Scopri Arduino e Arduino UNO e come puoi integrare questa scheda nel tuo makerspace e nel programma di codifica. Realizza progetti di makerspace interattivi mentre impari a programmare e a risolvere i problemi.
Sempre più makerspace in tutto il mondo stanno cercando di aggiungere codifica ed elettronica ai loro programmi di formazione per maker. Uno dei modi migliori per farlo è integrare una scheda Arduino nei progetti e nelle lezioni del makerspace.
Abbiamo scoperto che molti insegnanti di maker non si sono tuffati nella programmazione o in Arduino perché pensano la programmazione fa paura. Per questo motivo, volevamo assicurarci che questo tutorial fosse scritto per il principiante assoluto senza alcuna esperienza.
Questo tutorial è una visione di alto livello di tutte le parti e le parti dell’ecosistema Arduino. In post futuri, ti guideremo passo dopo passo nella creazione del tuo primo semplice progetto Arduino.
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Arduino è un programma open source programmabile circuito stampato che può essere integrato in un’ampia varietà di progetti makerspace sia semplici che complessi. Questa scheda contiene un microcontrollore che può essere programmato per rilevare e controllare oggetti nel mondo fisico. Rispondendo a sensori e input, Arduino è in grado di interagire con una vasta gamma di uscite come LED, motori e display. Grazie alla sua flessibilità e al basso costo, Arduino è diventata una scelta molto popolare per i maker e i makerspace che cercano di creare progetti hardware interattivi.
Arduino è stato introdotto nel 2005 in Italia da Massimo Banzi come un modo per non gli ingegneri hanno accesso a uno strumento semplice e a basso costo per la creazione di progetti hardware. Poiché la scheda è open-source, è rilasciata con una licenza Creative Commons che consente a chiunque di produrre la propria scheda. Se cerchi nel web, troverai che ci sono centinaia di cloni e varianti compatibili con Arduino disponibili, ma le uniche schede ufficiali hanno Arduino nel nome.
Nella prossima sezione, discuteremo alcuni delle schede Arduino disponibili e come differiscono l’una dall’altra.
Tipi di schede Arduino
Arduino è un’ottima piattaforma per la prototipazione di progetti e invenzioni, ma può creare confusione quando si deve scegliere la scheda giusta. Se sei nuovo di zecca, potresti aver sempre pensato che ci fosse solo una scheda “Arduino” e basta. In realtà, ci sono molte varianti delle schede Arduino ufficiali e poi ce ne sono altre centinaia di concorrenti che offrono cloni . Ma non preoccuparti, ti mostreremo da quale iniziare più avanti in questo tutorial.
Di seguito sono riportati alcuni esempi dei diversi tipi di schede Arduino disponibili. Le schede con il nome Arduino su di loro sono le schede ufficiali ma ci sono anche molti cloni davvero fantastici sul mercato. Uno dei migliori motivi per acquistare un clone è il fatto che sono generalmente meno costosi rispetto alla loro controparte ufficiale. Adafruit e Sparkfun ad esempio, vendi varianti delle schede Arduino che costano meno ma hanno comunque la stessa qualità degli originali. Un avvertimento, fai attenzione quando acquisti schede da aziende che non conosci.
Un altro fattore da considerare quando si sceglie una tavola è il tipo di progetto che si vuole realizzare. Ad esempio, se vuoi creare un progetto elettronico indossabile, potresti prendere in considerazione la scheda LilyPad di Sparkfun. Il LilyPad è progettato per essere facilmente cucito in e-textiles e progetti indossabili. Se il tuo progetto ha un fattore di forma ridotto, potresti voler utilizzare Arduino Pro Mini che ha un ingombro molto ridotto rispetto ad altre schede. Dai un’occhiata alla Guida al confronto di Arduino di Sparkfun per un’analisi e un confronto delle migliori schede in circolazione.
Successivamente, ci concentreremo sulla nostra scheda Arduino preferita con cui consigliamo ai principianti di iniziare.
Arduino Uno
Una delle schede Arduino più popolari in circolazione è Arduino Uno. Anche se in realtà non è stata la prima scheda ad essere rilasciata, resta quella più utilizzata e quella più ampiamente documentata sul mercato. A causa della sua estrema popolarità, Arduino Uno ha un sacco di tutorial sui progetti e forum sul Web che possono aiutarti a iniziare o uscire da un ingorgo. Siamo grandi fan di Uno per le sue ottime caratteristiche e la facilità d’uso.
Scomposizione della scheda
Ecco i componenti che compongono una scheda Arduino e quali sono ciascuna delle loro funzioni.
- Pulsante di ripristino – Questo riavvierà qualsiasi codice caricato sulla scheda Arduino
- AREF – Sta per “Riferimento analogico” e viene utilizzato per impostare una tensione di riferimento esterno
- Pin di messa a terra – Ci sono alcuni pin di messa a terra su Arduino e funzionano tutti allo stesso modo
- Ingresso / uscita digitale – I pin 0-13 possono essere utilizzati per l’ingresso o l’uscita digitale
- PWM – I pin contrassegnati con il simbolo (~) possono simulare l’uscita analogica
- Connessione USB – Utilizzata per accendere Arduino e caricare schizzi
- TX / RX – Trasmissione e ricezione dei LED di indicazione dei dati
- Microcontrollore ATmega – Questo è il cervello ed è dove sono memorizzati i programmi
- Indicatore LED di alimentazione – Questo LED si accende ogni volta che la scheda è collegata a una presa di corrente source
- Regolatore di tensione: controlla la quantità di tensione che entra nella scheda Arduino
- Jack del barilotto di alimentazione CC: viene utilizzato per alimentare Arduino con un alimentatore
- 3.3V Pin – Questo pin suppli es 3,3 volt di alimentazione per i tuoi progetti
- Pin 5V – Questo pin fornisce 5 volt di alimentazione ai tuoi progetti
- Pin di terra – Ci sono alcuni pin di terra su Arduino e tutti funzionano allo stesso modo
- Pin analogici: questi pin possono leggere il segnale da un sensore analogico e convertirlo in digitale
Alimentatore Arduino
Il Arduino Uno necessita di una fonte di alimentazione per funzionare e può essere alimentato in vari modi. Puoi fare ciò che fa la maggior parte delle persone e collegare la scheda direttamente al tuo computer tramite un cavo USB. Se vuoi che il tuo progetto sia mobile, considera l’utilizzo di un pacco batteria da 9V per dargli energia. L’ultimo metodo sarebbe utilizzare un alimentatore da 9 V CA.
