Nota: TUTTI i prodotti OSOYOO per Arduino sono schede di terze parti completamente compatibili con Arduino.
Che cos’è Arduino?
Arduino è fondamentalmente una piattaforma open source di archetipi elettronici per ingegneri elettronici, hobbisti, progettisti o chiunque sia interessato a creare progetti elettronici interattivi. È una piattaforma flessibile e basata su un software e su sistemi hardware facili da usare. Arduino è composto da un microcontrollore e da un software o ambiente di sviluppo integrato (IDE) che gira su computer portatili o computer, utilizzato per scrivere e caricare codici o programmi sulla scheda fisica.
Le schede Arduino sono in grado di leggere gli input (luce, prossimità o qualità dell’aria su un sensore, oppure un messaggio SMS o Twitter) e di trasformarli in output (attivazione di un motore, accensione di una luce, pubblicazione di contenuti online o attivazione di eventi esterni). Potete dire alla vostra scheda cosa fare scrivendo del codice e caricandolo sul microcontrollore che la contiene, utilizzando il linguaggio di programmazione Arduino (basato su Wiring) e il Arduino Software (IDE), basato su Processing.
Nel corso degli anni Arduino ha alimentato migliaia di progetti. Arduino ha riunito una comunità in cui principianti ed esperti di tutto il mondo condividono idee, conoscenze e la loro esperienza collettiva. Sono migliaia i maker, gli studenti, gli artisti, i designer, i programmatori, i ricercatori, i professionisti e gli hobbisti di tutto il mondo che utilizzano Arduino per l’apprendimento, la prototipazione e la produzione di lavori professionali finiti.
Arduino è nato all’Interaction Design Institute Ivrea IDII dal progetto Wiring come strumento semplice per la prototipazione veloce, rivolto a studenti senza un background in elettronica e programmazione. L’obiettivo principale di entrambi i progetti è quello di rendere più semplice il processo di lavoro con la tecnologia e l’elettronica. La scheda Arduino si è evoluta per adattarsi alle nuove esigenze, dalle semplici schede a 8 bit ai prodotti pronti per le applicazioni IoT. Tutte le schede Arduino sono completamente open-source, consentendo agli utenti di costruirle in modo indipendente e di adattarle alle loro esigenze specifiche. Il software è open-source e cresce grazie ai contributi degli sviluppatori e della comunità Arduino di tutto il mondo.
Ci sono stati molti progetti simili, ma nessuno ha avuto il successo di Arduino, grazie alla facilità d’uso del software e all’economicità dell’hardware. Il software Arduino è facile da usare per i principianti, ma abbastanza flessibile per le esigenze degli utenti avanzati. Funziona su Mac, Windows e Linux.
Perché scegliere Arduino?
Oggi sono disponibili sul mercato molti tipi diversi di microcontrollori. Perché scegliere Arduino? È una domanda importante… Di seguito sono riportati alcuni punti che spiegano perché scegliere Arduino.
A differenza di altre schede di circuiti programmabili o di microcontrollori, Arduino non richiede un hardware o un programmatore separato per caricare il codice sulla scheda, al posto del quale è sufficiente un cavo USB.
Inoltre, l’IDE di Arduino utilizza una sorta di C++ semplificato, per cui è possibile imparare facilmente le sezioni di programmazione.
Arduino supporta un fattore di forma standard.
Lavorare con Arduino non richiede alcuna esperienza precedente.
Per i dilettanti, Arduino offre una piattaforma meravigliosa per le loro idee progettuali.
Poco costoso rispetto a schede simili.
Semplicità di Arduino rispetto ad altri.
È una piattaforma open source. Quindi chiunque può modificare e costruire la propria scheda Arduino.
Arduino è basato sui microcontrollori ATMEGA168 e ATMEGA8 di Atmel.
Gli esperti possono facilmente apportare miglioramenti ed estensioni alla scheda Arduino.
Tipi di Arduino
Arduino ha molte schede, a partire da Arduino UNO di base fino ad Arduino mega, ArduinoFio, lily pad e così via.
Cosa c’è dentro Arduino / Cosa c’è sulla scheda?
Chip principale / Microcontrollore
L’oggetto nero con tutte le gambe metalliche è un IC, o Circuito Integrato (13). Consideratelo il cervello di Arduino. Il circuito integrato principale di Arduino è leggermente diverso a seconda del tipo di scheda, ma di solito appartiene alla linea di circuiti integrati ATmega dell’azienda ATMEL. Questo può essere importante, in quanto potrebbe essere necessario conoscere il tipo di circuito integrato (insieme al tipo di scheda) prima di caricare un nuovo programma dal software Arduino. Queste informazioni si trovano solitamente scritte sul lato superiore del circuito integrato. Se volete saperne di più sulle differenze tra i vari circuiti integrati, leggere le schede tecniche è spesso una buona idea.
