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2 Argomenti per Lezioni Arduino Base
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12 .. contents:: Indice degli argomenti
15 Generato il |date| con: http://docutils.sourceforge.net/rst.html
18 Note: this is the first draft befor ispell check.
20 Appunti e materiali per lezioni del corso base su Arduino. Questo documento e' da considerarsi come una traccia degli argomenti considerati e non il manuale definitivo delle lezioni.
25 Il corso di base di Arduino e' rivolto a chi si approccia per la prima volta al mondo dei makers, fornendo le basi di elettronica, informatica e elettronica per orientarsi e poter iniziare a interagire nell'innovativo mondo dell'elettronica digitale.
27 Obbiettivo del corso e' utilizzare la piattaforma Arduino come primo approccio all'elettrinica digitale, potendo cosi' lavorare sulle basi di elettronica, informatica e programmazione. Le varie tematiche verrano affrontate praticamente dagli studenti con prototipi funzionanti basati sull'elaborazione delle informazioni fornite da vari tipi di sensori al microcontroller Arduino che elaborera' i dati per comandare vari tipi di attuatori come motori, luci LED, altoparlanti.
32 Negli anni recenti molto e' cambiato nel panorama dell'elettronica, la contaminazione con gli ambienti aperti del settore informatico, la disponibilita' di sistemi miniaturizzati a basso costo ha reso disponibili nuove piattaforme come Arduino o RaspBerryPi, soluzioni economiche e flessibili.
34 Grazie a queste ed altre tecnologie oggi sono alla portata dell'hobbista soluzioni che fino a pochi anni fa erano esclusiva dell'automazione industriale, per via degli alti costi e dell'esclusivita' delle varie implementazioni.
36 Oggi il Free Software, Open Source e Open Hardware, Crowdfounding hanno rivoluzionato l'elettronica con una serie di dispositivi che hanno riportato la creativita' elettronica nella disponibilita' dei makers, dai micro cotroller come Arduino a nuovi strumenti come le stampanti 3D permettono a un vasto pubblico di dedicarsi a robotica, domotica e a tutte le ultime innovazioni tecnologiche.
41 Tutta questa flessibilita' e disponibilita' di nuove soluzioni puo' pero' disorientare chi si approccia a queste soluzioni, sia per chi e' ai primi passi che per coloro che magari hanno precedenti esperienze con solo alcune delle discipline che si amalgamano con Arduino. Scopo del corso e' quindi stabilire delle fondamenta di informatica e elettronica per poi poter crescere sia con Arduino che con le altre tecnologie alla moda.
44 Durante lo svolgimento del corso i partecipanti imparerranno a programmare in Arduino C in ambiente Gnu/Linux utilizzando una breadboard e diversi input/output.
50 - Cos'e' un microcontroller (tutto compreso, memoria calcolo inputr-outpt)/ attuatore
51 - Cenni alle classi di elaboratori
52 - Cos'e' l'informatica e la programmazione
53 - Elettronica e elettronica digitale
55 Perche' l'informatica ha bisogno di un attuatore: interazione con il reale.
56 Elettronica digitale: vantaggi di usare un sofware (esempio di un bottone, logica booleana): cablatura instantanea, aggiunta di features.
62 Precauzioni per non danneggiare la scheda durante l'uso:
64 * Applicare materiale isolante (fondo in polistirolo) sotto alla scheda.
65 * Applicare isolante al connettore USB per staccare il cavo senza statica.
66 * Solo la porta 13 ha una resistenza integrata, per tutte le altre usare una resistenza da ''~300 ohms''.
68 Precauzioni per non danneggiare la scheda durante l'uso:
70 * Applicare materiale isolante (fondo in polistirolo) sotto alla scheda.
71 * Applicare isolante al connettore USB per staccare il cavo senza statica.
72 * Solo la porta 13 ha una resistenza integrata, per tutte le altre usare una resistenza da ~300.
73 * Non usare Arduino come un trasformatore!
81 - Struttura (setup, loop, input output)
82 - Fondamenti di programmazione: i 4 elementi base (fare descrizione completa dopo aver fatto cicli - INPUT).
84 - Dichiarazione di variabili: LED
85 - Funzioni per cambio di stato: digitalWrite / delay - output
91 # Fare accendere il LED per 1/10 di secondo
92 # Far spegnere il LED per 1/10 di s.
94 Descrivere una instruzione
97 * Far accendere il LED per 1/10 di secondo e un secondo
99 Questa e' una sequenza di istruzioni, accenno alle funzioni, es delay() .
104 Verifica e compilazione
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107 Codice sorgente e codice oggetto, compilazione del codice.
108 Controllo formale, preprocessor (#define constantName value).
110 Eseguire procedure manualmente con makefile, visualizzazione codice oggetto.
117 Esempio con un imput, primo esempio con un bottone che fa accendere un LED.
119 Invertire il circuito del bottone / parametro della lminosita per spiegare i *vantaggi dell'elettronica digitale* rispetto a elettronica "cablata" (cenni a PWM, varie letture degli eventi di *click*).
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124 Eventualmente usare un generatore random (esercizio per testa / croce) per introdurre i cicli condizionali.
131 Questa parte andra' affrontata dopo i motori (servo inclusi).
134 De-bouncing, multitasking con millis(), identificare il cambio di stato.
137 Sensori: dilatare i tempi di lettura, utilizzare valori medi di pu' letture (smoothing), calibrazione dei sensori utilizzando seraile e riferimenti.
