L’alfabeto del PLC – PLC Siemens 1200 – Lezione 1

(ultima modifica: 06.04.2021)

Così come feci diversi anni fa con Arduino con l’Alfabeto di Arduino, voglio iniziare una nuova avventura con i PLC iniziando a condividere con voi i molti appunti che negli anni ho prodotto sull’uso dei del PLC, nello specifico PLC Siemens 1200 e Siemens LOGO8! Per entrambi ne mostrerò passo passo l’utilizzo allegandone esercizi e sperimentazioni. Come sicuramente saprete le dotazioni per un laboratorio di Automazione scolastico richiedono investimenti importanti, pertanto per far si che questi appunti siano fruibili da tutti tenderò a svolgere esercizi e spiegazioni che potranno essere svolti da chiunque senza avere grandi dotazioni tecnologiche e quindi mantenendo contenute le spese. Suggerirò kit specifici o elementi che potranno essere autocostruiti in qualsiasi laboratorio di meccanica ed elettronica dell’ITIS. Questi appunti subiranno sicuramente modifiche e correzioni che potranno essere svolte anche in fase successiva alla scrittura del documento, pertanto per rendere più evidente l’aggiornamento della lezione aggiungerò in testa al documento la data che mostra l’ultima modifica effettuata. Queste lezioni sono derivate dalle sperimentazioni mie e dei miei studenti, basandosi sulla vasta documentazione messa disposizione da Siemens, documentazione che è stata rivista e sintetizzata e resa compatibile con i percorsi didattici svolti negli istituti tecnici ad indirizzo elettronico e automazione che devono essere inseriti all’interno dei programmi di Sistemi e TPSEE. Troverete una vasta disponibilità di corsi e libri fatti molto bene, soprattutto i Webinar svolti da Siemens, molto spesso però sono corsi pensati per professionisti o insegnanti che io stesso ho seguito, sono svolti da professionisti del settore molto preparati in cui però molto spesso non viene tenuto in conto l’approccio didattico che bisogna avere con ragazzi delle scuole superiori, pertanto è indispensabile una rimodulazione dei contenuti per poi poterli presentare adeguatamente. Sicuramente se state iniziando questo percorso di studio, indispensabile partire dai numerosi Webinar di Siemens SCE Italia, da cui sicuramente potrete imparare moltissimo. Gli appunti che scriverò avranno la struttura di un manuale che potrete ovviamente migliorare, espandere e condividere. Se siete lettori di questo blog, avrete sicuramente notato che  preferisco il testo scritto al video, un po’ perché riesco ad essere più celere nella sistemazione degli appunti che realizzo per i miei studenti ed un po’ perché il testo scritto mi aiuta a pensare e migliorare l’azione didattica in presenza. Come sempre non posso assicurare una periodicità costante, perché in primis dovrò pensare alle lezioni a scuola e costruire slide ed esercizi per gli studenti, ma sicuramente produrrò lezioni più lunghe e strutturate che pubblicherò su queste pagine. Le lezioni possono essere seguite da chiunque, non saranno necessarie competenze elevate di informatica ed elettronica, dove necessario integrerò con semplici spiegazioni. Chiedendovi grande pazienza e comprensione per eventuali sviste e correzioni, vi auguro buona lettura 🙂

Cos’è un PLC e perché viene utilizzato
Cosa significa PLC?

PLC è la sigla di Programmable Logic Controller (controllore a logica programmabile). Questo termine descrive un dispositivo che comanda un processo (ad es. una macchina per la stampa di giornali, un impianto per il riempimento di sacchi di cemento, una pressa per pezzi stampati in plastica ecc… ).

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Conosciamo BBC micro:bit V2

E’ ormai da qualche mese disponibile sul mercato la versione 2 di BBC micro:bit e mi ero ripromesso di fare una breve recensione indicandone le differenze rispetto alla prima versione. Approfitto di questo breve periodo di pausa per indicare le nuove funzionalità in modo che siano note anche ai corsisti che stanno seguendo in queste settimane il mio corso sulla didattica laboratoriale. Ho preso a riferimento le informazioni che possono essere trovate sul sito microbit.org, trovate tutti i link in questo post.

La caratteristica più evidente di questa nuova versione è la presenza del microfono e dell’altoparlante integrati sulla scheda che permetteranno il rilevamento e la riproduzione di suoni senza la necessità di collegare un dispositivo esterno.

Interessantissima anche l’aggiunta del rilevamento tattile capacitivo sul logo disposto sulla scheda.

Aggiunta una modalità di risparmio energetico ed aumentata la potenza di calcolo.
La nuova versione del micro:bit funziona senza problemi con tutti i blocchi MakeCode e nell’ambiente di programmazione sono stati aggiunti nuovi blocchi specifici per la V2. Ciò accadrà anche nel caso in cui voi vogliate programmare in MicroPython. Quindi se avete prodotto del codice per la V1, questo funzionerà senza problemi anche con la V2.

Caratteristiche

  • Altoparlante integrato sulla scheda
  • Microfono MEMs con indicatore LED che ne indica il funzionamento
  • Logo capacitivo sensibile al tocco
  • Modalità sleep/off incorporata ciò vuol dire che la scheda può essere spenta con le batterie collegate
  • Regolatore di corrente in grado di fornire fino a 190mA di corrente ai componenti elettronici esterni collegati alla scheda

Miglioramenti

  • Connettore Edge dentellato, ciò rende più facile collegare clip a coccodrillo e filo conduttivo
  • Indicatore LED di alimentazione. Oltre all’indicatore di attività USB, un LED di alimentazione mostra se il micro: bit è acceso o spento
  • Antenna placcata oro, per identificare facilmente il componente radio/Bluetooth

Specifiche hardware
Una descrizione dettagliata sull’hardware può essere trovata al seguendo il link.

  • Target MCU, Nordic Semiconductor nRF52833 (Cortex-M4F a 64 MHz, Flash da 512 kB, RAM da 128 kB)
  • Interfaccia MCU: NXP KL27, 256 kB Flash (128 kB riservati per miglioramenti futuri), 32 kB RAM
  • Sensore di movimento: ST LSM303
  • Microfono MEMS: Knowles SPU0410LR5H-QB-7 MEMS
  • Consumo di corrente 300mA (fino a 190mA per l’elettronica collegata)

Comparazione caratteristiche tra la V1 e la V2

Fronte

Retro

Universal Editors & Universal Hex Files

Nella nuova versione del micro:bit gli utenti, in fase di programmazione con MakeCode o l’Editor Python, non dovranno in alcun modo selezionare la versione del micro:bit che dispongono, pertanto la procedura di programmazione e trasferimento resta la medesima della versione V1.
Gli ambienti di programmazione supporteranno il nuovo formato di file chiamato “universal hex” (esadecimale universale) che può essere eseguito su tutte versioni di micro:bit.
L’evidenza che state lavorando nel formato “universal hex” è dato dal fatto che un file .hex compilato avrà una dimensione di circa 1,8 Mb invece che di circa 700 KB.
Maggiori informazioni sul sul formato “universal hex” potete trovarle seguendo il link.

IMPORTANTE

Ma cosa accadrà ai vostri vecchi file .hex creati per la versione V1 se trasferiti sulla nuova versione V2?
I programmi così trasferiti non funzioneranno, il micro:bit visualizzerà un errore di compatibilità, ad es. 029. Dovrete aggiornare i file trascinandoli e rilasciandoli nell’editor del software in cui sono stati creati. Quindi prendete il vostro file .hex importatelo nell’editor e scaricatelo nuovamente, trasferitelo sul microbit V2 e tutto funzionerà, lo stesso file convertito funzionerà anche sulla versione V1.

Come utilizzare le nuove funzionalità?

