Archivi categoria: i miei allievi

Studenti che sperimentano – macchina telecomandata tramite WiFi con Arduino

Sono estremamente contento quando da una lezione nascono idee e progetti portati avanti autonomamente dagli studenti e questo il caso del mio allievo di 4′, Fabio Del Rosso che attualmente sta seguendo con molto interesse il mio corso su Arduino. L’idea di Fabio è quella di sviluppare un sistema per pilotare da computer, mediante connessione WiFi modellini di automobili controllati da una scheda Arduino.
Oggi a lezione mi ha mostrato l’interfaccia realizzata in C che interagisce con Arduino e ne sono rimasto favorevolmente colpito.
Vi allego il breve filmato che mostra i primi esperimenti e per maggiori informazioni sul codice e relative domande vi invito a consultare il suo sito personale da poco on-line.

Complimenti Fabio!

Arduino: dimensionare la resistenza serie di protezione per un diodo led

6 Repliche

Durante le esercitazioni di laboratorio con Arduino, giustamente alcuni studenti mi hanno fatto notare che negli esempio introdotti, in serie al diodo LED non ho inserito nessuna resistenza di protezione.
Giustissima osservazione, tenete conto però che l’inserimento del diodo LED è stato fatto sul pin 13 su cui è già predisposta su scheda una resistenza serie di 1 K Ohm è quindi non è necessaria nessuna resistenza aggiuntiva, ma in ogni caso è importante fare alcune precisazioni.
Se l’inserimento viene fatto su altri pin, diversi dal 13, è necessario inserire una resistenza di protezione che riduce la caduta di tensione sul LED, non inserendo una resistenza il diodo potrebbe bruciarsi. Per chi ha notato che il diodo, se collegato ad altro pin diverso dal 13, continua a funzionare regolarmente, ciò dipende dal fatto che l’accensione è stata limitata per un brevissimo tempo e in generale i diodi da 5mm di diametro che utilizziamo in laboratorio sono molto resistenti, in ogni caso l’assenza della resistenza di protezione riduce drasticamente il tempo di vita del LED.

A questo punto mi trovo costretto a richiamare alcune brevi nozioni sul dimensionamento della resistenza serie per un diodo LED che deve essere fatta anche tenendo conto del colore che si sta utilizzando.

La corrente di esercizio per pilotare un diodo LED oscilla tra i 15 e i 20 mA.

La caduta di tensione ai capi del LED varia in funzione del colore:

colore rosso: 1,8 V
colore giallo: 1,9 V
colore verde: 2,0 V
colore arancio: 2,0 V
colore blu: 3,0 V
colore bianco: 3,0 V

Per calcolare la resistenza R serie bisogna utilizzare la seguente formula:

R = (Vpin – V)/I

dove R e la resistenza da inserirte, Vpin la tensione nella situazione di valore logico “1” (+5V), V la caduta di tensione ai capi del diodo LED, I la corrente.

Facciamo un esempio pratico:

supponiamo di utilizzare un diodo LED rosso;
la tensione sui pin digitali quando siamo nella condizione di “ALTO” (oppure 1 o in altro modo ON) è pari a circa +5V
la corrente di esercizio del led è di circa 20 mA

Il valore della resistenza serie sarà:

R = (5 – 1,8)/0,02 = 160 Ohm

160 Ohm non è un valore commerciale, il primo valore disponibile è 180 Ohm e il successivo è 220 Ohm.

Noterete in ogni caso che per valori superiori fino ad 1 KOhm il diodo LED funziona senza alcun problema, ovviamente per valori più elevati di resistenza il diodo avrà una luminosità inferiore.

In allegato circuito disegnato sulla lavagna a lezione:

Realizziamo un organo elettronico giocattolo

Lascia una risposta

Per i miei allievi di 3′

Nell’ultima esperienza di laboratorio ho introdotto l’uso dell’integrato 555 in configurazione astabile, di seguito vi riassumo velocemente ci� che abbiamo detto a lezione tralasciando i passaggi matematici gi� spiegati, tenete in conto che il 555 sar� anche argomento di 4′ e quindi avremo modo di approfondire e sperimentare ancor di pi�.

