Presentazione al LinuxDay di Ferrara 2014 sul mondo dei maker

1. Da Zero a Maker
Matteo Fortini
25 Ottobre 2014
#LinuxDayFE
Ferrara

2. Chi è il Maker?
Tu vedi cose e ti chiedi «perché?»,
io invece immagino cose
che non sono mai esistite
e mi chiedo: «perché no?»
G.B.Shaw

3. Chi è il Maker?
Ho fatto quello che estremamente mi piaceva. . .
se poi questo ha portato benecio
-diretto od indiretto- agli altri,
questa è una giusticazione al mio
egoismo di partenza, che è quello -e resta-di
soddisfare una mia ansia realizzatrice
Enzo “Drake” Ferrari

4. (non solo)DIY
◮ Una parte del making è DIY
(Do It Yourself)
◮ Ma si tratta solo di un aspetto

5. Modding, tampering, xing, hacking
Please, void you warranty
makezine.com
Meaningful and specific parts lists shall be included.
Cases shall be easy to open. Batteries shall be
replaceable. Special tools are allowed only for darn
good reasons. Profiting by selling expensive special
tools is wrong, and not making special tools available
is even worse. Torx is OK; tamperproof is rarely OK.
Components, not entire subassemblies, shall be
replaceable. Consumables, like fuses and filters, shall
be easy to access. Circuit boards shall be commented.
Power from USB is good; power from proprietary
power adapters is bad. Standard connectors shall
have pinouts defined. If it snaps shut, it shall snap
open. Screws better than glues. Docs and drivers
shall have permalinks and shall reside for all perpetuity
at archive.org. Ease of repair shall be a design ideal,
not an afterthought. Metric or standard, not both.
Schematics shall be included.
Drafted by Mister Jalopy, with assistance from Phillip Torrone and Simon Hill.

6. Elettronica
GSM Phone
Foto: dam (Flickr)

7. Non solo elettronica
Veicoli
Tabby OSVehicle Arducopter

8. Non solo elettronica
Abbigliamento

9. Non solo elettronica
Biologia
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Lesnefsky • Florian Stehr • Sebastian
Huber • Maxat Zhabagin • Mey
Takematsu • Reanna Edgerton • Nancy
Yuan • Paresh Atu Jaini • Edmund
Fung • Hyunju Ryu • James L
Funderburgh • Jose Ysla • Simon Ardui
See all new users.
Jack Andraka

10. Non solo elettronica
Botanica

11. Non solo elettronica
Pasta

12. Non solo elettronica
Strumenti Musicali

13. Non solo elettronica
Dati

14. Non solo elettronica
Società

15. Non solo elettronica
Frugal Innovation
Jugaad

16. Non solo elettronica
E ovviamente . . .3D Printing!

17. Condivisione
La dierenza fondamentale fra i maker di oggi e quelli di
50 anni fa è la condivisione
Dale Dougherty

18. Condivisione
La dierenza fondamentale fra i maker di oggi e quelli di
50 anni fa è la condivisione
Dale Dougherty
Il mezzo che ha maggiormente permesso questo
è la rete Internet

19. Condivisione: Instructables

20. Condivisione: Instructables

21. Condivisione: Makerspaces/Fablab

22. Condivisione: Makerspaces/Fablab

23. Condivisione: Thingiverse

24. Condivisione: Thingiverse

25. Condivisione: GitHub

26. Condivisione: GitHub

27. Collaborazione: aerofotograa

28. Collaborazione: aerofotograa

29. Collaborazione: ambiente

30. Collaborazione: ambiente

31. Collaborazione: meteo

32. Collaborazione: meteo

33. Collaborazione: mapping

34. Collaborazione: mapping

35. Collaborazione: pròtesi per le mani

36. Collaborazione: pròtesi per le mani

37. Alcune regole
◮ Il percorso è più importante del prodotto

38. Alcune regole
◮ Il percorso è più importante del prodotto
◮ Alzati e crea qualcosa!

39. Alcune regole
◮ Il percorso è più importante del prodotto
◮ Alzati e crea qualcosa!
◮ Da consumatori a produttori

40. Alcune regole
◮ Il percorso è più importante del prodotto
◮ Alzati e crea qualcosa!
◮ Da consumatori a produttori
◮ Ad ogni età

41. Alcune regole
◮ Il percorso è più importante del prodotto
◮ Alzati e crea qualcosa!
◮ Da consumatori a produttori
◮ Ad ogni età
◮ Non è necessario essere tecnici

