Nota: TUTTI i prodotti OSOYOO per Arduino sono schede di terze parti completamente compatibili con Arduino.
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Indice
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- Che cos’è Arduino?
- Perché scegliere Arduino?
- Tipi di Arduino
- Cosa c’è dentro Arduino / Cosa si trova sulla scheda?
- Che cos’è l’IDE Arduino?
Che cos’è Arduino?
Arduino è una piattaforma open source per la prototipazione elettronica, progettata per ingegneri, hobbyisti, designer e chiunque voglia creare progetti elettronici interattivi. È una piattaforma flessibile basata su hardware e software facili da usare. Arduino abbina un microcontrollore a un ambiente di sviluppo integrato (IDE) che funziona su laptop o computer, rendendo semplice scrivere e caricare programmi sulla scheda fisica.
Le schede Arduino possono leggere input — luce, prossimità o qualità dell’aria da un sensore, oppure messaggi da internet — e trasformarli in output: attivare un motore, accendere una luce o innescare eventi esterni. Si dice alla scheda cosa fare scrivendo del codice e caricandolo sul microcontrollore tramite il linguaggio di programmazione Arduino (basato su Wiring) e il software Arduino (IDE), a sua volta basato su Processing.
Nel corso degli anni, Arduino ha alimentato migliaia di progetti e ha riunito una comunità mondiale dove principianti ed esperti condividono idee, conoscenze ed esperienze. Maker, studenti, artisti, designer, programmatori, ricercatori, professionisti e hobbyisti di tutto il mondo utilizzano Arduino per imparare, prototipare e realizzare lavori professionali finiti.
Arduino è nato all’Interaction Design Institute Ivrea (IDII) dal progetto Wiring come strumento semplice per la prototipazione rapida, pensato per studenti senza una formazione in elettronica o programmazione. L’obiettivo era rendere la tecnologia e l’elettronica più accessibili a tutti. La scheda Arduino si è evoluta dalle semplici schede a 8 bit fino a prodotti pronti per le applicazioni IoT. Tutte le schede Arduino sono completamente open source, permettendo agli utenti di costruirle autonomamente e adattarle alle proprie esigenze. Anche il software è open source e continua a crescere grazie ai contributi degli sviluppatori e della comunità Arduino mondiale.
Molti progetti simili sono stati tentati, ma nessuno ha avuto il successo di Arduino — grazie alla semplicità del software e all’accessibilità economica dell’hardware. Il software Arduino è facile da usare per i principianti e sufficientemente flessibile per gli utenti avanzati. Funziona su Mac, Windows e Linux.
Perché scegliere Arduino?
Oggi sul mercato esistono molti microcontrollori — perché allora scegliere Arduino? Ecco alcuni buoni motivi:
- A differenza di altre schede programmabili, Arduino non richiede hardware separato o un programmatore per caricare il codice — basta un cavo USB.
- L’IDE Arduino utilizza una forma semplificata del C++, rendendo l’apprendimento della programmazione accessibile.
- Arduino supporta un fattore di forma standard.
- Non è richiesta alcuna esperienza precedente in elettronica.
- Arduino offre agli hobbyisti un’ottima piattaforma per dare vita alle proprie idee progettuali.
- Economico rispetto a schede simili.
- Più semplice da usare rispetto alla maggior parte delle piattaforme concorrenti.
- È una piattaforma open source — chiunque può modificare e costruire la propria scheda compatibile con Arduino.
- Arduino è basato sui microcontrollori ATmega168 e ATmega8 di Atmel.
- Gli utenti avanzati possono facilmente estendere e migliorare la scheda Arduino per i propri progetti.
Tipi di Arduino
Arduino offre molte varianti di schede, dall’Arduino UNO di base fino all’Arduino Mega, Arduino Fio, LilyPad e molte altre.
Cosa c’è dentro Arduino / Cosa si trova sulla scheda?
Non è necessario capire questa sezione completamente adesso! Scorri rapidamente
e torna a leggerla quando vorrai approfondire la comprensione dell'hardware.
Chip principale / Microcontrollore
Il componente nero con tutte le gambe metalliche è un CI (Circuito Integrato) (13). Pensatelo come il cervello dell’Arduino. Il CI principale varia leggermente in base al tipo di scheda, ma appartiene solitamente alla linea ATmega di ATMEL. Questo è importante perché potrebbe essere necessario conoscere il tipo di CI (insieme al tipo di scheda) prima di caricare un nuovo programma dal software Arduino. Queste informazioni si trovano generalmente scritte sulla parte superiore del CI. Per saperne di più sulle differenze tra i vari CI, consultare le schede tecniche è un buon punto di partenza.
