Introduzione al mondo di Arduino, componenti e progetti con codice sorgente

1. Presentazione di Arduino con relativi progetti

2. Laboratorio di Sistemi
Docente di laboratorio: Prof. Massimiliano Notaro
Alunno: Daniele Liguori
Corso: 4G - A.S. 2016/2017

4. STORIA
Il nome della scheda deriva da quello di un
bar di Ivrea frequentato da alcuni dei
fondatori del progetto(che richiama a sua
volta il nome di Arduino d’Ivrea, Re
dell’attuale territorio Italiano nel 1002)

5. Arduino è una piattaforma di prototipazione
elettronica open-source che si basa su
hardware e software flessibili e facili da
usare.
È composto da una piattaforma hardware
alla quale viene affiancato un ambiente di
sviluppo integrato (IDE) multipiattaforma
(per Linux, Apple Macintosh e Windows),
scritto in Java e derivato dall’IDE creato per
il linguaggio di programmazione Processing
e per il progetto Wiring.

6. Com’è fatto?

8. Alimentazione da USB - collegamento al Pc

9. Alimentazione da Jack (6 - 20V)

10. Un progetto fatto con Arduino,una
volta programmato può funzionare
anche senza la presenza del computer,
basta fornirgli corrente

11. MICROCONTROLLORE

12. MICROCONTROLLORE
 Il microcontrollore è il «cervello» di tutto il
sistema, gestisce gli input, gli output, la
comunicazione USB, la temporizzazione
 Il Microcontrollore di Arduino è basato su un
microcontrollore, della famiglia AVR di Atmel,
l’ATmega328 a 28 pin e a 8 bit
 Necessita quindi di istruzioni e deve essere
programmato

13. MICROCONTROLLORE
 8 bit con frequenza di clock a 16 MHz
 Memoria Flash da 32KB
 1 EEPROM da 1KB
 1 memoria volatile SRAM da 2KB

14. µC per convertire i segnali seriali in segnali USB

15. Quarzo per la generazione del clock 16 MHz

16. Led di trasmissione e ricezione tra µC e PC

17. Led di lavoro

18. Led di accensione

19. Connettore ICSP

20. Pulsante di reset

21. Pin di alimentazione

22. Pin Analogici

23. Pin Digitali

24. Ma cosa sono questi
segnali Digitali e
Analogici?

25. Cos’è un segnale digitale?
Un segnale digitale è un grandezza
che trasferisce informazioni
trasmettendo sequenze di bit(cifre
binarie)con valori finiti

26. Cos’è un segnale analogico?
Un segnale digitale è un sistema che
trasferisce informazioni con una
grandezza che varia con continuità:
una variabile analogica può
assumere un numero infinito di
valori

27. Riassumendo Arduino è formato da:
 Connettore USB
 Jack per alimentazione
 Micro-controllore
 µC per convertire i segnali seriali in segnali USB
 Quarzo per la generazione del clock 16 MHz
 Led di lavoro
 Connettore ICSP
 Pulsante di reset
 Pin di alimentazione
 6 Pin Analogici
 14 Pin digitali

28. In conclusione con Arduino possiamo
fare grandi progetti,vediamo nel
dettaglio alcuni componenti principali

29. Componenti Aggiuntivi

30. BreadBoard

31. BreadBoard
La Bread-Board o basetta sperimentale
rappresenta un mezzo molto comodo e
nello stesso tempo potente per
realizzare montaggi di circuiti
elettronici senza saldature

32. BreadBoard
La Bread-Board si presenta con dei fori
collegati in serie in righe di 5 al centro e
in colonne sui poli

33. Cavi maschio-femmina

34. Cavi maschio-maschio

35. Cavi femmina-femmina

36. Diodi-LED

37. Diodi-LED
L’ acronimo LED sta per light emitting
diode.Esso è fondamentalmente un
diodo che grazie a un opportuna
lavorazione del silicio , converte l’
elettricità in luce. ha due terminali l’
anodo (positivo) , il terminale più
lungo, e il catodo (negativo),il più
corto.

38. Cos’è un Diodo?
Il diodo è un componente
elettronico passivo, a due terminali
(bipolo), la cui funzione ideale è quella
di permettere il flusso di corrente
elettrica in un verso e di bloccarla quasi
totalmente nell'altro

40. Diodo-LED

41. Resistori

42. Cos’è un Resistore?
Il resistore,anche chiamato impropriamente resistenza,
è un componente elettrico destina a fornire resistenza
elettrica al passaggio della corrente
Cos’è una Resistenza?
La resistenza elettrica è una grandezza fisica scalare che misura
la tendenza di un corpo ad opporsi al passaggio di una corrente
elettrica, quando sottoposto ad una tensione elettrica. Questa
opposizione dipende dal materiale con cui è realizzato, dalle sue
dimensioni e dalla sua temperatura. Uno degli effetti del passaggio
di corrente in un conduttore è il suo riscaldamento (effetto Joule).