42. Open Source
Una buona condivisione comincia
con una buona licenza

43. Open Source
Una buona condivisione comincia
con una buona licenza
Contrapponendosi alle licenze per software pro-prietario,
la GNU GPL assicura all’utente libertà di utilizzo,
copia, modica e distribuzione.
(Fonte: Wikipedia)

44. Creative Commons
“Open” riguarda 3 Dimensioni di un’opera:
◮ Attribution

45. Creative Commons
“Open” riguarda 3 Dimensioni di un’opera:
◮ Attribution
◮ (Non)Commercial

46. Creative Commons
“Open” riguarda 3 Dimensioni di un’opera:
◮ Attribution
◮ (Non)Commercial
◮ (No)Derivatives/ShareAlike

47. Creative Commons
“Open” riguarda 3 Dimensioni di un’opera:
◮ Attribution
◮ (Non)Commercial
◮ (No)Derivatives/ShareAlike
Uno degli esempi più ampi di :
Wikipedia: +4.000.000 voci!

48. Open software
◮ gcc
Credits: Zoe Romano

49. Open software
◮ gcc
◮ Linux/FreeRTOS
Credits: Zoe Romano

50. Open software
◮ gcc
◮ Linux/FreeRTOS
◮ U-Boot/Barebox
Credits: Zoe Romano

51. Open software
◮ gcc
◮ Linux/FreeRTOS
◮ U-Boot/Barebox
◮ GitHub
Credits: Zoe Romano

52. Open (easy, cheap) hardware
◮ Il design hardware è sempre stato “open”
◮ I produttori forniscono da sempre reference
design e application note e le aziende li usano
(il produttore guadagna sui pezzi)
◮ Il piccolo progettista però non ha le risorse per
fare schede complesse in casa

53. Una volta c’era il PIC. . .
◮ Prendi una board
◮ Studiati il
microcontrollore
◮ Studiati la
“libreria”
◮ Cross-compila
◮ Programma
◮ Run
◮ Debug
◮ Attaccaci qualcosa

54. Poi arrivò Arduino™
◮ Progetto nato all’Interaction Design Institute di
Ivrea

55. Poi arrivò Arduino™
◮ Progetto nato all’Interaction Design Institute di
Ivrea
◮ Interazione semplicata

56. Poi arrivò Arduino™
◮ Progetto nato all’Interaction Design Institute di
Ivrea
◮ Interazione semplicata
◮ Unbrickable

57. Poi arrivò Arduino™
◮ Progetto nato all’Interaction Design Institute di
Ivrea
◮ Interazione semplicata
◮ Unbrickable
◮ Hardware sotto licenza

58. Poi arrivò Arduino™
◮ Progetto nato all’Interaction Design Institute di
Ivrea
◮ Interazione semplicata
◮ Unbrickable
◮ Hardware sotto licenza
◮ IDE sotto licenza GPL

59. Poi arrivò Arduino™
◮ Progetto nato all’Interaction Design Institute di
Ivrea
◮ Interazione semplicata
◮ Unbrickable
◮ Hardware sotto licenza
◮ IDE sotto licenza GPL
◮ Solo il nome Arduino e il suo logo sono protetti

60. Arduino
Standard di fatto

61. Arduino
Standard di fatto

62. Arduino
Standard di fatto

63. Arduino
Osservazioni
◮ Pin collegati direttamente all’esterno: povero
ATMEGA328P!
◮ C’è un fusibile ripristinabile: il PC è “protetto”
◮ Qualche conoscenza di elettrotecnica non guasta
◮ Qualche strumento (multimetro, meglio
oscilloscopio) non guasta

64. Arduino
Osservazioni
◮ Pin collegati direttamente all’esterno: povero
ATMEGA328P!
◮ C’è un fusibile ripristinabile: il PC è “protetto”
◮ Qualche conoscenza di elettrotecnica non guasta
◮ Qualche strumento (multimetro, meglio
oscilloscopio) non guasta
Però
◮ Facile da mettere in piedi
◮ Relativamente indistruttibile
◮ Libreria molto ben strutturata

65. Arduino
Osservazioni
◮ Pin collegati direttamente all’esterno: povero
ATMEGA328P!
◮ C’è un fusibile ripristinabile: il PC è “protetto”
◮ Qualche conoscenza di elettrotecnica non guasta
◮ Qualche strumento (multimetro, meglio
oscilloscopio) non guasta
Però
◮ Facile da mettere in piedi
◮ Relativamente indistruttibile
◮ Libreria molto ben strutturata
◮ Finalmente un collegamento con il mondo
esterno!

