Ciao ragazzi,

in seguito all'interesse mostrato da alcuni utenti per questo strano oggetto ho deciso di iniziare a scrivere questa piccola guida che ha lo scopo di permetterne l'utilizzo a tutti quegli utenti che non hanno idea di cosa sia e/o di come ci si possa far qualcosa di utile.

Sia chiaro fin da subito che non sono certo il massimo esponente che conosce tutti i meandri di questo malefico aggeggio, lo scopo di questa guida e semplicemente quello di far da ponte tra gli utenti che ammirano Arduino senza sapere come si utilizza e l'Arduino stesso.


Ma partiamo subito con tre domande che dovremmo porci:

Cos'è Arduino ? Chi lo ha ideato ? E perchè ha avuto tanto successo ?


L'ideatore è Massimo Banzi, un ingegnere italiano all'epoca docente presso una scuola post-laurea di Ivrea.
Successivamente, visto il successo, ci sono stati altre 4 menti che hanno partecipato a quello che oggi tutti conosciamo come Arduino, ovvero: David Cuartielles, David Mellis, Tom Igoe e Gianluca Martino.

Massimo Banzi


David Cuartielles


David Mellis


Tom Igoe


Gianluca Martino



Il motivo è ha spinto Banzi è il fatto che prima della nascita di Arduino, per programmare un microprocessore c'era bisogno di uno studio preliminare non banale sulla programmazione di un micro (che per chi ne è a digiuno poteva essere di qualche mese!), di una piattaforma di programmazione che ha il suo costo non irrisorio (i programmatori di 10 anni fa partivano da almeno 50 euro) e di tutte le problematiche legate alla realizzazione di un PCB con un integrato da 28 Pin, quarzo e tutto il resto (molti hobbisti non hanno le adeguate attrezzature per produrre un simile PCB).

Questi problemi hanno sempre scoraggiato, se non impedito, molti studenti e hobbisti a sperimentare con un micro.

Il professore, ad un certo punto, si è chiesto: ma è possibile rendere più semplice e intuitivo l'approccio alla programmazione di un micro ? E' possibile realizzare un circuito che fa da ponte tra l'utente "incompetente" e il "sofisticato micro", anche accettando il fatto di sacrificare alcune funzionalità avanzate ?

La risposta è stata si e si chiama Arduino !

Grazie all'ottimo lavoro fatto dal team, il progetto realizzato ha raggiunto, con lode, l'obiettivo prefissato, ovvero la scheda è davvero semplice e intuitiva, quasi come collegare una lampadina ad un interruttore e una pila !

Questa semplicità ha permesso a tutte quelle persone che erano intimorite da un micro di iniziare a fare i primi esperimenti con successo.

A catena si è creata una comunità che, sfruttando le potenzialità di un micro, ha iniziato a produrre i progetti più disparati, rendendoli semplici e funzionali proprio grazie all'adozione di un micro.

Sempre a catena, i vari produttori, hanno iniziato a produrre tutta una serie di schede di espansione (shield) e sensori che hanno permesso di incrementare esponenzialmente le possibilità offerte da Arduino.

Come ciliegina sulla torta va detto che ogni scheda, espansione o sensore ha, mediamente, un costo inferiore alle 10 euro !!!

E' successo che molte di quelle persone che potenzialmente avevano le capacità di realizzare dei progetti complessi erano bloccati dal difficile approccio al micro: Arduino ha tolto questo freno e ha dato il via libera allo sviluppo di progetti impensabili all'utente medio fino a qualche anno prima.


Quindi ora sappiamo chi lo ha creato, il perchè ha avuto tanto successo, ci resta solo da capire: di cosa si tratta ???


Per i meno esperti va specificato che, tutte le volte che c'è bisogno di realizzare un circuito che svolga un determinato compito e tale compito è complesso, è conveniente utilizzare un microprocessore.

Facciamo qualche esempio semplice semplice: vogliamo realizzare un cronotermostato per la nostra caldaia.

Quali sono le informazioni in ingresso al nostro cronotermostato ?

- Temperatura ambiente;
- Temperatura impostata dall'operatore;
- Data e ora attuale;
- Programmazione oraria scelta dall'operatore;
- Pulsanti per settare i parametri;
- Controlli opzionali (pressione impianto, temperatura esterna alla casa, livello carica batteria cronotermostato, etc.)

E quelle di uscita ?

- Display;
- Relè per il controllo della caldaia.

Se si volesse realizzare un circuito senza l'ausilio di un micro probabilmente ne verrebbe fuori una scheda grossa come quella di un PC Desktop, con tutte le difficoltà realizzative, oltre i costi.

L'utilizzo di un micro, che ha un costo inferiore ai 5 euro, permette di trasportare tutte le probematiche all'interno del software (firmware) che gira nel micro, semplificando enormemente la parte hardware.

Questè è il micro utilizzato su Arduino:


Al suo interno c'è tutto il necessario per far girare il software, proprio come se si trattasse di un PC: hard disk, ram, microprocessore, scheda parallela, scheda seriale, etc. !!!

Fantastico: un intero PC racchiuso in un oggettino di 3,5 cm dal costo di qualche euro !!!

Tuttavia rimane ancora un problema: il micro ha bisogno di una tensione stabilizzata a 5V, del quarzo, ha i piedini vicini vicini, del programmatore...

ecco che la scheda di Arduino sopperisce a tutte queste mancanze:



Infatti tale scheda ha all'interno un regolatore di tensione stabilizzato a 5V che permette ad Arduino di essere alimentato senza problemi da 6-20 V, un convertitore seriale-USB che permette di programmare il micro utilizzando la comoda porta USB senza dover spendere una lira, anzi un euro (mantengo il tasso di conversione Lira-Euro), per comprare un programmatore, alcuni Led di segnalazione, un pulsante di Reset, una pseudo-morsettiera oltre altri optional.

