Questi sono i miei gioielli: Arduino

Questo post è stato pubblicato anche in spagnolo.
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Vi presento un altro dei miei gioielli: Arduino.

Questa piccola scheda programmabile è nata all'Interaction Design Institute di Ivrea, in Italia, dalla mente di Massimo Banzi, per far sì che gli studenti potessero facilmente realizzare i loro prototipi senza avere alte conoscenze elettroniche e ad un prezzo per loro accessibile.
La scuola era sull’orlo del fallimento e la fabbricazione e la vendita di questa piccola placca agli studenti contribuì a prevenirne la chiusura.
Contribuirono al progetto anche lo studente spagnolo David Cuartielles e il colombiano Hernando Barragán il quale aveva già sviluppato la scheda Wiring, basata su Processing del MIT, entrambi progetti per designer e artisti.

Si può dire che Arduino è uno dei pezzi che ha contribuito maggiormente allo sviluppo del movimento maker, dell'elettronica DIY e dell'hardware open source, aprendo un mondo di possibilità e avvicinandoci alla terza rivoluzione industriale.

Curiosità
Il nome deriva dal Bar Re Arduino a Ivrea, frequentato da Massimo Banzi.

Si tratta semplicemente di una piccola scheda alla quale possono essere collegati sensori, motori, attuatori e periferiche per raccogliere informazioni dall'ambiente e, in funzione di questi dati, eseguire determinate azioni, come l'attivare un motore, l'accendere una luce o la visualizzare un messaggio sullo schermo.

Con semplici condizionali if-then-else, se-allora-altrimenti, e la combinazione di diversi componenti le possibilità sono infinite, aperte alle nostre necessità e creatività.

Sapreste riconosce l'originale tra queste?

Non intendo dire che ci sia qualcuna pirata, trattandosi di hardware open source.

Per programmare la nostra scheda possiamo usare il software Arduino IDE o software di programmazione visuale come Scratch per Arduino, S4A o Visualino.

Ad esempio, con un motore e un sensore di distanza, potremmo riutilizzare una vecchia automobiluccia giocattolo e un aspirapolvere portatile e trasformarlo in uno intelligente che aspira casa da solo.

Se trovi un ostacolo
allora gira di x gradi,
altrimenti avanza.

In futuro potremmo aggiungere un modulo bluetooth per controllarlo con il nostro smartphone o un GPS per ottimizzare i percorsi.
Un vantaggio di questi progetti è che sono facilmente scalabili.

Un sensore di umidità del suolo, una valvola e una pompa d'acqua e abbiamo un sistema d'irrigazione automatico intelligente.

Se l'umidità del suolo è inferiore a x
allora apri la valvola,
altrimenti chiudila.

Potremmo anche aggiungere sensori di temperatura, umidità esterna, luce, pH, una videocamera, modulo Wi-Fi e avere una foto o un prezioso time-lapse delle nostre piante e pubblicarli automaticamente sul nostro Steemit, ad esempio.
Letteralmente un farmer bot, con contenuti originali e forse un piccolo valore.

Sono solo una principiante, sto sperimentando con i vari componenti, i codici di programmazione e le librerie e questi due, per il momento, sono nella lista dei miei primi progetti personalizzati (principalmente per necessità: non mi piace spazzare casa e spesso dimentico di annaffiare le piante).
Il farmer bot è un'espansione che mi è appena venuta in mente scrivendo questo post.

Arduino Uno con sensore analogico di temperatura

ESP8266 con sensore di umidità e temperatura

Esistono diversi modelli di Arduino, tra i più comuni:

Arduino Uno, di piccole dimensioni, si adatta a piccoli progetti;
Arduino Nano, la più utilizzata, si adatta alla maggior parte dei progetti;
Arduino Mega, ha più pins, si adatta a progetti avanzati.

Essendo una scheda open source, sono nate diverse modifiche come quella utilizzata dalla mia stampante 3D o questa scheda ESP8266 che ha il modulo WIFI integrato.

Numerosi sono anche i progetti che si possono trovare su Internet, che spesso hanno una licenza Creative Common e possono essere copiati e modificati adattandoli facilmente alle nostre esigenze.

Come sito di riferimento internazionale abbiamo Instructables, Progetti Arduino
in italiano e numerosi video tutorial e progetti su YouTube, tra cui quello di Paolo Aliverti.

Una breve descrizione dei principali componenti che possono essere integrati nei nostri circuiti basati su Arduino.

Sensori

Sono dispositivi in grado di variare alcune delle loro proprietà a seconda del valore di alcuni parametri dell'ambiente esterno.
Un esempio di un sensore noto è il termometro di mercurio.
Il volume di questo metallo è più sensibile di altri alla temperatura e se misuriamo la sua variazione possiamo estrapolare informazioni sulla temperatura esterna.

Attuatori

Ci consentono di attuare, eseguire azioni nell'ambiente sfruttando generalmente la trasformazione dell'energia in movimento (motori, valvole, relè), suono (altoparlanti), luce (LED).

Vari motori

Relé, bottoni e interruttori

Luci Led

Periferiche

Abbiamo molte periferiche che possiamo connettere ad Arduino per inserire, acquisire o visualizzare dati.

Schermo
Matrice led
Telecomandi
Videocamera (quello nellafoto è un buzzer, un altavoce)

Altri sensori e attuatori

Shield

Sono schede che integrano circuiti aggiuntivi che ci consentono di espandere le funzionalità della nostra Arduino, evitando dover collegare i vari componenti con una protoboard e facilitando ulteriormente la realizzazione di progetti.
Possono essere insetite e appilate sulla nostra scheda.

Arduino Sensor Shield

Arduino Prototipe Shield

Funduino, Joystick Shield

A coloro che vogliono iniziarsi in questo favoloso mondo, consiglio di acquistare uno starter kit, che viene fornito con i componenti principali necessari per provare progetti semplici.
Non c'è modo migliore di imparare che iniziare con piccoli progetti per comprenderne il potenziale fin dall'inizio.

Consiglio di comprare qualche cavo in più

Possiamo anche imparare senza disporre di una scheda fisica e di uno starter kit, utilizzando la sezione Circuiti del sito Web Tinkercad, possiamo selezionare la nostra scheda e i nostri componenti e testare i nostri circuiti e codici.

L'uso di Arduino si sta diffondendo anche nel campo dell'istruzione, da quella per bambini all'istruzione superiore.
Ci sono molte risorse per gli educatori disponibili su Internet.
Il suo basso costo, l'uso nell'apprendimento basato su progetti, l'applicazione a varie discipline, la rendono uno strumento molto utile per le discipline STEAM.

Mi piace includere l'A di Art tra Science, Technology, Engineering, Math, scienza, tecnologia, ingegneria, matematica, nonostante non lo abbia visto citato nei contenuti stem qui su Steemit, e ne abbia visto alcuno con qualche downvote per abuso del tag stem.
Cosa opinate?

Nello stesso sito web ufficiale di Arduino viene citato l'acronimo STEAM e gli scienziati e gli artisti del futuro.

Un chiaro esempio è E-TRACES, un progetto realizzato con Lilypad, una scheda Arduino progettata per essere integrata nei tessuti in cui i circuiti sono cuciti con filo conduttivo.
E-Trace è una scarpetta da balletto che incorpora una scheda Lilypad e sensori che traduce i movimenti in tratti disegnati su uno schermo.
Video E-Traces, memoria della danza su Vimeo