<h3″>Alimentazione (USB / Jack)
Ogni scheda Arduino deve essere collegata a una fonte di alimentazione. Arduino UNO può essere alimentato da un cavo USB proveniente dal computer o da un alimentatore a muro terminato con un jack.
La connessione USB è anche il modo per caricare il codice sulla scheda Arduino. Per ulteriori informazioni su come programmare con Arduino, consultare il nostro tutorial Installing and Programming Arduino
NOTA: NON utilizzare un’alimentazione superiore a 20 Volt per non sovraccaricare (e quindi distruggere) Arduino. La tensione consigliata per la maggior parte dei modelli Arduino è compresa tra 6 e 12 Volt.
Alimentazione a bordo
Arduino è stato progettato per i principianti, pertanto è dotato di alcuni circuiti di protezione e regolazione che gli consentono di utilizzare qualsiasi alimentazione. In particolare, è presente un diodo di protezione della polarità (per evitare di distruggere la scheda se si dispone di un adattatore a punta negativa). Dispone inoltre di un circuito integrato da 5 V
Jack e interfaccia USB
Jack USB
Come abbiamo detto all’inizio, è così che si collega Arduino al computer. È possibile utilizzare qualsiasi computer con una porta USB. È necessario un cavo per il collegamento! Questo cavo è solitamente incluso nella confezione di Osoyoo.
Chip interfaccia USB
Ok, avete collegato il vostro Arduino a un computer con un cavo USB. Ma forse vi sorprenderà sapere che il chip del processore principale (ATmega328) non può parlare “USB”. Può invece parlare un linguaggio di interfaccia chiamato “seriale”. La seriale è un’interfaccia molto più semplice e molto più vecchia. (Quindi, come si fa a collegare un chip che non parla USB a una porta USB? Semplice, basta un chip traduttore di interfaccia USB-seriale. Proprio come un traduttore umano, è in grado di comprendere e parlare entrambe le lingue e di tradurle senza problemi.
Esistono molti chip traduttori diversi, alcuni numeri di parte comuni sono FTDI FT232, FTDI FT231X, CP2102 o CP2104, PL2303, CH430 e probabilmente una dozzina di altri. Sono tutti quasi identici, ma alcuni richiedono driver diversi per il sistema operativo.
LED Arduino
Allo stesso modo, Arduino ha quattro LED: L, RX, TX e ON
LED ACCESO
Questo LED è verde quando Arduino è alimentato. Controllate sempre questo LED se Arduino non si comporta bene; se sfarfalla o è spento, dovete controllare l’alimentazione.
LED RX e TX
Sono come i LED di ‘invio’ e ‘ricezione’ del modem via cavo. Lampeggiano ogni volta che vengono inviate informazioni da o verso Arduino attraverso la connessione USB.
Il LED TX si accende in giallo ogni volta che i dati vengono inviati da Arduino alla porta USB del computer.
Il LED RX si accende in giallo ogni volta che vengono inviati dati ad Arduino dalla porta USB del computer.
LED L
È l’unico LED che è possibile controllare. I LED ON, RX e TX si accendono tutti automaticamente. Il LED L, invece, è collegato al chip principale di Arduino e può essere acceso o spento quando si inizia a scrivere il codice.
Per riferimento futuro, L è collegato al pin digitale #13.
Testata di alimentazione
- Vin –È collegato all’ingresso di alimentazione dalla presa CC, quindi varia da 7 V a 12 V CC, a seconda di ciò che è collegato alla presa CC. Se la presa CC non è alimentata, fornirà i 5 V dalla connessione USB. Fornisce quanto può l’alimentatore CC.
- GND – Sono due, e costituiscono la connessione di massa comune per tutta l’alimentazione e i dati.
5V – È l’alimentazione pulita e regolata a 5V su cui funziona Arduino, fornita dalla presa DC (se collegata) o dalla connessione USB (se la DC non è collegata). Fornisce un assorbimento di corrente fino a circa 500 mA.
- 3.3V -Si tratta di un’alimentazione pulita e regolata a 3,3 V; a volte è necessaria esattamente questa tensione per alcuni sensori. Fornisce un assorbimento di corrente fino a circa 100 mA.
- Reset – Si tratta dello stesso pin collegato al pulsante di reset
- IOref – Utilizzato dagli shield per conoscere la tensione dell’IO. È possibile ignorare questo pin.
- Unnamed pin – Riservato per un uso futuro, non collegarsi ad esso!
Intestazioni dei pin digitali
I due pin contrassegnati da 0 (RX) e 1 (TX) sono i due pin seriali utilizzati per inviare dati da e verso Arduino al chip traduttore USB-Seriale.
Non collegate nulla ai digitali 0 o 1 a meno che non siate super sicuri, perché ciò influenzerà la capacità di Arduino di comunicare!
I pin digitali da 2 a 12 sono normali pin digitali di tutti i giorni.
Pin PWM: Nella scheda, c’è un segno ~ vicino ad alcuni dei pin – 3, 5, 6, 9, 10 (pin digitali) e 11 su Arduino UNO. In realtà questi pin sono normali pin digitali, ma possono essere utilizzati anche per la modulazione di larghezza di impulso (PWM).
