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Arduino LilyPad – lezione 01: conoscere la scheda

Durante il prossimo anno scolastico continuerò il corso su Arduino e sperimenterò con i miei allievi anche l’uso di LilyPad, vorrei realizzare un progetto che sto portando avanti da qualche tempo che riguarda la realizzazione di un sistema indossabile per il rilevamento istantaneo di alcune grandezze fisiche che dovranno essere tradotte in tempo reale in grafici su computer e report su web.

Le lezioni su LilyPad che pubblicherò nei prossimi giorni su questo sito, saranno utilizzate durante il prossimo anno scolastico e potranno essere suscettibili di modifiche ed integrazioni. Tutte le lezioni su LilyPad, articoli e commenti importanti saranno accessibili direttamente dalla sezione: Impariamo ad usare Arduino dove trovate anche le lezioni che sto realizzando su Arduino UNO, dispense e link a risorse gratuite.

Queste lezioni prendono spunto dal tutorial che trovate al seguente link, a cui ho aggiunto esempi, filmati e dettagli tecnici.

I componenti utilizzati in questo tutorial sono stati acquistati sul sito SparkFun.

e per questo esempio ho utilizzato il kit: LilyPad Pro Kit in cui il microcontrollore sulla scheda LilyPad è l’ATmega328V.
La scheda LilyPad di questo kit corrisponde alla revision 4 (indicata sul sito arduino.cc come LilyPad Arduino 04)

Arduino LilyPad è una scheda studiata appositamente per applicazioni creative che possono essere indossate, infatti la scheda ha la possibilità di essere cucita su tessuti e i vari dispositivi possono essere interconnessi tra di loro mediante filo da sartoria conduttivo. Ha una forma circolare con diametro di 50 mm, spessore 0,8 mm.

LilyPad può essere programmato con il software Arduino dalla versione 10.0 o superiori.
La scheda può essere alimentata attraverso la presa USB del computer o mediante alimentazione esterna (mediante apposito adattatore). Può funzionare nel range di tensione che va da 2,7 a 5 V.
Rispetto alle altre schede Arduino, LilyPad risulta molto più fragile, inoltre fate attenzione a non superare la tensione di alimentazione di 5 V, rischiereste di romperla.
Maggiori informazioni sulle caratteristiche tecniche potete trovarle seguendo il link, se volete una prima guida seguite invece questo link, mentre per un tutorial andate qui.

Per quanto riguarda la piedinatura fate riferimento alle due immagini che vi allego:

fonte: westfw via Arduino forum

fonte: oreilly.com

Quindi l’elenco dei piedini è il seguente:

Piedino 1 – TX/D1
Piedini 2,3,4 – D2, D3, D4
Piedino 5 – GND o “-” (terra)
Piedino 6 – Vcc o “+” (alimentazione)
Piedino 7,8,9,10,11,12,13,14,15 – piedini digitali da D5 a D13
Pins 16,17,18,19,20,21 – piedini analogici da A0 a A5

Connettore superiore:

Piedino 1 – DTR
Piedino 2 – RX1
Piedino 3 – TX0
Piedino 4 – VCC
Piedino 5 – CTS (collegato a massa)
Piedino 6 – GND

Collegamento al computer

LilyPad può essere connessa al computer utilizzando i 6 pin che trovate sopra la scheda (nel mio caso):

Le modalità di collegamento sono 2:

FTDI Basic Breakout – 3.3V quella utilizzata da me.

USB FTDI TTL-232 cable – TTL-232R 3.3V

Se la vostra scheda è dotata di 4 connettori ed appartenente alla revision 2, allora per poterla collegare al computer dovete seguire il tutorial che trovate al seguente link.

Nella prossima lezione incominceremo a programmare!

Aggiunto link ad articolo in sezione Arduino

Al fine di mantenere aggiornata la lista degli articoli che riguardano Arduino, ho aggiunto nella pagina dedicata ad Arduino nella sezione: Articoli e commenti interessanti in merito ad Arduino (su questo sito) link al post: Oggi sperimentazione interessante in classe: Arduino bloccato.