L’altoparlante funziona nello stesso modo in cui ci si aspetterebbe quando si collegano le cuffie o un altoparlante esterno al micro:bit. Per impostazione predefinita, l’uscita audio sarà sia sull’altoparlante che sul connettore Edge.

Per quanto riguarda il microfono troverete un set di blocchi aggiuntivi in MakeCode e nuove funzioni in MicroPython da utilizzare.
La funzionalità touch sul logo funziona allo stesso modo della versione V1.

Il microfono avrà un set aggiuntivo di blocchi in MakeCode e oggetti in MicroPython, in modo da poter monitorare e rispondere al suono. Il tocco del logo è implementato nello stesso modo in cui si tocca un pin sul connettore Edge, ritroverete ad esempio in MakeCode nella sezione input la sottosezione: micro:bit (V2) in cui sarà disponibile anche l’istruzione “on logo”, ciò accade anche in MicroPython con funzioni specifiche.

Si noti che il logo è un sensore capacitivo, mentre per impostazione predefinita i pin 1, 2 e 3 sul connettore Edge sono di tipo resistivo.
Per accedere solo alle funzionalità della versione V2 (ad es. Per emettere il suono solo sull’altoparlante e non sul connettore Edge), sarà necessario aggiungere del codice specifico ai programmi.

Le funzioni Microfono e Logo touch si trovano nel menu Input, mentre le funzioni dell’altoparlante si trovano nel menu music.

Nuove istruzioni MakeCode

IDE di programmazione: Editor MakeCode

Microfono

Suono/altoparlante

Logo touch e pin mode

Nuove istruzioni – Python

IDE di programmazione: Editor Python

Buon Coding a tutti 🙂

BBC micro:bit – funzioni

Sto svolgendo in questi giorni il corso sulla didattica laboratoriale e nelle giornata di ieri ho svolto un approfondimento sull’uso delle funzioni con il MakeCode editor di micro:bit che rendo pubblico su questo sito.

NOTA. Gli esempi in questo post hanno il solo scopo di mostrare l’utilizzo delle funzioni (chiamata di una funzione, passaggio per valore, restituzione di un valore da una funzione, ecc…) e non quello di risolvere un specifico problema, pertanto gli esempi potrebbero essere realizzati in modalità sicuramente più efficiente.

Le funzioni con BBC micro:bit

Una funzione consente di creare una porzione di codice che possiamo riutilizzare più volte nel nostro programma, quindi invece di copiare lo stesso codice in molte sezioni del programma, possiamo semplicemente utilizzare un unico blocco funzione da utilizzare all’interno del nostro codice tutte le volte che ci necessita.

Una funzione è definita dal suo nome e dal corpo della funzione che ospita tutte le istruzioni.

La funzione ha un nome univoco e non può essere costituita da parole staccate tra loro. E’ utile assegnare alle funzioni nomi che specificano cosa fa la funzione, ad esempio “calcoloVolume”, “calcoloArea”, “distanzaOstacolo”, “impostaLed”, “displayOn”. Si consiglia inoltre di adottare una notazione camel case (testo a cammello), ovvero scrivere parole composte o frasi, come il nome di funzioni, unendo tutte le parole tra loro, ma lasciando le loro iniziali con lettera maiuscola, in questo modo viene meglio decodificato da un essere umano il significato del nome composto. E’ buona regola adottare una strategia di questo genere anche per il nome delle variabili.
La prima lettera della frase può essere maiuscola o minuscola, tendenzialmente si preferisce usare la lettera minuscola.

Il corpo della funzione è il codice all’interno del blocco funzione, quello che viene chiamato body.

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Prove tecniche per la realizzazione di un sismografo con Arduino

Recentemente ho realizzato una breve lezione sull’uso del sensore piezoelettrico con Arduino e durante le prossime lezioni di sistemi elettronici, per le classi 3′, vedremo come sfruttare questo sensore per la realizzazione di un semplice sismografo per la rilevazione delle oscillazioni del pavimento dei corridoi della scuola, durante l’attività aggiungeremo la regolazione della sensibilità e la visualizzazione del grafico delle oscillazioni su un display oled, il passo successivo sarà quello di realizzare un sismografo con un pendolo.