Il pin digitale 13 è un po’ speciale perché è anche collegato al LED L. È possibile utilizzare questo pin senza influenzare Arduino, ma occorre tenere presente che il LED L lampeggerà contemporaneamente.
E qualche spillone in più:
- A alimentazione di riserva GND Pin di terra
- AREF – Pin di riferimento analogico. Utilizzato per la lettura avanzata dei sensori analogici (lo scoprirete più avanti).
- Due pin non etichettati (le etichette sono sul fondo). Si tratta dei pin SDA e SCL, utilizzati per il collegamento di sensori di tipo I2C. Sono collegati all’interno della scheda a A5 e A4. Si consiglia di non utilizzarli a meno che non si disponga di un sensore I2C.
Intestazioni dei pin analogici
Shh! È un segreto, ma quei 6 pin di ingresso analogici? Possono essere utilizzati anche come pin di ingresso/uscita digitale, sono davvero i pin più versatili!
Ogni pin analogico può leggere una tensione compresa tra 0 e 5 V (la stessa tensione utilizzata per alimentare Arduino).
Una volta acquisite competenze analogiche avanzate, è possibile collegare il pin ARef a una tensione diversa, ad esempio 3,3 V, e indirizzare Arduino a utilizzare Aref come tensione massima, ottenendo così una maggiore precisione. Ma di questo ci occuperemo un altro giorno.
Non collegate una tensione superiore a 5 V ai pin di ingresso analogici o potreste danneggiarli!
Fusibile USB
Il piccolo fusibile USB è un componente utilizzato per proteggere Arduino e il computer. Collegando ogni sorta di cavo ad Arduino, è possibile che si verifichi un cortocircuito accidentale. Per mantenere al sicuro l’elettronica, questo fusibile ripristinabile si apre, proprio come gli interruttori di casa.
Pulsante di reset
Proprio come il Nintendo originale, Arduino ha un pulsante di reset (10). Premendolo, si collega temporaneamente il pin di reset alla massa e si riavvia qualsiasi codice caricato su Arduino. Questo può essere molto utile se il codice non si ripete, ma si desidera testarlo più volte. A differenza del Nintendo originale, tuttavia, soffiare su Arduino di solito non risolve alcun problema.
Pin (5V, 3,3V, GND, analogico, digitale, PWM, AREF)
I pin di Arduino sono i punti in cui si collegano i fili per costruire un circuito (probabilmente in combinazione con una breadboard e del wire. Di solito sono dotati di “intestazioni” di plastica nera che consentono di collegare un filo direttamente alla scheda. Arduino dispone di diversi tipi di pin, ciascuno dei quali è etichettato sulla scheda e utilizzato per funzioni diverse.
- GND (3): Abbreviazione di ‘Ground’. Su Arduino sono presenti diversi pin GND, ognuno dei quali può essere utilizzato per mettere a terra il circuito.
- 5V (4) & 3.3V (5): Come si può intuire, il pin da 5 V fornisce un’alimentazione di 5 volt, mentre il pin da 3,3 V fornisce un’alimentazione di 3,3 volt. La maggior parte dei componenti semplici utilizzati con Arduino funzionano tranquillamente a 5 o 3,3 volt.
- Analog (6): L’area di pin sotto l’etichetta “Analog In” (da A0 a A5 sull’UNO) sono pin Analog In. Questi pin possono leggere il segnale di un sensore analogico (come un temperature sensor) e convertirlo in un valore digitale leggibile.
- Digital (7): Di fronte ai pin analogici si trovano i pin digitali (da 0 a 13 sull’UNO). Questi pin possono essere utilizzati sia per l’ingresso digitale (ad esempio per sapere se un pulsante è stato premuto) sia per l’uscita digitale (ad esempio per alimentare un LED).
- PWM (8):Avrete notato la tilde (~) accanto ad alcuni dei pin digitali (3, 5, 6, 9, 10 e 11 sull’UNO). Questi pin funzionano come normali pin digitali, ma possono anche essere utilizzati per una funzione chiamata PWM (Pulse-Width Modulation). Abbiamo a tutorial on PWM, ma per il momento pensate a questi pin come se fossero in grado di simulare un’uscita analogica (come l’accensione e lo spegnimento di un LED).
- AREF (9): Sta per Riferimento analogico. Nella maggior parte dei casi si può lasciare questo pin da solo. A volte viene utilizzato per impostare una tensione di riferimento esterna (tra 0 e 5 Volt) come limite superiore per i pin di ingresso analogici.
Che cos’è l’IDE Arduino?
Arduino è uno strumento di programmazione open-source e facile da usare per scrivere codice e caricarlo sulla scheda. Viene spesso indicato come il Arduino IDE (Integrated Development Environment). Il software Arduino (IDE) è facile da usare per i principianti, ma abbastanza flessibile per gli utenti avanzati.
