvenire utilizzando i linguaggi più adatti al livello di scuola a cui appartengono gli studenti, quindi si potrà optare per un linguaggio grafico a blocchi o testuale.

L’obiettivo del corso è quello di fornire le competenze necessarie per realizzare in piena autonomia attività laboratoriali volte al controllo automatico dei parametri ambientali che permettono la crescita di singole piante o piccole serre anche idroponiche con un sistema di monitoraggio delle colture basati sull’IoT (Internet of Things). Verranno inoltre mostrate attività pratiche per la realizzazione di dispositivi per il monitoraggio dell’inquinamento atmosferico, acustico e luminoso.

Durante il corso verranno rese disponibili tutte le risorse: programmi e schede di progetto in modo da facilitare l’azione laboratoriale del docente che si trova a progettare un percorso di educazione civica che porta alla conoscenza della carta fondamentale per la sostenibilità, ossia l’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite, fra cui i temi fondamentali: lotta alla povertà, eliminazione della fame e il contrasto al cambiamento climatico.

Il corso è indirizzato a docenti di ogni ordine e grado di qualsiasi disciplina, pertanto nell’ambito del programma proposto verranno fornite progetti adatti al livello di insegnamento. Saranno fornite le competenze di base per la gestione delle schede elettroniche didattiche necessarie per affrontare i singoli progetti. L’aspetto elettronico/informatico sarà reso semplice in modo che possa essere affrontato anche da insegnanti non tecnici. Ove richiesto saranno fornite schede di approfondimento.

Vi aspetto al mio corso 🙂

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Game Programming Course – Controller con scatola di scarpe

Durante il recente corso sulla realizzazione di giochi con MakeCode Arcade indirizzata ad insegnanti ho mostrato come realizzare un semplice controller con una scatola di scarpe 🙂 e poiché alcuni ragazzi mi hanno chiesto indicazioni sulla realizzazione condivido l’attività.

Durante le attività di Coding e gioco svolte con MakeCode Arcade l’utilizzo di tastiera e mouse per giocare può diventare poco efficiente, pertanto per aumentare l’esperienza di gioco è possibile realizzare un controller di gioco personalizzato con pulsanti e Joystick identici a quelli presenti su un cabinet di gioco ed una scatola di scarpe. Di seguito le indicazioni tratte dalla guida: MakeCode Arcade Shoebox Controller sul sito ufficiale MakeCode Arcade.

Materiali

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