Il circuito dell’organo elettronico giocattolo � il seguente:

Lista componenti:

R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R₅ = R₆ = 1K?
R₇ = 10 K?
C₁ = 100 nF
C₂ = 10 nF
C₃ = 10 ?F
Alt = Altoparlante da 8 ?
IC = 555
da P₁ a P₆pulsanti

Come detto il suo funzionamento � basato su questo schema:

fig. 1

in cui il gruppo di resistenze e pulsanti � sostituito dalla resistenza R_b.

La resistenza che permette la regolazione della temporizzazione � divisa in due parti: R_a ed�R_b ed il piedino 7 �� connesso al punto di giunzione tra R_a ed R_b.
Quando la tensione del condensatore C₁ raggiunge i 2/3 di V_cc il condensatore C₁ incomincia a scaricarsi verso massa attraverso la resistenza R_b.
Quando la tensione su C₁ si porta ad 1/3 di V_cc riparte un nuovo ciclo di carica e l’uscita sul piedino 3 va al valore “alto” (a +V_cc)
Il condensatore C₁ si carica e scarica periodicamente tra 2/3 V_cc e 1/3 V_cc (fig. 2) come conseguenza l’uscita varia tra 0 e +V_cc

fig. 2

L’uscita (piedino 3) sar� “alta” durante la parte di carica del ciclo, intervallo t₁, secondo la seguente relazione:

L’uscita sar� “bassa” durante la parte di scarica, intervallo t₂, secondo la relazione:

Il periodo totale sar� la somma dell’intervallo di carica e di quello di scarica:

La frequenza di uscita sar� quindi:

Vi ricordo che il duty cycle (ciclo di lavoro) indicato con la lettera D � il rapporto tra l’intervallo di tempo in cui il segnale � “alto” (in un ciclo) e la durata dell’intero ciclo:

Nel circuito dell’organo il trimmer R7 viene utilizzata per cambiare della stessa quantit� i suoni generati premendo i pulsanti, ogni volta che viene premuto un pulsante, ad R7 si sommeranno le resistenze a monte del pulsante premuto (cambia la Rb nel circuito di fig. 2) e ci� far� variare la frequenza di uscita e quindi il suono generato.

Di seguito trovate i disegni del circuito su breadboard realizzati con Fritzing ed il video del prototipo che trovate in laboratorio.

Visione d’insieme:

Ingrandimento sezione 555:

Ingrandimento sezione tastiera:

Filmato:

Pillole di tecnologia didattica: trucchi e segreti per utilizzare Google a scuola – puntata 2

Lascia una risposta

Nella lezione di oggi del corso di alternanza scuola lavoro, concluderemo il discorso incominciato la scorsa settimana sull’uso efficace dei motori di ricerca.
Come avete compreso da tempo il web è un “mare in tempesta”, l’ordine è inesistente e la lista dei saperi dovete costruirla ogni volta. Google possiede una sintassi che vi permette di impostare al meglio le vostre ricerche e di seguito potete trovare gli operatori che più spesso vengono usati.

intitle: trova tutte le pagine che hanno nel titolo la parola che si sta cercando.

Attenzione!
Non devono essere presenti spazi tra i due punti e la parola cercata, inoltre poiché Google non è case-sensitive, non ha importanza scrivere in maiuscolo o minuscolo.

trova le pagine con la parola “robotica” nel titolo

allintitle: trova tutte le pagine che contengono nel titolo tutte le parole specificate.

trova le pagine con “robotics”, “lego” e “nxt” nel titolo.

Attenzione!
è importante lasciare uno spazio tra le parole.

inurl: trova tutte le pagine che hanno nella URL la parola cercata

trova solo le pagine con la parola “robotics” nell’indirizzo.

allinurl: trova tutte le pagine che hanno nella URL tutte le parole specificate

trova solo le pagine nel cui titolo sono presenti tutte le parole: “robot”, “electronics” e “arduino”

intext: restituisce le pagine che hanno nel testo la parola specificata

allintext: trova tutte le pagine che hanno nel testo le parole specificate

Sempre con l’operatore allintext vediamo come trovare tutte le tracce d’esame di maturità degli anni passati in modo che possiate esercitarvi.

Se ricordate nella precedente lezione vi ho parlato del metacarattere “*” con cui possiamo sostituire una parola completa (con due “*” sostituiamo due parole con tre “*” tre parole e così via) utile quando si conosce solo una porzione della frase che si vuole cercare.