Anteprima dell’attività di laboratorio:

Buon Making a tutti 🙂

Convegno: Metodologie didattiche innovative Making Robotica e Dobotica Educative

Nella giornata di domani, 30 Marzo, dalle 9.30 alle 17.00 parteciperò alla: Giornata di studio per la scuola sui temi del Making, della Domotica e della Robotica Educative.
Rappresenterò il mio istituto, l’ITIS G.B. Pininfarina di Moncalieri e il FutureLabs di Moncalieri. Il mio intervento previsto dalle 10,30 alle 11,00, avrà come titolo: “Didattica e IOT: l’intelligenza delle cose”, parlerò di making a scuola e “del futuro prossimo venturo” della didattica laboratoriale dal mio punto di vista. L’evento, in diretta streaming su YouTube vuole essere anche il momento per l’inaugurazione della rete nazionale: Robot School che ha tra i suoi obiettivi:

…creare, promuovere e sostenere, tramite l’attuazione delle misure previste dal PNSD, un sistema sinergico tra scuola, agenzie educative, enti, associazioni e tutti gli attori della comunità educante, diretto a favorire la più ampia diffusione dei processi di innovazione digitale e di didattica innovativa condividendo i principi e gli obiettivi dell’innovazione metodologico-didattica e digitale e ricercando costantemente l’incontro e la collaborazione con altre istituzioni scolastiche presenti su tutto il territorio nazionale, al fine di creare sempre maggiori sinergie e moltiplicare l’impatto della sperimentazione…

Rete capofila della rete: Liceo Scientifico “Leonardo da Vinci” Floridia (SR).

Programma della giornata:

    • 9.30 – 10.00  Saluti istituzionali – relatori on. Lucia Azzolina (ex Ministro Pubblica Istruzione), dott. S. Suraniti  (Direttore – USR Sicilia) , dott. N. Neri Serneri (Dirigente AT Siracusa)
    • 10.00 – 10-30 Presentazione del progetto – relatori prof. M. Pisani (Dirigente Scolastico Liceo L. Da Vinci ), prof.ssa V. Martorino (referente Progetto Robot School)
    • 10.30- 11.00  Didattica e IOT : l’intelligenza delle cose –relatore prof. Maffucci (Future Lab Pininfarina di Torino)
    • 11.00 -11.30  “ Innovazioni tra Making ed IoT  ” – relatore prof.  F. Piana (vincitore Premio Scuola Digitale)
    • 11.30-12.00  “La tecnologia nello spazio : prospettive e scenari futuri – relatore ing.  Farina (Microgravity Research Center – Brussels)
    • 12.00-12.30 – Saluti del dirigente del Future Lab di Gallarate – prof. G. Martino
    • STEM : Tinkering, IoT e Robotica Educativa” – Proposte formative e buone pratiche dal FutureLab – relatori prof. M. Sabella, V. Belloni (Future Lab di Gallarate)
    • 12.30-13.00 -“Spazio Domande e Contributi”
    • 13:00 – 14:30 Pausa
    • 14.30 – 15.00 Strategie e processi di ragionamento durante la programmazione robotica: riflessioni teoriche ed empiriche”relatori Edoardo Datteri e Gilda Bozzi – (Università Milano Bicocca- coordinatore del Laboratorio di Robotica per le Scienze Cognitive e Sociali)
    • 15.00- 15.30 Pepper recita Dante – Buone pratiche nella robotica umanoide  – relatore prof R. Delle Monache (Future Lab Volta – Pescara)
    • 15:30 -16.30 Workshop Immersivo: “Umanoidi e Disabilità”, relatori dott. G. Pioggia , dott.ssa Flavia Marino (CNR Messina, Istituto Marino)
    • 16.30-17.00 -“Spazio Domande e Contributi”