Alimentazione (USB / Jack cilindrico)
Ogni scheda Arduino ha bisogno di una fonte di alimentazione. L’Arduino UNO può essere alimentato tramite un cavo USB collegato al computer, oppure tramite un alimentatore da parete con connettore jack cilindrico.
La connessione USB è anche il modo in cui si carica il codice sulla scheda Arduino. Per ulteriori informazioni sulla programmazione con Arduino, consulta il nostro tutorial Installare e programmare Arduino.
NOTA: NON usare un’alimentazione superiore a 20 V — si rischia di sovraccaricare (e probabilmente distruggere) l’Arduino. La tensione consigliata per la maggior parte dei modelli Arduino è compresa tra 6 e 12 V.
Alimentazione integrata
L’Arduino è progettato pensando ai principianti e include circuiti di protezione e regolazione che gli consentono di funzionare con un’ampia gamma di alimentatori. In particolare è presente un diodo di protezione dalla polarità inversa (per proteggere la scheda in caso di collegamento errato di un adattatore a polo negativo). È inoltre dotato di un regolatore di tensione 5 V integrato.
Porta USB & Interfaccia
Porta USB
È così che si collega l’Arduino al computer. Qualsiasi computer con una porta USB funziona. Sarà necessario un cavo USB — di solito incluso nel kit OSOYOO.
Chip dell’interfaccia USB
Quando si collega l’Arduino al computer tramite USB, si potrebbe essere sorpresi di scoprire che il processore principale (ATmega328) non può comunicare direttamente via USB. Utilizza invece un protocollo più semplice chiamato “Seriale”. Come si collega allora un chip che parla Seriale a una porta USB? Tramite un chip traduttore USB-a-Seriale. Proprio come un interprete umano, comprende entrambi i linguaggi e traduce tra essi in modo trasparente.
Esistono molti chip traduttori diversi. I numeri di parte comuni includono FTDI FT232, FTDI FT231X, CP2102 o CP2104, PL2303 e CH340, tra gli altri. Sono tutti praticamente identici, ma alcuni richiedono driver diversi a seconda del sistema operativo.
LED Arduino
L’Arduino ha quattro LED: L, RX, TX e ON.
LED ON
Questo LED si illumina di verde ogni volta che l’Arduino è alimentato. Se lampeggia o è spento, controllare l’alimentazione.
LED RX e TX
Funzionano come gli indicatori di invio e ricezione di un modem via cavo. Lampeggiano ogni volta che vengono inviate o ricevute informazioni dall’Arduino tramite la connessione USB.
Il LED TX si illumina di giallo quando i dati vengono inviati dall’Arduino al computer via USB.
Il LED RX si illumina di giallo quando i dati vengono inviati dal computer all’Arduino via USB.
LED L
Questo è l’unico LED che puoi controllare direttamente nel tuo codice. I LED ON, RX e TX si illuminano automaticamente. Il LED L è collegato al chip principale dell’Arduino e può essere acceso o spento nel proprio sketch.
Per riferimento futuro, L è collegato al pin digitale n°13.
Connettore di alimentazione
- Vin — Collegato all’ingresso di alimentazione del jack CC, fornisce da 7 a 12 VCC in base all’alimentatore collegato. Se il jack CC non è alimentato, fornisce i 5 V dalla connessione USB.
- GND — Ci sono due pin GND qui; entrambi servono come connessione di massa comune per alimentazione e dati.
- 5V — L’alimentazione pulita e regolata a 5 V su cui funziona l’Arduino, fornita dal jack CC o da USB. Eroga fino a circa 500 mA.
- 3,3V — Un’alimentazione pulita e regolata a 3,3 V, richiesta da alcuni sensori. Eroga fino a circa 100 mA.
- Reset — Lo stesso pin collegato al pulsante di reset.
- IOref — Usato dagli shield per identificare il livello di tensione IO. Si può ignorare questo pin per ora.
- Pin senza nome — Riservato per uso futuro. Non collegare nulla.
Pin digitali
I due pin 0 (RX) e 1 (TX) sono i pin Seriale utilizzati per inviare dati tra l’Arduino e il chip traduttore USB-Seriale.
Non collegare nulla ai pin digitali 0 o 1 a meno di essere sicuri — influirebbe sulla capacità di comunicazione dell’Arduino!
- I pin digitali da 2 a 12 sono pin digitali I/O standard.
- Pin PWM: I pin contrassegnati con il simbolo ~ — 3, 5, 6, 9, 10 e 11 sull’UNO — sono pin digitali normali che possono essere utilizzati anche per la modulazione di larghezza di impulso (PWM).
- Il pin digitale 13 è speciale perché è anche collegato al LED L. Si può usare questo pin normalmente, ma il LED L lampeggerà contemporaneamente.
Alcuni pin aggiuntivi:
- Un pin di massa GND aggiuntivo.
- AREF — Pin di Riferimento Analogico. Usato per letture avanzate di sensori analogici (lo imparerai più avanti).
- Due pin non etichettati (le etichette sono sul retro della scheda). Sono i pin SDA e SCL per il collegamento di sensori I2C. Sono collegati internamente ad A4 e A5. Si sconsiglia di usarli a meno di avere un sensore I2C.
Pin analogici
Questi 6 pin di ingresso analogico possono essere usati anche come pin digitali I/O — sono i pin più versatili della scheda!
Ogni pin analogico può leggere una tensione compresa tra 0 e 5 V (la stessa tensione utilizzata per alimentare l’Arduino).
Una volta acquisite competenze analogiche avanzate, si può collegare il pin ARef a una tensione diversa (come 3,3 V) per ottenere letture più precise. Lo vedremo in una lezione futura.
Non collegare una tensione superiore a 5 V ai pin di ingresso analogico — potresti danneggiarli!
Fusibile USB
Il fusibile USB protegge l’Arduino e il computer. Poiché si collegano vari cavi, esiste il rischio di cortocircuitare accidentalmente l’alimentazione. Questo fusibile ripristinabile funziona come gli interruttori automatici di casa — si apre in caso di sovracorrente e si ripristina automaticamente.
Pulsante di reset
L’Arduino ha un pulsante di reset (10). Premendolo si collega temporaneamente il pin di reset alla massa e si riavvia qualsiasi codice caricato sull’Arduino. È utile quando il codice viene eseguito una sola volta e si vuole testarlo di nuovo.
Pin (5V, 3,3V, GND, Analogico, Digitale, PWM, AREF)
I pin dell’Arduino sono i punti dove si collegano i fili per costruire un circuito (tipicamente con una breadboard e del filo). Hanno generalmente intestazioni in plastica nera che permettono di inserire direttamente i fili nella scheda. L’Arduino dispone di diversi tipi di pin, ciascuno etichettato sulla scheda.
- GND (3): Abbreviazione di Ground (massa). Ci sono diversi pin GND sull’Arduino; ognuno può essere usato per mettere a terra il circuito.
- 5V (4) & 3,3V (5): Il pin 5V eroga 5 volt e il pin 3,3V eroga 3,3 volt. La maggior parte dei componenti semplici per Arduino funziona a 5 V o 3,3 V.
- Analogico (6): I pin sotto l’etichetta “Analog In” (da A0 a A5 sull’UNO) sono pin di ingresso analogico. Possono leggere segnali da sensori analogici (come un sensore di temperatura) e convertirli in valori digitali.
- Digitale (7): I pin digitali (da 0 a 13 sull’UNO) possono essere usati sia per l’ingresso digitale (rilevare la pressione di un pulsante) sia per l’uscita digitale (alimentare un LED).
- PWM (8): I pin con una tilde (~) — 3, 5, 6, 9, 10 e 11 sull’UNO — funzionano come normali pin digitali ma possono anche eseguire la modulazione di larghezza di impulso (PWM). Consulta il nostro tutorial PWM per maggiori dettagli.
- AREF (9): Sta per Riferimento Analogico. Di solito non viene usato, ma può essere utilizzato per impostare una tensione di riferimento esterna (0–5 V) come limite superiore per i pin di ingresso analogico.
Che cos’è l’IDE Arduino?
Arduino offre uno strumento di programmazione open source e facile da usare per scrivere codice e caricarlo sulla scheda — l’IDE Arduino (Ambiente di Sviluppo Integrato). Il software Arduino (IDE) è facile da usare per i principianti, ma sufficientemente flessibile per gli utenti avanzati.
