Workshop Su Arduino tenuto da Roberto Gallea al Fablab Palermo di via XX settembre, 36 http:://fablabpalermo.org

1. Arduino hands-on workshop
Giorno 1 – Concetti fondamentali
Roberto Gallea – roberto.gallea@unipa.it

2. Benvenuti!
• Chi sono io?
• Perché siete qui?
• Cosa è Arduino?
• Cosa NON è Arduino?

3. Chi sono io?
• Roberto Gallea
• (pieichdi-enginiar-in-compiuter-
sains-super-yeah)
• Non importa perché tanto non serve

4. Perché siete qui
• … ?
• DIVERTIRCI!

5. Cosa è Arduino?
• Piattaforma Open-source per la
prototipazione elettronica
• Composta da una parte di hardware
ed una di software
• Artisti, designers, hobbysti,
CHIUNQUE!
Arduino is an open-source electronics prototyping platform
based on flexible, easy-to-use hardware and software. It's
intended for artists, designers, hobbyists, and anyone
interested in creating interactive objects or environments.

6. Cosa NON è Arduino
• NON è un computer – è un physical
computer
• NON è un giocattolo (forse!)
• NON è costoso (!)

7. La famiglia Arduino
Arduino Uno Rev3 Arduino BT
Arduino Due
Arduino Fio
Arduino
Mini
Arduino Micro Lilypad Arduino
Arduino Mega 2560
Arduino Leonardo Arduino Ethernet
Arduino Duemilanove

8. KIT!

9. Contenuto dei kit
1 x Arduino Uno R3 compatible board
1 x 8x8 LED Matrix Display
1 x 4-digit 7-segment Display
2 x 1-digit 7-segment Display
1 x Shift Register
30 Jumper Cables
4 x Push Buttons
2 x Speakers
1 x Tri-colour LED Module
1 x Battery Box
1 x 830 Point Solderless Breadboard
1 x 5V Relay Board
1 x Potentiometer
3 x Light Dependant Resistor (light sensor)
1 x Infrared LED
1 x Infrared Sensor
1 x Temperature Sensor
2 x Tilt Sensors / Switches
15 LED's
8 x 220R Resistors
5 x 1K Resistors
5 x 10K Resistors
Infrared Remote Control
USB Cable

10. Arduino - hardware
Atmega328P-PU
Connettore
USB
AC
Adapter
Pin digitali (PWM~)
Pin analogici (IN)
Pin alimentazione, etc.

11. Arduino - Software
• Linguaggio
programmazione
simile al C
• Codice organizzato
in «sketch»
• Due funzioni
principali
– setup()
– loop()

12. Sensori ed attuatori
• Sensori: dispositivi elettronici che
misurano una quantità fisica (come
la luce o il suono) e la traducono in
una tensione
• Attuatori: dispositivi elettronici che
trasformano un segnale elettrico di
ingresso in movimento o altre forme
di impulsi (luce, suono, etc.)

13. Sensori ed attuatori

14. HANDS ON!

15. OUTPUT DIGITALE

16. Blink sketch
Collegare l’anodo al Pin 13
Collegare il catodo a GND
Caricare il blink sketch da
File->Esempi->Basics->Blink

17. • Potrebbe non essere così semplice!
• Occhio a non bruciare i LED!
• I LED standard sono in
grado di assorbire fra
1,2V e 3,4V (dipende dal
colore)
• I pin di Arduino erogano fino a 5V!
• Come assorbire la tensione in eccesso?
Blink sketch

18. Richiami di elettronica
• Corrente (I) – Quantità di elettroni che passano per
un punto, misurata in Ampere (A), 1A =
6.280.000.000.000.000.000 elettroni/s
• Tensione (V) – Pressione o Forza elettrica, chiamata
anche Potenziale. La caduta di tensione è la differenza
di potenziale che si verifica ai capi di un conduttore
• Potenza (P) – Il lavoro compiuto dalla corrente
elettrica
• Resistenza (R) – I conduttori non sono perfetti. Essi
resistono in una qualche misura al passaggio della
corrente. L’unità di misura della resistenza è l’Ohm.
• Carico – La parte di un circuito che compie un lavoro
(un motore, una lampadina, un led, etc.) è riferito
come carico.