144 Transformazioni di input: da fot-sensore a piezo: Pitch follower
151 Introdurre i data types
154 Cicli iterativi: for - while
160 Inviare dati via seriale per debugging.
165 LED, motori, servomotori, piezo, seriale.
170 Esmpio con un ''byte'' di ''brightness++" per aumentare la luminosita' di un LED.
171 Introdurre eventualmente i cicli ''for'' .
177 Creare una funzione con un ciclo for per aumentare / diminuire la luminosita' in base a un parametro passato alla funzione.
184 Emettere suoni e melodie tramite un trasduttore piezoelettrico.
185 - Onde sonore: frequenze e pitch.
186 - Sketch di esempi in Digital
189 (Sketches in multiple tabs, array).
190 Pitch follower: transformazione input fi un sensore photo -> onde sonore tramite piezo.
196 Calibrare l'input di un potenziometro / sensore: identificare valori minimi, massimi, offset e stabilire una formula: ''Range = (1024 - offset) * 1024 / (1024 - offset) '' .
198 Utilizzare ''map()'' per fare la stessa cosa. Caso specifico: cinversione tra ''1024 <-> 256'' : usare un fattore 4.
201 Usare un sensore di luminosita'
202 -------------------------------
204 Utilizzare come sorgente di imput la resistenza rilevata da un sensore di luminosita', mappare l'input del sensore su un LED PWM / seriale.
212 Utilizzo di un motore 5v ~14mAh direttamente su Arduino tramite un transistor e diodo. Variare la velocita' tramite PWM e un ciclo for, utilizzare un potenziometro come input analogico per variare la velocita', trovare il valore minimo di carico per attivare il motore tramite debuggin seriale.
218 Differenze rispetto a un motore DC, scopi di utilizzo.
219 Caratteristichei: coppia, velocita', peso, alimentazione.
220 Funzionamento: analogici e digitali, riduttori plastici e metallici, bearings.
222 Skretch Base e Knob. Utilizzare librerie esterne.
224 - http://handyboard.com/hb/faq/hardware-faqs/dc-vs-servo/
228 -----------------------
230 Funzionamento, caratteristiche di utilizzo (consumo - coppia), campi di utilizzo (automazione power tools), differenze rispetto a servo (controllo posizione) e motori normali.
236 Differenze e caratteristiche rispetto ai motori a spazzole.
240 Caratterstiche generali
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243 Potenza, KV, voltaggio utilizzabile, amper massimi, potenza / peso, efficenza.
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250 Si dovranno introdurre:
253 - Serie e parallelo, in particolare per batterie e resistenze
254 - Caratteristiche e uso dei LED: come calcolare resistenze necessarie
255 - Uso di transistor per motori DC
261 Guida di base alle piccole saldature: cavi intrecciato, cavi dritti, PCB. Dissaldare.
267 Resistenze: resistivita' in base a sezione e lunghezza: effetti su sere e parallelo.
268 (Fisica) Semiconduttori: resistenze -> diodi -> transistor : cenni sul funzionamento in base ai possibili range di spostamento degli elettroni.
274 Argomenti specifici per utilizzare integrare Arduino in ambiente Linux.
277 - Leggere informazioni da seriale (redirezione INPUT, verso un file, screen), mandare informazioni (echo, cat)
278 - Eventuale: editor alternativi, compilazione e upload manuale (creare un make file).
284 Installare Scratch per arduino.
286 - http://webtechie.be/2014/05/08/scratch-and-arduino-on-linux/
293 Testi consigliati, non richiesti.
295 - Beginning C for Arduino: Learn C Programming for the Arduino
296 - Practical Electronics for Inventors
297 - Arduino Language Reference
298 - Getting Started With Arduino 2nd Edition
299 - Arduino for Dummies
304 - http://arduino.cc/en/Reference/HomePage
305 - http://www.ladyada.net/learn/arduino/index.html
306 - https://learn.adafruit.com/series/learn-arduino
307 - https://wiki.archlinux.org/index.php/arduino
308 - http://arduinoprincipiante.blogspot.it/2013/04/presentazione.html
316 - Input tramite manipolazione oggetti fisici.
317 - Stazioni per rilevamento dati: metereologiche, movimento.
318 - Attuatori per controllo numerico applicato a vari strumenti (stampanti 3D, frese , laser).
319 - Device per lettura di sensori da utilizzare con smartphones - computer
320 - Adattatore per sensori verso IoT
321 - Attuatore per device IoT: arduino - wifi - rele = accensione / spegnimento
322 - RFID per device domenstici: smartphone in contesti diversi = diversi profili
323 - Interfaccia input per tutti gli scenari in cui non si puo' usare un touch screeen / tastiera
324 - Domotica: irrigazione, controllo temperatura ambienti e acqua.
325 - Robotica: integrazione di apparecchiature di sorveglianza, robot domestici (aspirapolvere) e da giardino (macchine agricole unmanned in miniatura).
326 - Controllo droni, gyro, GPS, viewpoint. Ardupilot http://diydrones.com/notes/ArduPilot
327 - Prototipi per maccine di dimensioni performance superiori.
333 - Chorus – United Visual Artists: http://www.elmsly.com/Chorus-United-Visual-Artists
334 - Ardupilot http://diydrones.com/notes/ArduPilot