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ESP32 su breadboard: come recuperare spazio di prototipazione

Chi lavora con ESP32 su breadboard conosce bene il problema: molte dev board (DevKit, NodeMCU, ecc.) sono abbastanza larghe da occupare la fessura centrale e “mangiarsi” proprio i fori che servirebbero per collegare jumper, moduli e sensori. Risultato: cablaggi scomodi, contatti instabili e poco spazio operativo.
In questo post raccolgo due soluzioni pratiche, a partire da due modelli stampabili in 3D. On-line trovate altre soluzioni che uniscono insieme più breadboard, sono ovviamente altrettanto valide, vi mostrerò in successivi post come procedere, per ora sto utilizzando una soluzione che considero più elegante.

Soluzione 1: “ESP-32 Breadboards” stampabile in 3D

La soluzione che sto utilizzando in questo periodo e che nasce proprio con l’obiettivo di porre l’ESP32 in posizione corretta e garantire più spazio aggiuntivo per moduli e collegamenti. Il progetto può essere reperito su MakerWorld ed è descritto dall’autore come “Perfect Fit, Extra Module Spaces” e posso confermarlo.

Motivi per cui ho scelto questo progetto:

crea una base dedicata: evitiamo ESP32 “appesi” alla breadboard;
recupero spazio attorno alla scheda per jumper e piccoli moduli;
è pensata per essere una soluzione ordinata, comodo in contesto didattico.

Seguite il link per prelevare i file per la stampa 3D.

Di seguito le fasi di costruzione.

Le lamelle/contatti metallici possono essere recuparate da una breadboard standard come potete notare dalle immagini che seguono, qindi l’operazione richiede un po’ di lavoro iniziale.

Soluzione 2: “Dual Breadboard Case”

La seconda soluzione è un contenitore che vi permette di accoppiare due breadboard creando un’area di prototipazione più ampia, lasciando la scheda (ESP32/Arduino ecc.) in posizione comoda.

Certamente è una soluzione più semplice da realizzare, non richiede di smontare le lamelle di una precedente breadboard, inoltre disponete di maggior spazio di lavoro.

Seguite il link per prelevare i file per la stampa 3D.

Mentre scrivo questo breve post sto stampando questo contenitore in modo da valutarne l’utilizzo a scuola.

Buon Making a tutti 🙂

Arduino nello zaino, upgrade: un saldatore TS101 in un rugged case stampato in 3D

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Nel post “Arduino nello zaino” raccontavo l’idea di fondo: non portarsi dietro un mini-laboratorio completo, ma una dotazione minima, ordinata e pronta per qualsiasi micro-attività (in aula, in laboratorio, in giro).

Oggi aggiungo un tassello importante, l’uso di un saldatore elettrico portatile per la realizzazione di circuiti elettronici.

Ne ho provati tantissimi, a gas, a batteria, ma da qualche tempo uso il Miniware TS101, perché unisce portabilità, alimentazione flessibile e controllo della temperatura.

Con Arduino, ma in generale nella realizzazione di circuiti elettronici, prima o poi capita sempre almeno uno di questi scenari:

un cavetto Dupont che si sfila/si rompe e volete rifare un collegamento pulito;
un sensore o un connettore che volete rendere più robusto (saldatura + guaina termorestringente);
una piccola riparazione al volo (header, pin storti, fili su jack o morsetti);
saldare su circuiti PCB o millefori.

inoltre l’uso di un saldatore di queste dimensioni resta coerente con la logica che descrivevo nel post precedente: setup rapido, ordine, micro-attività replicabili.

Caratteristiche del TS101

Alimentazione: USB-C PD e DC “classico”

Il TS101 supporta due ingressi di alimentazione:

DC5525 (9–24 V) da alimentatore o batteria
USB-C Power Delivery (PD) da 9 V in su (caricatore PD / power bank PD, ecc.)

IMPORTANTE: non vanno usate contemporaneamente le due alimentazioni.

Nel manuale utente trovate anche una tabella che collega tensione/potenza e tempo minimo per passare da 30°C a 300°C (valori dichiarati):

9V (≈9W): ~95 s
12V (≈16W): ~43 s
16V (≈30W): ~22 s
19V (≈40W): ~15 s
24V (≈65W): ~9 s

Potenza e profili PD

In DC lavora tipicamente 9–24 V fino a 65 W max.
In USB-C PD può arrivare (a seconda di firmware e alimentatore) fino a 90 W max con PD 3.1.

Range temperatura e stabilità

50–400 °C con stabilità dichiarata ±2%.

Display

Display OLED più grande (128×32) rispetto a TS100, menu più ricco, preset e opzioni.