Nuova sezione Reference

Per mettere ordine nella documentazione didattica ho pensato di realizzare su questo sito una nuova area dal titolo: Reference,  in cui saranno collezionati manuali di matematica ed elettronica, formulari e notazioni scientifiche importanti finalizzate allo studio dell’elettronica.

Una guida per capire i Microprocessori


In questi giorni di calma didattica sto cercando risorse web utili per i miei studenti e nel mio “surfare” su web ho trovato una guida che è a dir poco interessante: “Modern Microporocessors – A 90 Minute Guide!“. L’autore, Jason Patterson, premette: “ATTENZIONE: Questo articolo è destinato ad essere informale e divertente!” ed io aggiungo utilissima dal punto di vista didattico in quanto offre una visione d’insieme sull’evoluzione dei microprocessori fino ai giorni nostri.
Un articolo che consiglio di leggere a tutti quegli studenti che hanno necessità di realizzare una tesina per la maturità o per gli studenti del primo anno di ingegneria o informatica, ma anche a coloro che, pur non avendo una preparazione elettronica/informatica, vogliono mettersi al passo con i tempi.
Buona Lettura!

Arduino: dimensionare la resistenza serie di protezione per un diodo led

Durante le esercitazioni di laboratorio con Arduino, giustamente alcuni studenti mi hanno fatto notare che negli esempio introdotti, in serie al diodo LED non ho inserito nessuna resistenza di protezione.
Giustissima osservazione, tenete conto però che l’inserimento del diodo LED è stato fatto sul pin 13 su cui è già predisposta su scheda una resistenza serie di 1 K Ohm è quindi non è necessaria nessuna resistenza aggiuntiva, ma in ogni caso è importante fare alcune precisazioni.
Se l’inserimento viene fatto su altri pin, diversi dal 13, è necessario inserire una resistenza di protezione che riduce la caduta di tensione sul LED, non inserendo una resistenza il diodo potrebbe bruciarsi. Per chi ha notato che il diodo, se collegato ad altro pin diverso dal 13, continua a funzionare regolarmente, ciò dipende dal fatto che l’accensione è stata limitata per un brevissimo tempo e in generale i diodi da 5mm di diametro che utilizziamo in laboratorio sono molto resistenti, in ogni caso l’assenza della resistenza di protezione riduce drasticamente il tempo di vita del LED.

A questo punto mi trovo costretto a richiamare alcune brevi nozioni sul dimensionamento della resistenza serie per un diodo LED che deve essere fatta anche tenendo conto del colore che si sta utilizzando.

La corrente di esercizio per pilotare un diodo LED oscilla tra i 15 e i 20 mA.

La caduta di tensione ai capi del LED varia in funzione del colore:

  • colore rosso: 1,8 V
  • colore giallo: 1,9 V
  • colore verde: 2,0 V
  • colore arancio: 2,0 V
  • colore blu: 3,0 V
  • colore bianco: 3,0 V

Per calcolare la resistenza R serie bisogna utilizzare la seguente formula:

R = (Vpin – V)/I

dove R e la resistenza da inserirte, Vpin la tensione nella situazione di valore logico “1” (+5V), V la caduta di tensione ai capi del diodo LED, I la corrente.

Facciamo un esempio pratico:

  • supponiamo di utilizzare un diodo LED rosso;
  • la tensione sui pin digitali quando siamo nella condizione di “ALTO” (oppure 1 o in altro modo ON) è pari a circa +5V
  • la corrente di esercizio del led è di circa 20 mA

Il valore della resistenza serie sarà:

R = (5 – 1,8)/0,02 = 160 Ohm

160 Ohm non è un valore commerciale, il primo valore disponibile è 180 Ohm e il successivo è 220 Ohm.

Noterete in ogni caso che per valori superiori fino ad 1 KOhm il diodo LED funziona senza alcun problema, ovviamente per valori più elevati di resistenza il diodo avrà una luminosità inferiore.

In allegato circuito disegnato sulla lavagna a lezione: