Workshop: Arduino for makers - Strumenti Hardware per la prototipazione elettronica

Workshop: Arduino for Makers
DAY #1 – SESSION #2
STRUMENTI HARDWARE PER LA
PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA

Workshop: Arduino for Makers
Organizzatore: Gestionali in Opera (GiO) Pisa
Supervisor: Dott. Luigi Francesco Cerfeda
Sommario:
• Day #1: introduzione alla prototipazione elettronica. Strumenti HW, SW e risorse online utili per la
prototipazione elettronica.
• Day #2: programmazione elettronica con la suite VIPER: casi studio ed esercitazione pratica.
21 November 2015 - Day #1 Session #2 Workshop:“Arduino for Makers” - Luigi Francesco Cerfeda 2
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DAY #1
1. INTRODUZIONE ALLA PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA
Nascita ed evoluzione di Arduino e del Movimento Maker
2. STRUMENTI HARDWARE PER LA PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA
Presentazione delle principali board di prototipazione (Arduino, Raspberry Pi,
UDOO), sensoristica, attuatori e “shield”.
3. CENNI DI PROGETTAZIONE ELETTRONICA ED UTILIZZO DI SOFTWARE ECAD
Realizzazione e simulazione di un semplice circuito tramite LTSpice. Utilizzo
di Fritzing e KiCAD.
4. STRUMENTI SOFTWARE PER LA PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA
Presentazione di VIPER, download, installazione dell’IDE e “viperizzazione” di
una board.

STRUMENTI HARDWARE
PER LA PROTOTIPAZIONE
ELETTRONICA

Physical Computing
• “Physical Computing is about prototyping with electronics, turning sensors,
actuators and microcontrollers into materials for designers and artists.”
• “It involves the design of interactive objects that can communicate with
humans using sensors and actuators controlled by a behaviour
implemented as software running inside a microcontroller.”
Massimo Banzi, Arduino Co-Founder
• “Con Physical Computing si intende la realizzazione di ambienti FISICI e
INTERATTIVI utilizzando hardware e software in grado di PERCEPIRE quello
che avviene nell’ambiente circostante e di REAGIRE di conseguenza”.
Maietta / Aliverti, Il manuale del maker Reagire Percepire Analizzare

Interaction Design
Principi di usabilità:
• efficacia
• efficienza
• sicurezza
• facilità di apprendimento
• ricordo delle modalità d'uso
• soddisfazione con cui gli utenti
raggiungono determinati obiettivi in
particolari contesti (utilità)
http://it.emcelettronica.com/dalla-gui-alla-nui-futuro-della-human-machine-interaction

A user portrait drawn by a computer
Tom Igoe & Dan O’Sullivan, 2004

Tangible User Interfaces

Dalla GUI alla NUI

A boad as an organism

A boad as an organism
http://www.slideshare.net/hold3n/arduino-basic-workshop-32937270

Arduino Starter Kit

Sistemi embedded
• I SE sono sistemi di elaborazione in
stretta relazione con l'ambiente in cui
operano, sono integrati nel sistema
che controllano attraverso una
piattaforma hardware ad hoc.
• progettati appositamente per una
determinata applicazione (special
purpose) a differenza dei sistemi
general purpose (PC).
http://www.slideshare.net/mancio90/0-arduino

MPU vs MCU
• A microprocessor (μP, uP or MPU)
incorporates the functions of a computer’s
central processing unit (CPU) on a single
integrated circuit (IC, or microchip).
• A microcontroller (μC, uC or MCU) is a small
computer on a single integrated circuit
containing a processor core, memory, and
programmable input/output peripherals.
In simple words, microcontroller is a full fledged
PC in a single chip!
On the other hand, microprocessor is the CPU of
the PC in a single chip!

MPU vs MCU

QUANTI MICROCONTROLLORI AVETE USATO
OGGI?
• Un microcontrollore è il «genere di
computer in miniatura» che potete
trovare in ogni genere di oggetti.
• Ognuno di noi viene a contatto con
circa 100 dispositivi a uP
embedded al giorno.
• Sistemi di frenata per automobili
• Macchine industriali
• Auto-focus delle fotocamere
• Telefoni cordless
• Card reader
• Sistemi per test medici
• Caricatori per batteria
• DVD player
• Navigatori
• Robot
• Impianti domotici

MPU vs MCU – RaspBerry Pi vs Arduino

MPU + MCU

Le “Originali”

Il successo

Il successo
A metà del 2011è stato
stimato che oltre
300,000 schede
ufficiali Arduino siano
state vendute

8 or 32 bit MCU?
• “MCU suppliers tend to add more features and functionality to
their 32-bit devices as opposed to 8-bit products.
Consequently, far more setup considerations emerge with a
more complex device.
• While some 32-bit MCUs can run with a limited setup similar
to that of an 8-bit device, you’re unable to take advantage of
the more powerful device’s additional features.”
http://electronicdesign.com/microcontrollers/8-bit-or-32-bit-choosing-your-next-design-s-mcu

Shields e Moduli

TOI Shield
the shield that
smartifies your objects
• http://www.thingsoninternet.biz/pro
ducts/toi-shield/
• https://www.futurashop.it/shield_mu
ltipiattaforma_viper

TOI Shield - Layout

TOI Shield - Brain

TOI Shield - Microphone

TOI Shield – Temperature Sensor

TOI Shield – Light Sensor

TOI Shield – Touch Sensor

TOI Shield – IR Receiver

TOI Shield – IR LED emitter

TOI Shield - Buzzer

TOI Shield – LED NeoPixel

TOI Shield – Expansion Connector

TOI Shield – Aux Pins Map

Concept Progettazione Testing KickStarter Vendita
TOI Shield - Roadmap

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