Scrivo questo breve post in risposta ad una mail di una collega, insegnante di scuola media, che qualche ora fa mi chiedeva dettagli in merito all’alimentazione di sensori a 5V controllati con micro:bit, sensori che molto spesso vengono utilizzati anche con Arduino.
Laura: “Ciao Michele, ho seguito i tuoi precedenti corsi di robotica e seguirò il prossimo sul laboratori green. Ho notato che durante le lezioni hai utilizzato un cavo USB tipo A maschio da cui prendevi l’alimentazione che giungeva da un pacco batterie. Ho visto che i due cavi rosso e nero erano due jumper maschi che collegavi alla breadboard e da questa fornivi tensione all’elettronica che ci hai mostrato. Non posseggo un saldatore e non potrei farlo usare a scuola ai ragazzi, puoi indicarmi un’alternativa per fare la medesima cosa con oggetti di basso costo?”
Certamente sì le alternative sono diverse. Potreste utilizzare un alimentatore esterno, oppure in alternativa la soluzione che mi sento di consigliare, perché richiede solamente una forbice o una spelafili, fa uso dei morsetti Wago a due vie, in questo caso sono sufficienti due connettori. Questa tipologia di connettori consente, mediante un contatto a molla, di serrare insieme due fili.
Quindi un contatto a due vie costituisce un unico nodo, è come se torcessero insieme due fili per connetterli insieme. In alternativa ai Wago potreste utilizzare dei semplici morsetti a coccodrillo, però questi necessitano l’uso di un cacciavite di piccole dimensioni che non è il caso di usare con gli studenti più piccoli.
I connettori Wago possono essere acquistati su molti store online, oppure in qualsiasi negozio di forniture elettriche o brico.
Esistono morsetti vago a più vie, questi permettono di connettere insieme più fili, di seguito un’immagine della confezione che ho acquistato su Amazon in cui sono presenti morseti da: 2, 3, 4, 5 contatti
Come sapete micro:bit è in grado di fornire una tensione di alimentazione massima di 3,3V appena sufficiente per alimentare sensori connessi al micro:bit. Possiamo quindi utilizzare una fonte esterna, come ad esempio un alimentatore per la ricarica del cellulare ho un hub USB. Ricordo che da un punto di vista elettrico bisogna sempre mettere in comune le masse dei vari dispositivi e connettere il positivo di ogni dispositivo al potenziale positivo di funzionamento di ciascuno.
Per realizzare il cavo di alimentazione è essenziale procurarsi due jumper Maschio-Maschio, di seguito la procedura passo passo per ottenere il cavo.
Il sensore digitale digitale DHT11 consente di rilevare la temperatura e l’umidità relativa dell’ambiente. E’ un sensore economico molto utilizzato a livello didattico, viene impiegato con diversi tipi di microcontrollori e su questo sito trovate informazioni di utilizzo con Arduino. In questo post vedremo un primo utilizzo del sensore con BBC micro:bit e durante le lezioni del mio prossimo corso sui laboratori Green, ne approfondiremo l’utilizzo implementando specifiche funzioni: lettura remota della temperatura e dell’umidità da parte di un secondo micro:bit, avviare una ventola di raffreddamento in funzione della temperatura e umidità presente in una serra e molto altro. Continua a leggere→
Condivido con tutti voi uno dei progetti che ho mostrato durante l’ultimo mio corso sulla realizzazione di robot a basso costo: RobotArm:bit, un piccolo braccio robot controllato da BBC micro:bit che può essere stampato in 3D oppure realizzato in cartone. Il robot è pensato per l’utilizzo con allievi della primaria e della secondaria di primo grado.
Il piccolo braccio robot è costituito da 3 servomotori ed il loro controllo può essere effettuato in diversi modi, utilizzando ad esempio una scheda :move della Kitronik, oppure direttamente con micro:bit ed una batteria da 6V per alimentare i servomotori e il micro:bit, soluzione adottata in questa guida. Si tanga in conto che la soluzione che mostro in questo post prevede la modifica di un cavo micro usb da cui vengono prelevati i cavi positivo e negativo che vengono poi connessi sulla breadboard, in questo modo riusciremo ad alimentare tutta l’elettronica usata.
Il circuito di collegamento è molto semplice, i pin di controllo dei servomotori vengono connessi ai pin: 0, 1, 2 del micro:bit.
Per la costruzione della struttura seguire il video che segue. Tutti gli elementi in cartone sono stati incollati utilizzando della colla a caldo. Una goccia di colla è stata utilizzata per serrare gli alberi di rotazione dei servo alle varie parti del robot.
Nel video allegato i dettagli per la realizzazione della versione in cartone.
Codice di esempio
In allegato il codice di esempio per il controllo del braccio robot, i corsisti riceveranno ulteriori materiali.
In occasione del corso: creare un kit di robotica educativa a basso costo – 3′ edizione rendo pubblico il progetto del “Ciao Ciao Box” un dispositivo che è stato realizzato con BBC micro:bit V2 pensato per allievi della scuola elementare e media. Come annunciato recentemente sui vari social sto sviluppando una versione su cui sarà possibile bloccare magneticamente, con viti o con mattoncini Lego altri oggetti o scatole interattive programmabili.
Come potete intuire questo tipo di interazione potrà avvenire anche con altri Microcontrollori, ma la semplicità di programmazione di micro:bit rende la realizzazione di questo scatola interattiva interessante con gli studenti più giovani.
Ma come realizzare questo tipo di oggetto?
Innanzitutto l’interazione che mostro in questa lezione è tra due box con bandiera, il cui movimento è realizzato da un piccolo servomotore SG90 ed un terzo box che ha l’unico scopo di emettere un suono che sarà diverso in funzione del box trasmittente.