Breadboard Arduino
Un altro elemento molto importante quando si lavora con Arduino è una breadboard senza saldatura. Questo dispositivo ti consente di prototipare il tuo progetto Arduino senza dover saldare in modo permanente il circuito. L’utilizzo di una breadboard consente di creare prototipi temporanei e sperimentare diversi progetti di circuiti. All’interno dei fori (punti di ancoraggio) dell’alloggiamento in plastica, ci sono clip metalliche collegate tra loro da strisce di materiale conduttivo.
In una nota a margine, la breadboard non è alimentata da sola e necessita di alimentazione portato ad esso dalla scheda Arduino utilizzando cavi jumper. Questi fili sono anche usati per formare il circuito collegando insieme resistori, interruttori e altri componenti.
Ecco una visuale di come appare un circuito Arduino completato quando è collegato a una breadboard.
Come programmare Arduino
Una volta che il circuito è stato creato sulla breadboard, dovrai caricare il programma (noto come schizzo) su Arduino. Lo schizzo è un insieme di istruzioni che dice alla lavagna quali funzioni deve svolgere. Una scheda Arduino può contenere ed eseguire solo uno schizzo alla volta. Il software utilizzato per creare schizzi di Arduino è chiamato IDE che sta per Integrated Development Environment. Il software può essere scaricato gratuitamente e può essere trovato su https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Ogni Lo sketch di Arduino ha due parti principali nel programma:
void setup () – Imposta le cose che devono essere fatte una volta e poi non si ripetono.
void loop () – Contiene le istruzioni che vengono ripetute più e più volte finché la scheda non viene spenta.
Come funziona tutto insieme
Il seguente video di 15 secondi ti dà una rapida idea di come una breadboard, Arduino, i cavi dei ponticelli e lo schizzo lavorano insieme per eseguire una funzione. In questo esempio, utilizziamo un interruttore a pulsante momentaneo per far lampeggiare un LED. In un post futuro, approfondiremo la creazione di circuiti e programmi per alcuni progetti per principianti.
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Progetti Arduino
Ti starai chiedendo cosa può fare una scheda Arduino oltre a far lampeggiare un LED. Di seguito sono riportati alcuni progetti di esempio che aiutano a mostrare quanto sia veramente sorprendente questa bacheca e le sue capacità. Se stai cercando altre idee per progetti, controlla siti come Instructables o Make Magazine, ricchi di utili tutorial.
Arduino Light Following Robot – Instructables
Arduino Drone That Follows You – Instructables
LED Cube con Arduino Uno – Instructables
Controlla una serratura tramite Arduino e Bluetooth – MAKE Magazine
Strumenti Necessario
Successivamente ti aiuteremo a evidenziare alcuni degli strumenti più comuni di cui avrai bisogno quando lavori con progetti Arduino.
- Pinze a becchi mezzotondi
- Spelafili
- Precisione Set di cacciaviti
- Frese a filo
- Pinzette dritte a punta fine
- Multimetro digitale
- Saldatore
- Panavise Jr
- Solder Sucker
Arduino Shields
Se vuoi aggiungere una funzionalità molto specifica al tuo Arduino, dovrai usare uno shield. Gli scudi Arduino si inseriscono nella parte superiore della scheda Arduino e possono aggiungere funzionalità come WiFi, Bluetooth, GPS e molto altro. Ci sono letteralmente centinaia di schermi tra cui scegliere e qui ci sono alcuni esempi.
- Schermo WiFi
- Schermo LCD
- Schermo GPS Logger
- MP3 Music Maker Shield
- Ethernet Shield
- Motor / Stepper / Servo Shield
Sensori Arduino
Se vuoi che il tuo Arduino percepisca il mondo che lo circonda, dovrai aggiungere un sensore. È disponibile un’ampia gamma di sensori tra cui scegliere e ciascuno ha uno scopo specifico. Di seguito troverai alcuni dei sensori comunemente usati nei progetti.
- Sensore di distanza tra i vari
- Sensore di movimento PIR
- Sensore di luce
- Sensore del grado di flessione
- Sensore di pressione
- Sensore di prossimità
- Sensore di accelerazione
- Sensore di rilevamento del suono
- RGB e sensore di gesti
- Sensore di umidità e temperatura
Rivenditori di elettronica
Di seguito sono riportati alcuni dei nostri posti preferiti in cui tendiamo ad andare quando abbiamo bisogno di materiali makerspace o elettronica componenti.
- Adafruit
- Sparkfun
- Makershed
- Radio Shack
- Jameco
- Digikey
- MCM Electronics
- Mouser
Conclusione
Sei pronto a creare il tuo primo progetto Arduino? Il nostro prossimo post chiamato Simple Arduino Projects For Beginners ti guiderà passo dopo passo dall’installazione al completamento. Questi semplici progetti Arduino sono un ottimo modo per bagnarti i piedi e conoscere la scheda e il linguaggio di programmazione.
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