Il documento fornisce una panoramica di Arduino, descrivendo le schede elettroniche, l'ambiente di sviluppo e la comunità. Vengono presentati vari tipi di sensori e modalità di programmazione, utilizzando esempi di codice per accendere un LED e acquisire dati dai sensori. Inoltre, si discutono protocolli di comunicazione e applicazioni pratiche con dispositivi come motori e display.

1. Arduino 101
Fiore Basile
fiore.basile@gmail.com

2. Cos’è Arduino?
• Una (serie) di schede elettroniche
• Ambiente di sviluppo
• Una community

4. La Scheda

5. Microcontroller - Famiglia AVR

6. Varianti

8. Cloni

9. Ambiente di sviluppo

10. Community
http://playground.arduino.cc

11. Cosa si può fare?

12. Output

13. Input

14. Kit di sensori

15. Comunicare
Seriale Bluetooth 4.0 I2C
USB Bluetooth 2.0 SPI
Ethernet GPS TWI
Wifi RF CAN
Zigbee Midi

16. 123D Circuits
http://123d.circuits.io/

17. Programmare Arduino
IDE
AVR GCC AvrDude
Firmware
+
Bootloader
+

18. Sketch: C++ semplificato
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int led = 13;
void setup()!
{!
pinMode(ledPin, OUTPUT);!
}
void loop()!
{!
pinMode(ledPin, OUTPUT);!
digitalWrite(ledPin, HIGH);!
}
COMMENTO
VARIABILE
INIZIALIZZAZIONE
CICLO INFINITO

19. Blink
Accendere e
spegnere un
LED a intervalli di
un secondo
!
int led = 13;!
!
void setup() { !
pinMode(led, OUTPUT); !
}!
!
void loop() {!
digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)!
delay(1000); // wait for a second!
digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW!
delay(1000); // wait for a second!
}!

20. Monitor Seriale
Debug e comunicazione col PC

21. Porta seriale
!
int led = 13;!
!
void setup() { !
!
Serial.begin(9600);!
!
pinMode(led, OUTPUT); !
}!
!
void loop() {!
!
Serial.println(“Accendo LED”);!
!
digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)!
delay(1000); // wait for a second!
!
Serial.println(“Spengo LED”);!
!
digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW!
delay(1000); // wait for a second!
}!

22. Usare i sensori
Grazie ai sensori possiamo acquisire
dati dall’ambiente circostante

23. Sensori
• Analogici: Il segnale è un voltaggio misurato con un
valore da 0 a 1024
• Digitali: Il segnale è sempre un voltaggio (0-5v) ma
Arduino ci fornisce un valore 0 o 1

24. Digitale vs Analogico

25. Sensori Analogici
Potenziometro Termitstor Photo-resistor Flex
Sensori a resistenza variabile

26. LED + Potenziometro
int sensorPin = A0; // potenziometro
int ledPin = 13; // LED
int sensorValue = 0; // VALORE
!
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
!
void loop() {
sensorValue = analogRead(sensorPin);
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(sensorValue);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(sensorValue);
}

27. Sensori Analogici
Temperatura Accelerazione Distanza
Sensori integrati

28. Sensori Digitali
Pulsanti Temperatura Accelerometri Giroscopio
La maggior parte dei sensori “evoluti”
Si leggono tramite vari protocolli
Two Wire - i2c - SPI - Seriale

29. Led + Bottone
int led = 13;
int button = 2;
int buttonState = 0;
!
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
pinMode(button, INPUT);
}
void loop() {
buttonState = digitalRead(button);
if (buttonState == HIGH) {
digitalWrite(led, HIGH);
} else {
digitalWrite(led, LOW);
}
}

30. Output con Arduino
Led Motore DC Motore Stepper
Display LCD Motore servo Speaker

31. Output con Arduino

32. PWM
Variando l’intervallo acceso-spento

33. PWM
• Possiamo controllare la luminosità di un LED
• Possiamo controllare un Motore Passo-Passo
• Possiamo controllare un Servo Motore
• Possiamo pilotare uno speaker

34. Uscite PWM

35. LED Dimmer
int sensorPin = A0; // potenziometro
int ledPin = 13; // LED
int sensorValue = 0; // VALORE
!
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
!
void loop() {
sensorValue = analogRead(sensorPin);
// input 0-1024 output 0-255
analogWrite(ledPin, sensorValue/4);
}

36. Motore Servo

37. Motore Servo

38. Display LCD

39. Display LCD

40. Dispositivi Avanzati
WIFI MOTOR TFT
ETHERNET GSM
GPS,
Midi,
Relé
etc

41. Protocolli di comunicazione
• One Wire
• I2C SDA/SCK
• SPI MISO/MOSI/CLK/SS
• Seriale TX-RX

42. DHT11 - Sensore Umidità - One Wire
#include <dht11.h>!
!
dht11 DHT11;!
#define DHT11PIN 2!
int chk = DHT11.read(DHT11PIN);!
!
Serial.print("Read sensor: ");!
switch (chk)!
{!
case DHTLIB_OK: !
! ! Serial.println("OK"); !
! ! break;!
case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM: !
! ! Serial.println("Checksum error"); !
! ! break;!
case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT: !
! ! Serial.println("Time out error"); !
! ! break;!
default: !
! ! Serial.println("Unknown error"); !
! ! break;!
}!
http://playground.arduino.cc/main/DHT11Lib

43. Protocollo Two Wire Interface (TWI)

44. I2C Master
#include <Wire.h>!
!
#define LED_PIN 13!
byte x = 0;!
!
void setup()!
{!
Wire.begin(); // Start I2C Bus as Master!
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);!
digitalWrite(LED_PIN, LOW);!
!
}!
void loop()!
{!
!
Wire.beginTransmission(9); // transmit to device #9!
Wire.send(x); // sends x !
Wire.endTransmission(); // stop transmitting!
x++;!
if (x > 5) x=0;!
delay(450);!
}

45. I2C Slave
#include <Wire.h>!
!
#define LED_PIN 13!
!
int x;!
!
void setup() {!
Wire.begin(9); // Start I2C Bus as a Slave (Device Number 9)!
Wire.onReceive(receiveEvent); // register event!
x = 0;!
}!
!
void loop() {!
digitalWrite(LED_PIN, HIGH);!
delay(x);!
digitalWrite(LED_PIN, LOW);!
delay(x);!
}!
!
void receiveEvent(int howMany) {!
x = Wire.receive(); // receive byte as an integer!
}

46. SPI
1.8" SPI TFT display, 160x128 18-bit color
https://github.com/adafruit/Adafruit-ST7735-Library

47. SPI
#include <Adafruit_GFX.h> // Core graphics library!
#include <Adafruit_ST7735.h> // Hardware-specific library!
#include <SPI.h>!
!
#define TFT_CS 10!
#define TFT_RST 9 !
#define TFT_DC 8!
!
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);!
!!
void setup(){!
tft.initR(); !
}!
!
void loop(){!
!
tft.fillScreen(ST7735_BLACK);!
!
tft.fillRoundRect(25, 10, 78, 60, 8, ST7735_WHITE);!
!
tft.fillTriangle(42, 20, 42, 60, 90, 40, ST7735_RED);!
!
}

48. Altri esempi
http://arduino.cc/en/Tutorial/HomePage
http://github.com/adafruit

49. Grazie!
Fiore Basile
fiore.basile@gmail.com
http://fibasile.github.io
http://fablabcascina.org
http://fabbricalo.it