Comandi e uso base

Pulsante A: avvio riscaldamento / regolazione
Pulsante B: impostazioni / regolazione
OLED con icone di stato (boost, movimento, sleep, ecc.)
Presenza di vite di terra (ground screw)

Preset e regolazione temperatura

Potete lavorare con temperature preimpostate T1/T2/T3, oppure regolare “al volo”.

Boost mode

In riscaldamento, tenendo premuto A entri in boost mode: la punta sale alla temperatura “Boost” finché tenete premuto; rilasciando, torna alla temperatura di lavoro.

Sleep/Standby

se in working mode il TS101 resta fermo per 180 s (default), entra in sleep (compare “zZ”) e la punta scende alla “Sleep Temp”;
quando viene rilevato movimento, esce dallo sleep e torna in working mode;
se resta fermo in sleep per 240 s (default), passa in standby; dopo ulteriore tempo, lo schermo si spegne;
la lettera “M” sul display indica che il TS101 si sta muovendo;
parametro MsenUnit (sensibilità 1–5: più alto = più sensibile).

Configurazione rapida via file

Una funzione molto interessante è la gestione tramite file:

1. collegate il TS101 al PC con cavo dati USB-C
2. compare un disco virtuale
3. modificate CONFIG.TXT e i parametri vengono aggiornati

Questo è ottimo per preparare un “config” standard (temperature preset, tempi sleep, luminosità, sensibilità movimento) identica per più dispositivi.

Firmware update

tenete premuto A;
collegate via USB-C al PC (entra in DFU mode);
copiate il file firmware nel disco virtuale.

Sicurezza e limiti termici

range punta: 50°C–400°C;
dopo 5 minuti ad alta potenza sopra 350°C (o uso prolungato) il controller può arrivare a ~50°C;
quando non in uso, spegnere per evitare rischi;
se compare “No tip!”, la punta non è inserita correttamente e va reinstallata.

Compatibilità punte: un vantaggio pratico (e economico)

Il TS101 è compatibile con le punte TS100: se avete già punte, le riusate; se dovete comprarle, trovate molta scelta.

La custodia rugged stampata in 3D

Se il saldatore è portatile, il punto debole diventa il trasporto: punta, cavo, stagno, spugnetta/lanetta… tutto deve essere protetto e ordinato.

Un contenitore stampato 3D risulta molto utile, ciò evita di utilizzare la scatola di cartone con cui vi viene venduto il saldatore. Il contenitore che ho stampato è una custodia rugged multi-scomparto, pensata specificamente per TS100/TS101, e derivata (remix) da un progetto precedente che trovate seguendo il link allegato.

Su Makerworld trovate molti contenitori simili a quello che sto utilizzando io ma questa soluzione mi piace perché:

può ospitare TS100/TS101
cavo
rocchetto stagno
lana metallica per pulizia punta
stand/rest (con cuscinetto 608, usato come appoggio per il saldatore caldo)
vani extra per piccoli accessori/ricambi

riassumendo una configurazione minimalista come piace a me 🙂

Buon Making a tutti 🙂

Electronic Prototyping Base Plate – ordine sulla banco di lavoro

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L’attività di formazione nel settore delle tecnologie didattiche mi coinvolge parecchio ed ogni volta la parte più complessa del lavoro risiede nell’organizzare la regia degli oggetti che gestisco e mostro online. Realizzare robot, serre, stazioni meteorologiche o comunque automazioni elettroniche richiede ordine, e mantenere una disposizione corretta degli apparati durante una lezione in diretta online richiede, almeno da parte mia, uno sforzo notevole.
Durante la lezione vi sono diverse fasi in cui operando con microcontrollori, micro:bit o Arduino, è necessario sviluppare dei semielaborati che devono mostrare ad esempio l’evoluzione di una stazione meteorologica, con l’aggiunta via via di sensori.
Per ottimizzare il processo di costruzione ho deciso di sperimentare qualcosa che in realtà è stato realizzato da altri, la Prototyping Base Plate di Boris Humberg, io ne ho fatto una versione più grande cambiando alcune misure in modo da adattarla alle mie necessità, con molta fantasia ho voluto chiamarla Electronic Prototyping Base Plate, per poter scaricare i sorgenti per la stampa 3D e il taglio laser seguire il link su Thingiverse.

Si tratta di una basetta di compensato da 4mm di spessore con le dimensioni di un foglio A4 forata. I fori della basetta sono da 3mm distanziati 10 mm l’uno dall’altro. Gli elementi di supporto dei circuiti a forma di L hanno dimensioni tali da poter alloggiare viti M3 e potete utilizzarli in tutti e due i sensi.

Aggiungo tra gli elementi supporti per connettori Wago, contenitore porta oggetti, supporto per mini breadboard e servomotore. Ho aggiunto dei piedini in modo da distanziare le viti dalla base di appoggio.