Allora un modo per trovare tutte le tracce di maturità è:

link: restituisce tutte le pagine web che contengono collegamenti al sito specificato.

inanchor: restituisce tutte le pagine web che contengono negli anchor dei link la parola specificata

site: restituisce tutte le pagine web che contengono la parola cercata, ma limitatamente al dominio specificato

cerca nel dominio .com la parola robotica

cerca nel dominio .it le parole lego e nxt

Con “site:” è possibile inoltre effettuare una ricerca ad uno specifico indirizzo:

trova tutte le pagine sul mio sito personale in cui è presente la parola “sostegno“.

cache: restituisce la pagina web che Google ha indicizzato è memorizzato nella propria cache. Questo comando è utile quando la pagina web non è più presente on-line:

Esempio:
cache:www.nomesito.dominio/nomedellapagina.html

related: la ricerca restituisce pagine simili o affini alla pagina cercata

info: vengono fornite informazioni aggiuntive rispetto al link specificato

Operatori di inclusione ed esclusione

L’operatore di inclusione: “+” e di esclusione “-” servono per includere od escludere dalla ricerca o una determinata espressione o combinazione di espressioni:

viene ricercato la parola “nxt” escludendo dalla ricerca il sito “lego.com”

Come abbiamo visto nella precedente lezione è possibile usare le virgolette (detto anche operatore di specificità) che vi consentirà di trovare una determinata sequenza di parole nell’ordine desiderato.

Così facendo associandolo all’operatore di esclusione potete eseguire la seguente ricerca:

trova le pagine nel cui testo è presente la sequenza esatta: “lego mindstorms nxt” escludendo il sito lego.com

E’ possibile utilizzare nella nostra ricerca gli operatori booleani: AND, OR, NOT (devono essere scritti in maiuscolo) che possono essere usati con tutti gli altri operatori visti.

Supponete di voler sapere immediatamente se sono disponibili biglietti per il Tour di Vasco Rossi nel 2011, allora potreste inserire nel campo di ricerca la seguente stringa che utilizza l’operatore logico AND:

e se poi volete anche sapere se Vasco sarà a Torino allora:

Un altro esempio interessante è la ricerca di informazioni in un determinato periodo di tempo all’interno di un sito.
Tra qualche mese molti insegnanti avranno la necessità di avere informazioni precise sull’utilizzo del programma “Conchiglia”, il software adottato dal MIUR per la gestione degli esami di maturità; potrebbe essere interessante avere tutte le informazioni disponibili sul sito del MIUR tra l’anno 2009 e 2011, allora la chiave di ricerca potrebbe essere:

Operatore ~

L’operatore “~” (tilde) trova i sinonimi della parola che segue il simbolo “~” ed è estremamente utile, provate ad esempio ad impostare la seguente chiave di ricerca:

noterete che le pagine che vengono resituite contengono sinonimi della parola aiuto: tutorial, guide, faq.

Un esempio utile per gli studenti potrebbe essere:

che resitituisce tutte le pagine in cui vi è la parola “help” e suoi sinonimi e con la presenza della parola “maturità“.

Ora come ogni fine lezione la sorpresina 🙂 un pretesto interessante per ulteriori esperimenti.

Quando a lezione vi dicevo: “per cercare qualsiasi cosa Google è più che sufficiente”, intendevo proprio questo, non sono necessari altri programmi, basta un browser e la vostra abilità nell’usare gli operatori.

Alcuni di voi come al solito maliziosamente mi hanno chiesto nella lezione precedente come cercare musica e filmati con Google senza usare programmi pear to pear, io questo non ve lo spiego anche perché è illegale, ma il bravo sistemista deve conoscere questi “trucchi” di ricerca per proteggere i propri server e quindi vi darò un cenno su cosa potrebbe capitare se non si prendono le dovute precauzioni e siccome ormai sapete cercare su internet siete in grado di procedere da soli e trovare tutto ciò che vi serve.

Usi diversi dell’operatore intitle

L’operatore intitle, come detto precedentemente, trova tutte le pagine che hanno nel titolo la parola che si sta cercando ovvero quella compresa tra <title> </ title>.

