Elettronica

Programmare Arduino senza Arduino

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Categoria: Elettronica
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In questo articolo vedremo come realizzare dei circuiti comandati dalla scheda Arduino Uno senza dovere acquistare o possedere la scheda, i componenti elettronici (LED, display, Sensori, …), la breadboard, i fili, gli attrezzi, ecc. Come è possibile? Segui questo articolo e lo scoprirai!

Tutto ciò che ci serve è:

 

Apriamo il browser e digitiamo il seguente indirizzo: https://circuits.io/ (toviamo la seguente novità: Electronics Lab has moved to Tinkercad. Cioè bisogna trasferisi al nuovo link: https://www.tinkercad.com/circuits )

Finiamo nella pagine principale di Autodek  Circuits dove sono presenti una serie di  tools (strumenti) on line per sviluppare e sperimentare progetti elettronici messi a disposizione gratuitamente (per ora) dalla Autodesk  l’azienda che produce il noto programma di disegno AutoCAD.

Uno di questi tools: Eletronics Lab Hub permette di progettare circuiti realizzati con Arduino ora spostato al link: https://www.tinkercad.com/circuits .

In particolare sarà possibile:

Cominciamo ad usarlo.

La prima operazione da fare è registrarsi. La registrazione è gratuita ed estremamente veloce.

Dalla home page del sito (https://www.tinkercad.com/circuits ) fare click sul pulsante Iscriviti presente in alto a destra.

NOTA: L'ambiente è stato modificato è quindi le videate sono leggermente diverse dalle figure mostrate in questo articolo

Si apre una finestra a centro schermo e qui selezioniamo la nostra nazione dall’elenco ed inseriamo la nostra data di nascita (dati obbligatori) quindi premiamo il pulsante Avanti

Nella finestra successiva, inserire un vostro indirizzo mail valido ed una password (minimo 8 caratteri con almeno un numero ed una lettera) quindi confermare con “Crea account”.

Dopo pochi istanti sarete re-indirizzati nella vosta home page personale dove potrete iniziare a lavorare e riceverete una mail di notifica al vostro indirizzo di posta : “Welcome to Autodesk 123D Circuits!”

Adesso possiamo iniziare a sperimentare!

Facciamo click sul pulsante in alto a destra (+ New) e poi selezioniamo il pulsante verde che compare sulla destra “New Electronics Lab”.

Ecco come si presenta il nostro ambiente di lavoro (dopo aver inserito il componente Breadbord Small che si trova subito sotto):

Procediamo con ordine.

Diamo un nome al nostro progetto.

Click sull'icona TINDERKARD (torniamo nella videata precedente)

Facciamo click sull'icona con la rotella (Options) che compare mettendo il cursore sul nostro progetto (in alternativa clik sul nostro progetto e poi click sulla rotella Properties. vedi fig. 6bis) e dal menù selezioniamo la voce Proprietà...: nella videata che si apre inseriamo un titolo al progetto (Nome), un sunto di cosa fa (Design description)  nelle apposite caselle di testo. Fare click sul pulsante Salva Modifiche in fondo al modulo. E' possibile documentare il progetto aggiungendo foto.

Possiamo, volendo, compilare anche gli altri campi: i TAGS (parole chiave) permettono ad altri utenti di cercare più facilmente il nostro progetto (se lo condividiamo); Possiamo invitare altre persone a collaborare al nostro progetto inserendo il loro indirizzo e-mail e premendo il pulsante “Invite”  (Access); Possiamo scegliere sotto quale licenza condividere il nostro progetto (License)

Facciamo click sull'icona Modifica per tornare alla nostra breadboard e proseguire il progetto

Nota: mettendo il cursore del mouse sull’icona e l’asciandolo li per qualche instante compare il nome assegnato all’icona. Nell’ordine: Circuit View; Component List; il vostro account;

Inseriamo i componenti.

Click sul pulsante “+ Component”. Sotto la breadbord compaiono i componenti disponibili.

Selezionando le voci: All component Grid; All component List, ecc. si cambia la vista dei componenti organizzata in modi diversi.

Per inserire la resistenza: click sulla resistenza nel riquadro sotto e poi spostare il cursore sulla breadboard, quindi fare click per posizionarlo dove si desidera.

Quando il componente è selezionato (bordo blu che lo circonda) possiamo:

Ora inseriamo gli altri componenti (LED e scheda Arduino UNO) come da disegno.

Per il LED porre attenzione ai terminali. L’Anodo (Anode) va collegato alla resistenza mentre il catodo (Chatode) andrà collegato a GND sulla scheda Arduino (il nome del terminale compare mettendo il cursore del mouse sul terminale del componente).

La scheda Arduino si può trovare facilmente digitando “Arduino” nella casella di ricerca presente sulla destra della scheda componenti.