66. Arduino
I/O
◮ 5V DC

67. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali

68. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)

69. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)
◮ 6 input analogici (10bit)

70. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)
◮ 6 input analogici (10bit)
◮ DC current per I/O pin: 40mA

71. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)
◮ 6 input analogici (10bit)
◮ DC current per I/O pin: 40mA
◮ Flash memory: 32KB (di cui 0.5KB per il
bootloader)

72. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)
◮ 6 input analogici (10bit)
◮ DC current per I/O pin: 40mA
◮ Flash memory: 32KB (di cui 0.5KB per il
bootloader)
◮ EEPROM: 1KB

73. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)
◮ 6 input analogici (10bit)
◮ DC current per I/O pin: 40mA
◮ Flash memory: 32KB (di cui 0.5KB per il
bootloader)
◮ EEPROM: 1KB
◮ Clock: 16MHz

74. Arduino
I/O
◮ 5V DC
◮ 14 I/O digitali (6 PWM @500Hz)
◮ 6 input analogici (10bit)
◮ DC current per I/O pin: 40mA
◮ Flash memory: 32KB (di cui 0.5KB per il
bootloader)
◮ EEPROM: 1KB
◮ Clock: 16MHz
◮ Prezzo: meno di 30€

75. Progettazione
Fritzing (❤tt♣✿✴✴❢r✐t③✐♥❣✳♦r❣✴)

76. Arduino
Programmazione
Si programma in wiring ❤tt♣✿✴✴✇✐r✐♥❣✳♦r❣✳❝♦✴ (fac-ciamo
nta che sia C++)

77. Arduino
Programmazione
Si programma in wiring ❤tt♣✿✴✴✇✐r✐♥❣✳♦r❣✳❝♦✴ (fac-ciamo
nta che sia C++)
Il caro vecchio main loop.

78. Arduino
Programmazione
Si programma in wiring ❤tt♣✿✴✴✇✐r✐♥❣✳♦r❣✳❝♦✴ (fac-ciamo
nta che sia C++)
Il caro vecchio main loop.
Esempio C-like:
void setup(void)
{
. . .
}
void loop(void)
{
. . .
}

79. Arduino
Programmazione
Si programma in wiring ❤tt♣✿✴✴✇✐r✐♥❣✳♦r❣✳❝♦✴ (fac-ciamo
nta che sia C++)
Il caro vecchio main loop.
Esempio C-like:
void setup(void)
{
. . .
}
void loop(void)
{
. . .
}
void main (void)
{
setup ( ) ;
for ( ; ; ) {
loop ( ) ;
}
}

80. Programmazione
Setup
Documentazione: ❤tt♣✿✴✴❛r❞✉✐♥♦✳❝❝✴❡♥✴❘❡❢❡r❡♥❝❡✴❍♦♠❡P❛❣❡
◮ pinMode([INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP])
NB: Si accendono tutti come INPUT

81. Programmazione
Setup
Documentazione: ❤tt♣✿✴✴❛r❞✉✐♥♦✳❝❝✴❡♥✴❘❡❢❡r❡♥❝❡✴❍♦♠❡P❛❣❡
◮ pinMode([INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP])
NB: Si accendono tutti come INPUT
◮ Serial.begin(baud)

82. Programmazione
Setup
Documentazione: ❤tt♣✿✴✴❛r❞✉✐♥♦✳❝❝✴❡♥✴❘❡❢❡r❡♥❝❡✴❍♦♠❡P❛❣❡
◮ pinMode([INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP])
NB: Si accendono tutti come INPUT
◮ Serial.begin(baud)
◮ setto le variabili globali (sic. . . )

83. Programmazione
Setup
Documentazione: ❤tt♣✿✴✴❛r❞✉✐♥♦✳❝❝✴❡♥✴❘❡❢❡r❡♥❝❡✴❍♦♠❡P❛❣❡
◮ pinMode([INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP])
NB: Si accendono tutti come INPUT
◮ Serial.begin(baud)
◮ setto le variabili globali (sic. . . )
Loop
◮ Circa 10KHz di frequenza massima su UNO

84. Programmazione
Setup
Documentazione: ❤tt♣✿✴✴❛r❞✉✐♥♦✳❝❝✴❡♥✴❘❡❢❡r❡♥❝❡✴❍♦♠❡P❛❣❡
◮ pinMode([INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP])
NB: Si accendono tutti come INPUT
◮ Serial.begin(baud)
◮ setto le variabili globali (sic. . . )
Loop
◮ Circa 10KHz di frequenza massima su UNO
◮ Non mantiene le variabili locali