43. ATTENZIONE!!!
Abbiamo parlato dei resistori,perché per esempio
alimentassimo un LED senza mettere prima un
resistore,esso si brucerebbe.
Mettendo un resistore,limitiamo il passaggio di
corrente, in quanto il valore ottimale per il
corretto funzionamento del led è compreso fra 15
e 17 milliampere.

44. Come troviamo il
resistore giusto?

46. Esempio base con
Arduino

47. Applicazione di un LED su una
breadboard,
Collegata ad Arduino,tramite due
cavi.
Il cavo Rosso,ossia il positivo,è
collegato al Pin 13 mediante un
Resistore da 220Ω.
Mentre il cavo Nero,negativo,è
collegato al Pin GND,ossia Ground,
“A Terra”.
Intermittenza di un LED
Occorrente:
• Arduino
• BreadBoard
• Diodo LED
• Resistore da 220Ω
• Cavi di collegamento

48. Fotoresistore

49. Cos’è un Fotoresistore?
La Fotoresistenza è un componente elettronico la
cui resistenza è inversamente proporzionale alla quantità
di luce che lo colpisce.
Come funziona?
Fondamentalmente essa è composta da
materiale semiconduttore. L'energia radiante fornita a un
semiconduttore provoca la produzione di coppie elettrone-
lacuna in eccesso rispetto a quelle generate termicamente che
causa una diminuzione della resistenza elettrica del materiale
(effetto fotoconduttivo).

50. Fotoresistore e LED
Occorrente:
• Arduino
• BreadBoard
• Diodo LED
• Resistore da 220Ω
• Fotoresistore
• Resistore 100K Ω
• Cavi di collegamento
Questo progetto è
costituito da un LED,e
un Fotoresistore
collegato ad un Pin
Analogico di Arduino
e ai poli,mediante
resistore da 100KΩ.

51. Servo-Motore
Nella robotica per gli
azionamenti, sono molto
utilizzati i servomotori. Di solito
questi si presentano come piccoli
contenitori di materiale plastico
da cui fuoriesce un perno in grado
di ruotare in un angolo compreso
tra 0 e 180° mantenendo
stabilmente la posizione
raggiunta.

52. Servo-Motore e Fotoresistore
Questo Progetto mediante un Fotoresistore,se c’è Luce Spegne i LED e
muove il servo-Motore su Luce.
Invece se non c’è Luce Accende i LED,e muove il servo-Motore su Buio.

53. Per il prossimo progetto dobbiamo
vedere alcuni componenti
Quali sono?
?

54. Igrometro YL-69

55. Igrometro è un componente che misura
l’umidità del terreno.
Il sensore è realizzato da due parti: la
scheda elettronica e la sonda con due pad,
che rileva il contenuto di acqua.
Il sensore ha un potenziometro
incorporato per la regolazione della
sensibilità.
Cos’è un Igrometro?

56. Buzzer
Il buzzer è un
componente elettrico,il
quale se vi entra
corrente al suo interno
emetterà un
suono,finché vi è
corrente

57. Display LCD
Lo schermo a cristalli liquidi,
in sigla LCD dalla
corrispondente
espressione inglese liquid
crystal display, è una
tipologia
di display a schermo
piatto utilizzata nei più
svariati ambiti

58. Convertitore I2C
Questo convertitore si
pone sul retro del
display LCD, per
semplificare i
collegamenti,
inserendolo nei 16 Pin
del display

59. Ora abbiamo tutte le conoscenze per
il prossimo progetto, vediamo qual’é

60. Sensore di Acqua – Display LED
In questo progetto possiamo notare 4 Led,un buzzer,e un display LCD.
Il progetto consiste nel attaccare un Sensore di acqua ad un bicchiere,ed
esso a seconda del livello dell’acqua,accenderà un LED e stamperà sul
display il livello indicato anche con delle tacche.
E se il livello dell’acqua dovesse essere molto alto attiverà un Buzzer come
allarme.
Per evitare una grande bolgia con i cavi del display,lo abbiamo collegato
ad un LCM,il quale trasforma tutto in semplici 4 Pin.