Nota: usando la rotella del mouse si può fare lo zoom della videata (ingrandimento/riduzione) mentre col cursore del mouse si può spostare tutta la vista (facendo click su una zona vuota, tenendo il click e spostandoci col mouse)

Facciamo i collegamenti.

Posizioniamoci sul foro sotto il Chatodo del LED e facciamo click col mouse. Trasciniamo il filo fino al pin GND di Arduino e facciamo di nuovo click. Il collegamento è fatto!

Per cancellare un collegamento: selezionare il filo e poi fare click sull’icona col cestino in alto a sinistra;

Per spostare un collegamento: Fare click su un’estremita del filo e tenendo premuto spostare il filo nella nuova posizione quindi rilasciare il pulsante del mouse.

Nota: Quando il filo è selezionato è possibile cambiarne il colore mediante il riquadro azzurro che compare sulla destra

Completare il disegno come in figura.

Nota: Non è necessario fare alcuna operazione di salvataggio. Ogni modifica viene salvata automaticamente come evidenziato dalla scritta All changes saved in alto vicino all’icona Lab View

Scriviamo il codice per Arduino.

Selezioniamo il pulsante Code Editor presente in alto a destra (sotto l’icona Lab View). Si apre l’ambiente di programmazione di Arduino con pre-caricato il programma di esempio blink (lampeggio LED) già citato (nel nuovo ambiente si può programmare usandola versione  Scratch per Arduino nota anche come S4A. Premendo il pulsante BLOCK si può nascondere o visualizzare)

Facendo click sul pulsante “Upload & Run” si avvia la fase di compilazione e caricamento del programma sulla scheda Arduino (cioè la simulazione). Questo lo si evince dal fatto che il pulsante in alto a destra “Start Simulation” diventa blu e cambia la sua scritta in “Stop Simulation” ed in più il led presente sulla scheda Arduino (quello collegato al pin 13) lampeggia. Non si vede molto ma si colora di arancione quando è acceso. Il LED si trova sulla scheda Arduino subito sotto il pin GND (e sopra i due led TX ed RX) ed è marchiato con la lettera “L” (ingrandite la scheda se non lo vedete!).

Premere il pulsante “Stop Simulation” per fermare la simulazione.

Per vedere lampeggiare il LED del circuito da noi disegnato, dobbiamo modificare la linea 3 del codice.

Il nostro LED è collegato all’uscita digitale 9 (pin 9) di Arduino. Sarà quindi sufficiente andare a scrivere il numero 9 al posto del 13 (int led=9; ).

Facciamo la modifica ed avviamo la simulazione. Ora vedrete lampeggiare il LED rosso che avete messo sulla breadboard.

A questo punto possiamo:

 

Una volta simulato il circuito possiamo, volendo, procedere alla realizzazione pratica, scaricando il codice e realizzando il montaggio. Il caricamento del codice sulla scheda reale si ottiene  mediante l’IDE di Arduino.

Il nostro ambiente di simulazione, una volta giunti a questo punto,  permette anche di fare altre cose come:

Alcune videate esemplificative

Lo schema elettrico

Il circuito stampato (PCB=Print Circuit Board)

L’elenco componenti (Bill Of Materials)

Il circuito incorporato (embed) da provare

 

Possiamo concludere qui il nostro articolo. Buon divertimento

A titolo di esempio, ecco come appare  il monitor seriale con un altro progetto che invia i dati letti e calcolati sul monitor (Sensore di temperatura con LM35)

 

Sotto il codice completo non visibile nell'immagine


//Autore: Vincenzo Maida
//Termometro ambiente con LM35
//Monitoraggio dati acquisiti e variabili interne su monitor seriale
int pinLM35=A0; //pin sensore di temperatura LM35
double valoreSensore=0; //Valore letto dal sensore LM35
double tensione=0.0; //Valore di tensione corrispondente al valore letto dall'ADC
double temp=0; //Temperatura corrispondente al valore letto dall'LM35 (tensione)
int k=0;
// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {                
  //Initialize serial and wait for port to open:
  Serial.begin(9600); 
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
 
  //Legge sensore LM35
    valoreSensore=analogRead(pinLM35);
  tensione=valoreSensore*5/1023; //Valore della tensione letta in ingresso
  temp=tensione*100;//Valore di tensione convertito in temperatura
  if(k>10){
  	stampa();
    k=0;
  }
  delay(500);
  k++;
}
void stampa(){
Serial.println("Stampa acquisizioni:");  
Serial.print("Sensore LM35:");
Serial.println(valoreSensore);
Serial.print("tensione:");
Serial.println(tensione);
Serial.print("Temperatura:");
Serial.println(temp); 
Serial.println();
}