È possibile utilizzare intitle per cercare alcune cose interessanti che altrimenti non riuscireste a trovare in altro modo. Ad esempio, alcuni webmaster dimenticano di proteggere le loro cartelle dall’indicizzazione di Google, alcuni fanno questo per convenienza (per condividere i file con i propri ospiti), altri più semplicemente dimenticano di farlo.

Provate a vedere cosa succede se inserite nel campo di ricerca:

intitle:index.of

Viene restituita una lista di pagine che hanno come titolo “index of”. Ovviamente è possibile limitare la ricerca utilizzando altri operatori e parole chiave. Per esempio, è possibile utilizzare la parola chiave “server.at” per avere elenchi di directory che indicano la versione del server e l’indirizzo del sito.

Si può anche definire un determinato dominio o server utilizzando l’operatore “site: ” in questo modo:

intitle:index.of +server.at site:(inserite dominio o indirizzo del sito)

Ad esempio, la query:

intitle:index.of +server.at site:it

resitituisce elenchi di directory sotto il dominio “.it”

Mi fermo qui e lascio a voi la sperimentazione.

Buon Lavoro.

Progetto di robotica facilitata – Robot Pet Therapy – realizzazione di un PollockRobot

4 Repliche

Nell’ambito della progetto di robotica facilitata che sto sperimentando con i miei due allievi seguiti da insegnanti di sostegno, sto ottenendo buoni risultati, in solo 7 giorni ho notato miglioramenti di relazione interessanti, il confronto tra me e loro � migliorato e cosa entusiasmante propongono soluzioni e alternative alle mie indicazioni.
Il secondo sviluppo riguarda la realizzazione di un PollockRobot, in onore di Paul Jackson Pollock (pittore statunitense, considerato uno dei maggiori rappresentanti dell’Espressionismo astratto o Action Painting).
PollockRobot � un vibrobot costituito da tre gambe realizzate con pennarelli la cui vibrazione rende possibile il disegno di elementi astratti su un foglio bianco.
On-line potete trovare progetti simili a quello che sto sottoponendo ai mie due allievi, ma questo si differenzia dagli altri per il fatto che lo studente realizza moduli di controllo interscambiabili sulla stessa struttura meccanica.

Il progetto � suddiviso in 4 fasi in cui i ragazzi dovranno prima realizzare la struttura meccanica del vibrobot e poi 3 fasi in ogniuna delle quali dovranno realizzare 3 semplici circuiti elettronici che potranno essere inseriti sul vibrobot.

Fase 1: realizzazione della struttura meccanica del vibrobot

Fase 2: realizzazione dell’elettronica di controllo di un vibrobot il cui funzionamento � governato da un interruttore. Il funzionamento del circuito � anche visualizzato da un diodo led.
In questa fase l’allievo comprender� come polarizzare un diodo led

Fase 3: realizzazione dell’elettronica di controllo in cui � inserito una fotoresistenza. Le vibrazioni del robot varieranno in funzione della quantit� di luce che colpisce la fotoresistenza.
In questa fase l’allievo comprender� come funziona e come utilizzare una fotoresistenza.

Fase 4: realizzazione dell’elettronica di controllo che permetter� vi variare il senso di rotazione del motorino che permette la vibrazione e la cui velocit� sar� governata da una fotoresistenza.
In questa fase l’allievo comprender� come utilizzare l’integrato 555.

In 4 giorni abbiamo completato la fase 1 e 2 ed incominciato la fase 3.

Di seguito la spiegazione per immagini e video di questi 4 giorni.

Passo 1

Procurarsi dei vecchi cd-rom per realizzare la struttura di base del PollockRobot

Passo 2

Realizzare 3 fori come da maschera allegata sulla superficie del cd-rom. I ragazzi consigliano di utilizzare un trapano con punta da 5 mm per forare lungo le circonferenze dove andranno ad essee inseriti i pennarelli.

Passo 3

Allargate il foro centrale per consentire l’inserimento del motorino elettrico recuperato da una qualsiasi automobilina giocattolo. Incollate il motorino con colla a caldo.

Passo 4

Procuratevi dei morsetti elettrici di grosse dimensioni ed estraete l’anima interna, questa verr� utilizzata per fissare i pennarelli sul cd-rom, inoltre le viti consentiranno di variare agevolmente l’altezza del baricentro e di conseguenza anche l’intensit� di oscillazione dei pennarelli.