Per ora mi fermo qui, vorrei rendere la guida leggera e partecipata, quindi lascio spazio alle vostre domande, continuando la guida al più presto.

Elix

Per iniziare a programmare vi è la necessità di costruire dei semplici circuiti elettronici su cui fare i test.



La piastra riprodotta sopra si chiama breadboard serve come supporto ai componenti elettronici.

Oltre alla breadboard occorre procurarsi alcune resistenze: da 1K, 0,5K, 4K7, 5K, 10K; alcuni pulsanti di questo tipo
alcuni led di diverso colore, del filo con l'anima in rame rigida, vanno bene i fili presenti dentro i cavi di rete.

In alternativa vendono dei kit contenenti un po' di tutto, del tipo:

Una soluzione di questo tipo all'inizio della sperimentazione aiuta molto, il kit mi è stato regalato, facile da costruire, è sufficiente avvitare una piccola bredboard ed un arduino su uno spezzone di compensato.



Le file di contatti femmina di colore nero ai lati della scheda Arduino, sono le porte di uscita/entrata che permettono all'Arduino di dialogare con le componenti esterne.

Immagine Allegata: IMG_20150918_184009.jpg
 

La breadboard è dotata di due zone separate da una linea centrale, ogni zona è affiancata da due file di fori una marcata - ed una marcata +, sono le linee di alimentazione. Per alimentarla è necessario usare dei ponticelli Dupont M/M, ma è possibile usare dei pezzetti di cavo con anima in rame rigida. Occorre collegare un pin GND dell'Arduino con un qualsiasi foro della linea - della breadboard. Inoltre un ponticello collegherà l'uscita +5V dell'arduino con uno dei fori della linea + della bredboard, in questo modo (il ponticello verde ha solo lo scopo di far vedere come è fatto un cavo dupont m/m):

Immagine Allegata: IMG_20150918_190124.jpg
 

Per ora riesco a seguirvi, bene, continuate così.

nella breadboard i fori delle linee di alimentazione sono collegati in senso longitudinale, mentre i fori delle due zone centrali sono collegati in senso trasversale.

Il primo circuito permetterà di collegare un pulsante ed un led all'arduino, il codice farà accendere il led ogni volta che si pigia il pulsante.

Ecco il circuito del primo esempio, il pulsante è alimentato dalla +5V (arancio), l'uscita va al pin 5 di arduino (verde), però così facendo quando si pigia il pulsante sul pin 5 arrivano direttamente +5V, il che non va bene, quindi tra l'uscita del pulsante ed il GND (linea -) si inserisce una resistenza di pull-up di 10K (resistenza blu e ponte giallo). Dal pin 12 di arduino parte un ponticello blu fino al + del led. Al - del led si collega in serie una resistenza (di colore marrone e ponticello bianco) fino al GND, la resistenza può essere da 470 ohm fino ad 1K.

Immagine Allegata: IMG_20150919_101416.jpg
 

Questo è il diagramma del circuito, il codice ... alla prossima.

PS: attenzione, i colori del diagramma non coincidono con la realizzazione pratica

Immagine Allegata: Diagramma11.jpeg
 

Forse mi arriverà lunedi dovro farci un inseguitore solare per comandare la motorizzazione applicata su alcuni pannelli monocristallini, se mi dovesse servire mi approfitterò di voi.

Sai già camminare o vuoi subito correre

Ho visto che esistono vari tipi di Aurduino, ci sono differenze? Se si, quali?
Visto che si parte dai fondamentali, mi piacerebbe chiarire questo, per me e forse per qualcun altro.

Per iniziare, e per fare "applicazioni pratiche", può andare bene questo kit?

LINK

Argomento molto bello ed interessante, seguirò con molta passione.

Ehehe bè ho visto già su qualche tutorial come funziona e conosco un pò l'elettronica , realizzavo delle cosette già con multifori decine di anni fà , poi guardando le stringhe di programmazzione ho cliccato "compralo subito" sembra molto intuitiva , siccome programmavo in Qbasic e Turbo pascal ( qual he annetto fà) .....
Credo che ci passerò volentieri qualche nottatina.

Finisco la descrizione del progetto descrivendo il codice. Prima però occorre spendere qualche parola sulle porte dell' Arduino.

La nostra scheda comunica fondamentalmente con due tipi di porte, le analogiche e le porte digitali, nel nostro progetto usiamo due porte digitali, quindi, per il momento descrivo il funzionamento delle porte digitali.
Una porta digitale si può trovare in due stati logici, stato 0 detto anche low quando é allo stesso potenziale elettrico del GND quindi a 0V, oppure si può trovare nello stato logico 1 detto anche high quando è al potenziale elettrico dell'alimentazione positiva, nel nostro caso + 5V. Inoltre occorre sapere che una porta digitale può essere usata in input o in output, nel nostro caso la porta 5 è usata in input, mentre la 12 in output.

Prima di passare a scrivere il codice occorre installare sul computer un programma detto IDE dove scriveremo il codice usando un linguaggio di programmazione derivato dal C+, successivamente l'IDE compilerà il codice in un linguaggio macchina adatto all'esecuzione sull'arduino.

L'IDE lo trovate QUI