Quindi 3 box con le seguenti funzionalità:
box 1 emettitore suono. Emette suoni diversi in funzione del box che muove la bandiera
box 2 invio messaggio “muovi bandiera” al box 3 e nel contempo può ricevere il messaggio “muovi bandiera” dal box 3
box 3 invio messaggio “muovi bandiera” al box 2 e nel contempo può ricevere il messaggio “muovi bandiera” dal box 2
Perché usare il box 1 per emettere un suono?
Intuitivamente si potrebbe si potrebbe essere portati a pensare che questa funzionalità poteva essere riprodotta dal box 2 e dal box 3, ma ciò non è possibile.
La gestione del servomotore e nel contempo dell’emissione del suono non può essere fatta contemporaneamente in quanto il comportamento dei due dispositivi elettronici non risponde ai comandi impartiti dalla programmazione. Dal puntosi vista tecnico è presente un unico timer che gestisce il ciclo di funzionamento e il timer può essere usato o dal servomotore o dal buzzer non da entrambi.
Per evitare il comportamento anomalo viene demandata l’emissione del suono al box 1.
Il progetto pertanto potrebbe essere realizzato con un micro:bit V2 dotato di buzzer e due microbit V1 a cui demandiamo il controllo dei servomotori.
Ovviamente se disponete di soli micro:bit V1 potrete connettere un buzzer esterno al micro:bit inserito nel box 1, per questa operazione fate riferimento alle schede di progetto condivise su questo sito.
Struttura del box
Si tratta di un cubo 10×10 cm. La realizzazione dei box può essere fatta con qualsiasi materiale: cartone, compensato, foam. Potreste anche riciclare scatole di alimenti: latte, pasta, sale ecc…
Per chi desidera realizzare le medesime scatole che vedete nell’immagine introduttiva di questa lezione condivido il file pdf che potrà essere utilizzato per tagliare a laser tutte le facce del cubo in cui troverete gli inserti per i pulsanti e i servomotori.
Per chi invece non può utilizzare una macchina a taglio laser condivido il file pdf delle facce del cubo su cui poi voi dovrete realizzare i fori per l’inserimento dei pulsanti e dei servomotori.
Materiali utilizzati
Tutti i materiali potete trovarli su qualsiasi store online e la quasi totalità di quelli in eleco li trovate su Amazon.
Compensato spessore 3 mm (se costruite i box in compensato)
Pulsanti 6 colori 12×24 mm
Servomotori SG90 (0°-180°)
Edge Connector Breakout Board per micro:bit
Jumper corti maschio/maschio (fili da usare per la breadboard)
mini breadboard da 170 punti
Contenitore 4 batterie AA da 1,5 V con interruttore
Fogli di cartone ondulato formato A4 da 4 mm di spessore
Viti M3 12 mm e dadi M3
Collegamenti
Box 1
Si suppone in questo circuito l’utilizzo di un micro:bit V2
Box 2
Box 3
Come potete notare i circuiti per il box 2 e 3 differiscono solamente per il pin a cui connettiamo il pulsante.
E’ essenziale notare due cose:
il micro:bit e il servomotore sono alimentati da due batterie diverse, il micro:bit a 3V mentre il servomotore con un pacco batterie da 6V. Il positivo del servomotore va solamente collegato al pacco batterie da 6V
Le masse dei due pacchi batterie sono comuni, si noti il collegamento a massa del micro:bit sulla breadboard e quello del servomotore al pacco batterie.
E’ possibile evitare il pacco batterie da 3V, ma per questa operazione è necessario effettuare una modifica al cavo micro USB utilizzato per connettere il micro:bit al computer, ma demando questa spiegazione ad una prossima lezione.
Per i colleghi che seguono il mio corso darò ulteriori dettagli tecnici e alternative di progettazione.
Programmazione
All’interno del codice condiviso troverete alcune indicazioni sul funzionamento, essenziale porre estrema attenzione al codice dei Box 2 e 3 in cui nel blocco “on start” ho abilitato le resistenze di pull-up sui pin 2 e 8 del micro:bit, questa operazione eviterà di utilizzare due resistori esterni di pull-up connessi al pulsante.
In questa sperimentazione, per i box 2 e 3 ho utilizzato un solo pulsante, lascio a voi le modifiche del circuito e la programmazione per abilitare il funzionamento del secondo pulsante.
Consiglio, per i box 2 e 3 di effettuare il trasferimento del codice sul micro:bit senza connettere il micro:bit all’edge connector, una volta effettuato il trasferimento del programma, scollegatelo dal computer ed inseritelo all’interno dell’edge connector.
Programmazione box1
Programmazione box 2 e 3
Maggiori dettagli su collegamenti e funzionalità da aggiungere durante il corso in presenza.
Come segnalato recentemente sul gruppo BBC micro:bit Italy per chi possiede micro:bit V2 ricordo che esistono due versioni di firmware per questa scheda. Le versioni possono essere rilevate sulla scheda come da immagine allegata. I due firmware sono differenti perché a causa dei noti problemi di approvigionamento dei componenti elettronici a livello globale, sono due le tipologie di chip che sono stati utilizzati negli scorsi mesi sulla scheda che gestiscono la comunicazione USB, pertanto sono due le versioni di firmware. Quindi nel caso in futuro desiderate aggiornare ad un nuovo firmware verificate il numero della versione che si può installare sulla vostra scheda. A livello di utilizzo e di funzionalità delle vostre applicazioni non cambia nulla. Il numero non indica un livello di performance, ma solo il tipo di firmware che si può installare.
Vi allego il link con tutti i riferimenti per approfondire:
