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Blynk IoT – il modo più semplice per creare progetti IoT – lezione 2

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Durante questa seconda lezione vedremo:

  • Prima configurazione di blynk.cloud
  • Creazione di un template per un’applicazione IoT per il controllo dell’accensione di un LED

Collegarsi al servizio blynk.cloud

Collegarsi all’indirizzo: https://blynk.cloud/
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Se no avete un account, clic su “Create new account”.

Il servizio gratuito limita il numero di dispositivi connessi ed alcune funzionalità, ma per realizzare il controllo della nostra serra didattica la versione gratuità è sufficiente, deciderete poi voi se sarà il caso di attivare un piano a pagamento. Le sperimentazioni che propongo sono state realizzate con un piano di abbonamento gratuito.

Accedere al servizio

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La prima operazione da eseguire è quella di creazione di un nuovo template (nuovo modello), ma attendete un istante prima di procedere

Cos’è un template?

Nella versione precedente di Blynk il progetto IoT che si realizzava era vincolato ad una specifica scheda di controllo, nella nuova interfaccia Blynk ciò cambia, viene aggiunto un livello di astrazione maggiore mediante i “template”, che permettono di disegnare un modello di applicazione IoT mediante i widget che la piattaforma ci mette a disposizione, indipendente dalle schede di controllo, dopo di che saremo noi in una fase successiva ad applicare il modello sulla tecnologia (scheda di controllo) che disponiamo.

Per chi già in passato ha utilizzato Blynk capirà che tutto ciò diventa estremanente comodo, in quanto possiamo disegnare più modelli di applicazione IoT e poi applicarli alla bisogna sulla specifica scheda che disponiamo, o ancora costruire un template specifico e poi applicarlo su schede di deiverso tipo, astrazione potente che vedremo durante lo svolgimento delle lezioni.

L’interfacci online può essere prsonalizzata in più parti, ma lascio a voi le personalizzazioni, nel caso lasciate richieste nei commenti o scrivetemi direttamente.

Per imparare ad utilizzare la nuova piattaforma iniziamo con un programma semplicissimo: l’accensione e lo spegnimento di un LED mediante app su smartphone e mediante interfaccia web.

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Escape Room – nuove avventure lavorative

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Qualche anno fa, in periodo pre-pandemico iniziai diverse collaborazioni per la produzione di automazioni per Escape Room in diverse città italiane, dopo di che arrivò Rai Gulp con la trasmissione RoboCode e fui coinvolto a tempo pieno nella progettazione dei campi gioco per robot didattici. In quell’occasione compresi che moltissima automazione può essere realizzata per il mondo dello spettacolo e l’intrattenimento e concentrasi in questo settore poteva essere interessante.

Qualche mese fa ho ripreso in mano i miei progetti passati e riaperto i contatti con diverse aziende ed ho iniziato nuovamente la produzione di giochi e console di controllo per Escape Room. Oltre alla produzione su richiesta sono impegnato nella produzione di giochi inventati da me e personalizzabili da parte del cliente. Nei video allegati mostro solamente degli scorci di versioni i costruzione di alcuni giochi in quanto come intuirete non posso ne dettagliare le funzionalità ne indicare il cliente e molte delle realizzazioni non posso mostrarle.

Quali tecnologie sto utilizzando? Certamente schede Arduino, ma anche qualcosa di più industriale: Siemens IOT e PLC 1200 per i sistemi più complessi.

Se siete lettori di questo blog saprete che con tecnologie diverse, indirizzate alla didattica, ho cercato di utilizzare le competenze acquisite per la produzione di giochi, per realizzare percorsi formativi per docenti della scuola elementare e media, in cui l’obiettivo era quello di mostrare come utilizzare le tecnologie didattiche per creare Escape Room didattici che che potessero coinvolgere lo studente nelle discipline STEAM facendolo navigare tra il mondo virtuale e quello reale.

Se siete interessati non esitate a contattarmi 🙂

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Open PLC – Lezione 4 – installare OpenPLC Editor e realizzare un programma in LADDER

2 Repliche

OpenPLC Editor consente di scrivere programmi PLC per il runtime OpenPLC. I programmi sono scritti secondo lo standard IEC 61131-3. L’editor è molto semplice da usare e supporta tutti e cinque i linguaggi definiti nello standard: Ladder Logic (LD), Function Block Diagram (FBD), Instruction List (IL), Structured Text (ST) e Sequential Function Chart (SFC).

Se avete scaricato la versione Windows di OpenPLC, l’editor viene installato automaticamente con OpenPLC runtime, nel caso comunque abbiate necessità di prelevare solo l’editor questo il link:

OpenPLC Editor v1.0 for Windows

Installazione Windows

Effettuate il download, scompattare il file zip, doppio clic su OpenPLC Editor.

Installazione Linux

Aprite il terminale e digitate le seguenti quattro linee di comando

sudo apt-get install git
git clone https://github.com/thiagoralves/OpenPLC_Editor
cd OpenPLC_Editor
./install.sh

Quando l’installazione termina troverete un collegamento all’applicazione dal menù delle applicazioni.

Realizziamo il primo programma

Per illustrare il funzionamento riprenderò il medesimo esempio presente sul sito di riferimento e sul medesimo circuito realizzeremo altre semplici automazioni.

Gli esempi proposti presuppongono una conoscenza di base sulla programmazione in Ladder Logic (LD).

Sono necessari:

  • OpenPLC
  • N.2 pulsanti normalmente aperti
  • N. 1 LED

Per semplicità di utilizzo per gli studenti, lavoreremo a bassa tensione, 5V cc.

Si realizzi il seguente circuito:

Osservazioni

  1. +V è la tensione positiva del vostro dispositivo, +5V per Arduino, +3,3V per Raspberry Pi e +24V per un impianto industriale.
  2. Pulsante1 e Pulsante2 sono due pulsanti, R1 and R2 sono due resistori di pull-down che possono essere scelti con valori tra 1K Ohm a 10K Ohm. Se utilizzate un PLC industriale i resistori di pull-down  sono integrati all’interno del dispositivo pertanto i pulsanti Pulsante1 e Pulsante2 possono essere collegati direttamente agli ingressi dello slave, nel nostro caso trattandosi di una scheda Arduino saranno: %IX100.0 e %IX100.1.
  3. Fate attenzione che su Raspberry Pi, i primi due ingressi (%IX0.0 e %IX0.1) sono negati direttamente nell’hardware e ciò potrebbe causare qualche confusione, quindi per mantenere le stesse funzionalità del circuito indicato sopra potete, nel LADDER, usare contatti negati, oppure più semplicemente potete utilizzare due ingressi diversi come %IX0.2 e %IX0.3.

Per realizzare un nuovo programma aprite OpenPLC Editor e fate clic su File -> Nuovo

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Open PLC – Lezione 3: Slave Arduino – configurare gli I/O

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E’ possibile utilizzare una scheda Arduino come slave per espandere gli I/O di un dispositivo hardware su cui funziona OpenPLC. Questa operazione è particolarmente utile se state lavorando con OpenPLC in esecuzione su un computer Windows o Linux, in questo modo collegando una scheda Arduino potremo aggiungere un’interfaccia fisica di gestione degli I/O del nostro PLC.

La scheda Arduino può essere utilizzata solo come dispositivo slave, pertanto è essenziale impostare un host, ovvero avere un OpenPLC Runtime installato su un computer con sistema operativo Windows o Linux, così come visto nelle lezioni precedenti. Vedremo inoltre nella successiva lezione come installare OpenPLC su un computer Raspberry Pi e su un Raspberry Pi 400 ed utilizzare la GPIO come I/O del nostro PLC.

Effettuare l’upload del Firmware su Arduino

Selezionate la versione corretta del firmware (si tratta di uno sketch Arduino che deve essere eseguito) per la scheda che possedete, scompattate e caricatela sulla scheda Arduino:

Aggiungere lo slave ad OpenPLC

Installato il firmware sulla scheda e mantenendo la scheda connessa al computer con cavo USB, avviare il OpenPLC Runtime sul vostro computer, effettuate il login con le vostre credenziali. Accedere al menù “Slave Devices” e clic su “Add new device”:

Compilare tutti i campi, evitare caratteri accentati come ad esempio: ç, é, ó, ñ, selezionare la scheda Arduino utilizzata, la porta COM viene identificata automaticamente, in ogni caso se doveste avere dei problemi vi ricordo che la porta COM a cui è connessa la scheda può essere desunta dall’IDE di Arduino oppure verificando dal vostro sistema operativo, quali sono le periferiche connesse.

Avviate il PLC facendo clic su “Start PLC”. Se all’interno della dashboard di OpnePLC vengono visualizzati messaggi di timeout, non preoccupatevi è una situazione normale, tutte le schede Arduino hanno una funzione di ripristino automatico che riavvia la scheda ogni volta che viene effettuata una nuova connessione USB, quindi una volta che OpenPLC avvia una comunicazione, il primo tentativo di inviare un messaggio alla scheda fallisce perché la scheda Arduino si sta ancora avviando dopo un ripristino. Dopo pochi millisecondi la scheda è completamente operativa, dovreste vedete i LED Tx ed Rx lampeggiare, ciò identifica il funzionamento del sistema.

Mappa dei Pin

Nelle tabelle che seguono è indicata la mappatura dei pin per le schede Arduino Uno e Arduino Mega. La mappatura si riferisce all’ultima versione di OpenPLC, la v3.
Ricordate che, per quanto riguarda le schede Arduino, gli I/O hanno una numerazione che differisce da altri hardware.

Mappatura pin Arduino UNO

input digitali Arduino Pin OpenPLC I/O
2 %IX100.0
3 %IX100.1
4 %IX100.2
5 %IX100.3
6 %IX100.4
output digitali 7 %QX100.0
8 %QX100.1
12 %QX100.2
13 %QX100.3
input analogici A0 %IW100
A1 %IW101
A2 %IW102
A3 %IW103
A4 %IW104
A5 %IW105
output analogici 9 %QW100
10 %QW101
11 %QW102

Mappatura pin Arduino MEGA

input digitali Arduino Pin OpenPLC I/O
22 %IX100.0
24 %IX100.1
26 %IX100.2
28 %IX100.3
30 %IX100.4
32 %IX100.5
34 %IX100.6
36 %IX100.7
38 %IX101.0
40 %IX101.1
42 %IX101.2
44 %IX101.3
46 %IX101.4
48 %IX101.5
50 %IX101.6
52 %IX101.7
14 %IX102.0
15 %IX102.1
16 %IX102.2
17 %IX102.3
18 %IX102.4
19 %IX102.5
20 %IX102.6
21 %IX102.7
output digitali 23 %QX100.0
25 %QX100.1
27 %QX100.2
29 %QX100.3
31 %QX100.4
33 %QX100.5
35 %QX100.6
37 %QX100.7
39 %QX101.0
41 %QX101.1
43 %QX101.2
45 %QX101.3
47 %QX101.4
49 %QX101.5
51 %QX101.6
53 %QX101.7
input analogici A0 %IW100
A1 %IW101
A2 %IW102
A3 %IW103
A4 %IW104
A5 %IW105
A6 %IW106
A7 %IW107
A8 %IW109
A9 %IW109
A10 %IW110
A11 %IW111
A12 %IW112
A13 %IW113
A14 %IW114
A15 %IW115
output analogici 2 %QW100
3 %QW101
4 %QW102
5 %QW103
6 %QW104
7 %QW105
8 %QW106
9 %QW107
10 %QW108
11 %QW109
12 %QW110
13 %QW111

Buon Making (di automazione) a tutti 🙂

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Open PLC – Lezione 2: installare il software su Linux

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L’installazione di OpenPLC è possibile anche su sistemi operativi Linux, così come indicato nella sezione specifica del sito di riferimento l’operazione è estremamente rapida.

Il modo migliore per installare OpenPLC sul vostro computer Linux è utilizzando Git che su molte distribuzioni Linux risulta già installato, nel caso in cui non lo fosse, è possibile installarlo da terminale.

Se operate con un sistema Ubuntu aprite il pannello delle applicazioni e cercate Terminale:

Digitate sul terminale il comando che segue

sudo apt-get install git

Vi verrà richiesto di inserire la vostra password

Bisogna confermare l’installazione, S per continuare

A questo punto digitate a terminale i seguenti tre comandi

git clone https://github.com/thiagoralves/OpenPLC_v3.git
cd OpenPLC_v3
./install.sh linux

Il risultato dell’azione dei tre comandi sopra indicati è il seguente:

Il processo di installazione potrebbe richiedere parecchio tempo, su alcuni computer anche 1 ora, pazientate ed attendete che il processo giunga al termine. Alla fine dell’installazione il computer sarà riavviato.
Se il riavvio non viene eseguito automaticamente procedete voi manualmente a riavviare il computer. Le modalità per il riavvio sono diverse, da interfaccia grafica, oppure in maniera più semplice da terminale.

Il reboot da interfaccia grafica viene eseguito nel modo indicato di seguito:

Il reboot da terminale avviene digitando il seguente comando:

reboot

il riavvio immediato di un PC Linux può avvenire anche utilizzando il comando shutdown in una delle due modalità indicate di seguito:

shutdown -r now
shutdown -r +0

A questo punto l’avvio di OpenPLC segue le stesse modalità viste nella lezione 1, aprite un browser e digitate:

localhost:8080

Comparirà l’interfaccia di login:

La username di default è: openplc e la password di default è: openplc.

A questo punto seguite le medesime indicazioni di cambio password che trovate al fondo della Lezione 1.

Buon Making (di automazione) a tutti 🙂

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