La basetta è stata realizzata con una macchina a taglio laser, però potreste utilizzare qualsiasi pezzo di compensato e con un piccolo trapano effettuate i fori là dove vi servono, quindi è sufficiente stampare in 3D tutti gli elementi ed utilizzare la base di appoggio.

Spero che questo progetto possa servire anche ad altri.

Buon Making a tutti 🙂

EduRobot beam – sistema di framing per le tue attività STEAM

2 Repliche

A livello indutriale il framing è una metodo costruttivo impiegata nell’automazione industriale fin dagli anni 30′ tra le più note è il T-Slot framing che mediante profilati in alluminio a sezione quadrata e fessure a T, da cui T-Slot, mediante una serie di connettori è possibile realizzare qualsiasi tipo di struttura, dai frame per le stampanti 3D ai banchi di lavoro industriali, robot, supporti per strumenti da laboratorio e molto altro.

Fonte Wikipedia

La caratteristica modulare dei profilati su fessure a T, in genere su tutti i lati permette una libertà di costruzione notevole. Sul mercato è possibile trovare diverse tipologie di T-Slot: OpenBeam, MakerBeam, MicroMax, 80/20
Ho utilizzato ed utilizzo tutt’ora i T-Slot, però in alcune occasioni può essere utile utilizzare altre tipologie di strutture.

L’uso dei T-slot in alcune occasioni può diventare ingombrante ed anche costoso, soprattutto per l’aumento, nell’ultimo periodo, del costo della materia prima, l’alluminio, pertanto in alcune mie recenti sperimentazioni ho preferito adottare altre strategie, più economiche e facili da produrre, in legno e poi in plastica.

La necessità sempre più frequente di dare forma fisica ai progetti STEAM mi ha fatto riflettere su come da bambino giocavo e costruivo, il meccano e i Lego, il trafonro ed il compensato erono la base da bambinoi. Il metodo “meccano” lo ritroviamo in moltissimi kit didattici, pertanto ho voluto riprendere l’idea ma in una modalità credo più semplice.

Nelle mie sfide personali di Making, “5 min. da Maker” ho abbozzato su carta il progetto da cui poi è nato EduRobot beam. Le bacchette sono lunghe 100 mm con fori su tutti i lati da 3 mm di diametro ad una distanza di 10 mm l’uno dall’altro, in aggiunta ho realizzato degli elementi di aggancio di varie forme. On-line trovate soluzioni similari, io ho realizzato una mia versione che spero possa essere utile e personalizzata anche ad altri.

In che modo utilizzo gli EduRobot beam:

prototipazione rapida di robot didattici
OpnePLC. Un unico rack su cui disporre Raspberry Pi come unità server ed Arduino come I/O
stazione meteo
sistema domotico

La modularità mi permette quindi di gestire in modo ordinato ed economico molte tipologie di progetti STEAM.

Per prelevare i sorgenti grafici per la stampa 3D seguire il LINK.

Per la costruzione allego alcune fotografie che dettagliano la modalità di incastro.

Vista esplosa della struttura di base

Dettaglio esploso senza schede elettroniche

Ordine di assemblaggio della struttura portante

Dettaglio struttura portante ed L di blocco

Dettaglio supporto scheda

Buon Making a tutti.

EduRobot beam – sistema di framing per progetti elettronici

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L’ordine sul banco di lavoro in laboratorio è fondamentale, pertanto è spesso utile disporre i progetti elettronici su strutture meccaniche componibili, ma la prototipazione meccanica, almeno da parte mia, richiede parecchio tempo. In questi giorni di calma lavorativa sto riscrivendo i miei corsi STEAM che svolgerò nei prossimi mesi e a tal proposito, in aggiunta alla varie proposte sperimentali, mostrerò come ottimizzare la costruzione degli esperimenti, pertanto ho realizzato una struttura di freaming costituita da barre ed elementi di fissaggio. Le barre ricordano i MakerBeam o i T-slot in alluminio, che permettono di costruire strutture di supporto meccanico per la nostra elettronica in modo rapido. Questo semplice progetto non è nulla di nuovo, trovare soluzioni simili ovunque, ma ho pensato di realizzarne una semplicissima e personalizzabile, ma soprattutto molto economica da stampare rapidamente in 3D. Le barre hanno una lunghezza di 100 mm (ma ne disegnerò altre di diversa lunghezza) un’area di base di 10×10 e fori da 3 mm di diametro disposti a 10 mm l’uno dall’altro. Nel video allegato si possono notare una serie di elementi di blocco. In questi giorni test e nelle prossime settimane realizzazione di supporti per motori, schede elettroniche, sensori da fissare alle barre.
Presto online per il download gratuito.

Buon Making a tutti!

Michele Maffucci

… my stories, life and work

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ESP32 su breadboard: come recuperare spazio di prototipazione