19. Legge di Ohm
• Ecco a cosa possono servire le resistenze!
• Luminosità led proporzionale all’intensità della
corrente che lo attraversa
• I led sopportano una corrente di circa 20mA
(milliampere) 1ma = 10-3A
• Esempio: Led giallo da 2,1V. Devo assorbire 2,9V
=> 2,9 = 0.02*R
• R = 2,9/0.02 = 145 Ohm
• I valori standard sono limitati, devo prendere il valore
superiore più vicino (150 Ohm)
• Normalmente per essere sicuri, usare 220 Ohm e si
possono evitare i calcoli, al più il led è meno luminoso
V = IR
(ma rimane certamente integro!)

20. = 10Kohm
Leggere le resistenze
= ? = 1Mohm= ?

21. La breadboard
• Lo sviluppo di un circuito è un processo
iterativo e richiede molte modifiche
-> processo dinamico e rapido
• Un circuito definitivo richiede la
saldatura dei componenti
-> processo statico e lento
• Processi contrastanti, come conciliarli?

22. La breadboard

23. La breadboard

24. Blink sketch (caso generico)

25. ESERCITAZIONE #1

26. Esercizio #1 – 7seg display

27. Esercizio #1 – 7seg display
Creare uno sketch che
cicli tutte le cifre da 0 a 9
ogni mezzo secondo e poi
ricominci

28. INPUT DIGITALE

29. Button sketch

30. Bottone non premuto
- Se il bottone non è premuto fra i piedini del bottone non passa corrente
- Il Pin 2 è connesso direttamente a GND passando per la resistenza e legge uno
stato di bassa tensione (LOW)

31. Bottone premuto
- Se il bottone è premuto fra i piedini del bottone si crea un collegamento
- Il Pin 2 viene connesso a 5V e legge uno stato di alta tensione (HIGH)

32. Memorizzare lo stato

33. CONSIDERAZIONI?

34. Memorizzare lo stato v2

35. CONSIDERAZIONI?

36. Memorizzare lo stato v3

37. PULSE WIDTH MODULATION
(OUTPUT ANALOGICO)

38. PWM
• Non solo ON/OFF (0/5V)
• Come regolare la luminosità del LED?
… Pensando allo sketch
«difettoso» del bottone con
stato, vengono delle idee?

39. PWM

40. Fading LED

41. Hold & Dim

42. Dita o luce, stesso circuito e sketch

43. INPUT ANALOGICO

44. Velocità variabile

45. Luminosità variabile

46. Potenziometro
• Va bene qualunque semplice
sensore!
• Provare con il potenziometro…

47. Luminosità variabile - Pot

48. COMUNICAZIONE SERIALE

49. Comunicazione seriale
• Arduino può utilizzare la connesione
seriale (USB) non solo per
l’alimentazione…
• …Ma anche per comunicare con il
computer host
– Scambio dati
– Debug

50. Monitor seriale

51. ESERCITAZIONE #2

52. Esercizio #2
• Creare un circuito e il relativo sketch
• L’utente ha a disposizione
– 2 bottoni
– 1 a scelta fra potenziometro e
fotoresistenza
• Premendo i bottoni l’utente aumenta
o diminuisce il numero di led accesi
• L’intensità dei led è regolata col
potenziometro (o la fotoresistenza)

53. Esercizio #2

54. Link utili
• Arduino Books
http://www.arduinobooks.com/
• Arduino Projects @ Instructables
http://www.instructables.com/id/Arduino-Projects/
• Arduino Tutorials
http://arduino.cc/playground/Main/TutorialList
• Electronics Technique Resources
http://arduino.cc/playground/Main/ElectroInfoResources
• PLAYGROUND
http://arduino.cc/playground/

55. Al prossimo incontro
Grazie!
+

56. BONUS – RELAY!

57. Relay elettromagnetici
• Interruttori azionati elettronicamente
• Per attivare e disattivare apparecchi
ad alte tensioni (lampadari, cancelli
automatici, ventilatori, etc.)
• Attenzione a lavorare con la 220V!!!

58. Relay elettromagnetici
Quando nella bobina non passa
corrente la molla tira l’armatura
azionando il contatto NC
(normally closed)
Quando nella bobina passa
corrente, il l’elettromagnete si
attiva e l’armatura viene tirata
azionando il contatto NO
(normally open)