85. Programmazione
Setup
Documentazione: ❤tt♣✿✴✴❛r❞✉✐♥♦✳❝❝✴❡♥✴❘❡❢❡r❡♥❝❡✴❍♦♠❡P❛❣❡
◮ pinMode([INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP])
NB: Si accendono tutti come INPUT
◮ Serial.begin(baud)
◮ setto le variabili globali (sic. . . )
Loop
◮ Circa 10KHz di frequenza massima su UNO
◮ Non mantiene le variabili locali
◮ Problema del tempo

86. Tempo
◮ delay() e delayMicroseconds()

87. Tempo
◮ delay() e delayMicroseconds()
◮ Problema: bloccano il loop. Ritardo su eventi
asincroni

88. Tempo
◮ delay() e delayMicroseconds()
◮ Problema: bloccano il loop. Ritardo su eventi
asincroni
Soluzioni:
◮ interrupt: solo se indispensabili
◮ millis() micros() e deadline:
i f (micros ( ) = deadline ) {
deadline += PERIOD;
do_something( ) ;
}

89. Tempo
◮ delay() e delayMicroseconds()
◮ Problema: bloccano il loop. Ritardo su eventi
asincroni
Soluzioni:
◮ interrupt: solo se indispensabili
◮ millis() micros() e deadline:
i f (micros ( ) = deadline ) {
deadline += PERIOD;
do_something( ) ;
}
◮ . . . e controllo della durata dei calcoli

90. Funzioni utili
◮ constrain(x,a,b)
◮ map(value,fromLow,fromHigh,toLow,toHigh)

91. Tanti Arduino
◮ Nano/Micro/Mini
◮ Leonardo
◮ Mega
◮ UNO
◮ DUE
◮ TRE
◮ Yún
◮ LilyPad
◮ Ethernet
◮ Galileo
◮ . . .

92. Shields
◮ Adafruit ❤tt♣✿✴✴✇✇✇✳❛❞❛❢r✉✐t✳❝♦♠✴
◮ Seeedstudio ❤tt♣✿✴✴✇✇✇✳s❡❡❡❞st✉❞✐♦✳❝♦♠✴
◮ Sparkfun ❤tt♣s✿✴✴✇✇✇✳s♣❛r❦❢✉♥✳❝♦♠✴
◮ Robot-italy ❤tt♣✿✴✴✇✇✇✳r♦❜♦t✲✐t❛❧②✳❝♦♠✴
◮ Futura elettronica ❤tt♣✿✴✴✇✇✇✳❢✉t✉r❛s❤♦♣✳✐t✴
◮ Pin compatibili con “tutti” gli Arduino
◮ Impilabili con qualche limite

93. Shields
◮ Ethernet/Wi
◮ GSM/GPRS
◮ GPS
◮ Accelerometri/magnetometri
◮ Relé
◮ Motori
◮ Meteo
◮ Ph-Metri
◮ Contatori Geiger
◮ XBee
◮ Arducopter
◮ Groove

94. Raspberry PI
◮ Non completamente “open”, ma molto
economico

95. Raspberry PI
◮ Non completamente “open”, ma molto
economico
◮ Broadcom ARM11 @700MHz

96. Raspberry PI
◮ Non completamente “open”, ma molto
economico
◮ Broadcom ARM11 @700MHz
◮ GPU (OpenGL-ES, OpenVG, 1080p30 H.264
video decoder)

97. Raspberry PI
◮ Non completamente “open”, ma molto
economico
◮ Broadcom ARM11 @700MHz
◮ GPU (OpenGL-ES, OpenVG, 1080p30 H.264
video decoder)
◮ Circa 35€ (25€ senza Ethernet)

98. Raspberry PI
◮ Non completamente “open”, ma molto
economico
◮ Broadcom ARM11 @700MHz
◮ GPU (OpenGL-ES, OpenVG, 1080p30 H.264
video decoder)
◮ Circa 35€ (25€ senza Ethernet)
◮ SD Card e alimentazione un po’ critici

99. Raspberry PI-Espansioni
◮ Innumerevoli schede
◮ Compatibili con Arduino
◮ Raspberry PI camera: 5MP, 1080p@30fps, 20€
◮ Purtroppo il loro costo è comparabile con quello
della mainboard . . .

100. Beaglebone Black

101. Conclusioni
◮ Buon making!