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Puntata 1/3 : Invio dati da micro:bit alla piattaforma IoT ThingSpeak mediante modulo WiFi esp01

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In occasione del corso gratuito STEAM: Inclusione e personalizzazione nell’insegnamento delle STEAM a cui è possibile iscriversi seguendo il link, mostrerò una serie di attività laboratoriali, tra cui anche quelle che richiedono la registrazione in tempo reale dei dati di sensori utilizzando diverse schede elettroniche, tra questi BBC miro:bit, in questo modo sarà possibile ad esempio visualizzare su grafico l’andamento dell’inquinamento atmosferico, l’umidità del terreno di una serra, l’indice UV e molto altro. L’idea è quella di mostrare, in diretta costruendo il tutto durante il corso, come realizzare un cruscotto, all’interno di una pagina web, su cui visualizzare in tempo reale il grafico delle grandezze fisiche in analisi. Questa attività specifica sarà mostrata con diverse tecnologie e in modalità diverse anche in funzione dell’ordine di scuola.

In questo tutorial suddiviso in 3 puntate che verranno pubblicate nei prossimi tre giorni, mostrerò come usare ThingSpeak, software cloud che permette di aggregare, visualizzare e analizzare flussi di dati in tempo reale nel cloud di ThingSpeak provenienti da dispositivi IoT. ThingSpeak è un servizio di MathWorks nota azienda produttrice del software matematico MATLAB.

Il servizio online può essere utilizzata in modalità gratuita e a pagamento, la versione gratuita è limitata solamente nel numero di apparati hardware che possono essere connessi e nella quantità di dati che possono essere visualizzati nel tempo sulla piattaforma, ma per un uso didattico è più che sufficiente.

In questo tutorial ne mostrerò un primo utilizzo con micro:bit, approfondendo poi durante il corso ulteriori utilizzi e sperimentazioni, applicato anche ad altre schede elettroniche.

Le 3 lezioni sono così suddivise:

  1. Registrazione al servizio
  2. Creazione del programma nel MakeCode Editor
  3. Collegare il modulo ESP01 e visualizzare i dati dei sensori

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Lista componenti per il corso: realizzare laboratori green

2 Repliche

Di seguito la lista dei componenti e degli strumenti che utilizzerò durante il corso. Tutti i materiali sono acquistabili sui maggiori store on-line. Per chi volesse utilizzare il buono docente fornirò maggiori dettagli durante il corso. Per la realizzazione di progetti più complessi saranno necessari ulteriori materiali, ma per questi preferisco dare indicazioni a lezioni.

Alcuni dei componenti in lista sono presenti in kit di base che vengono venduti per realizzare sperimentazioni con Arduino e micro:bit, inoltre sono presenti commercialmente kit specifici che permettono di svolgere alcuni esperimenti “green”, ma in queste proposte commerciali mancano alcuni componenti, ve ne darò dettaglio durante il corso.

Non ho aggiunto, vasi, barattoli trasparenti, terra, piante, nutrienti per piante, ritengo che molti di questi materiali sono già in vostro possesso, inoltre è bene che vi mostri come ho organizzato le sperimentazioni per poterle eseguire in fase preliminare in uno spazio ristretto.

Ovviamente è essenziale possedere una scheda BBC micro:bit (qualsiasi versione) e una scheda Arduino. Le sperimentazioni saranno condotte con entrambe le schede, se preferite potete utilizzare una sola tipologia di scheda.

Ovviamente bisognerà avere un minimo di strumenti: forbici da elettricista, pinze a becco stretto, cacciaviti a stella e a taglio, se possibile un multimetro digitale, cavi USB, nastro isolante. Per le sperimentazioni più impegnative potrebbe essere il caso di utilizzare un saldatore a stagno, non indispensabile però per questo corso.

Ricordo, come già segnalato, morsetti Wago o mammut per unire i cavi elettrici.

Durante la prima lezione vi mostrerò fisicamente tutti gli strumenti che utilizzerò, a cosa servono e dove acquistarli.

Se avete dubbi non esitate a a contattarmi.

Buon making a tutti.

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Arduino: Sensore resistivo di umidità del terreno

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Abbiamo visto nei precedenti post come rilevare l’umidità del terreno con micro:bit per controllare l’irrigazione di una pianta, vediamo ora una soluzione estremamente economica che può essere adottata con Arduino e che mostrerò nel dettaglio durante il mio prossimo corso sulla realizzazione dei laboratori green.

Il funzionamento del sensore di umidità del suolo è estremamente semplice.

La sonda a forma di forcella, con due conduttori esposti, agisce come un resistore variabile (come un potenziometro) la cui resistenza varia in base al contenuto di acqua nel terreno.

La resistenza è inversamente proporzionale all’umidità del suolo:

  • più acqua è presente nel terreno implica maggiore conduttività e quindi minore resistenza;
  • meno acqua è presente nel terreno implica minore conduttività e quindi maggiore resistenza.

Pertanto il sensore fornisce una tensione di uscita proporzionale alla resistenza misurata, in tal modo possiamo determinare il livello di umidità.

La sonda ha la forma di una forcella su cui sono disposte delle piste conduttive esposte. Le forcelle saranno da inserire all’interno del terreno o in qualsiasi altro elemento di cui bisogna misurare l’umidità.

La forcella viene connessa ad un modulo elettronico e quest’ultimo dovrà poi essere connesso ad Arduino. Il modulo fornirà una tensione di uscita proporzionale alla resistenza rilevata dalla sonda, questa tensione verrà resa disponibile ad un pin analogico di Arduino, nell’esempio che segue collegheremo la sonda al pin A0.

Nella foto si notano, sulla sinistra i due pin a cui collegheremo i pin di uscita della forcella e sulla destra quattro pin:

  • A0: uscita analogica
  • D0: uscita digitale
  • GND: ground
  • Vcc: tensione positiva di alimentazione (da 3,3V a 5V)

Il modulo è dotato di un potenziometro per la regolazione della sensibilità dell’output digitale (DO). Con il trimmer sarà possibile impostare la soglia di sensibilità, in modo tale che, quando il livello di umidità e al di sopra o al di sotto di un determinato valore, sul D0 vi sarà un segnale HIGH che potrebbe, ad esempio, attivare un relè che controlla l’avvio di una pompa di irrigazione.

Sulla scheda sono presenti inoltre un LED che segnala il funzionamento della scheda ed un LED che segnala lo stato del pin D0.

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Video di presentazione del corso: Realizzare laboratori green con il Making e il Coding

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Vi segnalo il video ufficiale di presentazione del mio prossimo corso per Tecnica della Scuola che vi ho annunciato negli scorsi giorni: Realizzare laboratori green con il Making e il Coding – Proposte didattiche innovative per la sostenibilità ambientale.

Come richiesto via mail e nei commenti su questo sito, nei prossimi giorni segnalerò una lista di materiali da procurarsi per effettuare le sperimentazioni. Tutti i materiali potranno essere acquistati sui maggiori store online, inoltre per alcuni di essi, si potrà utilizzare il buono docente, per questa possibilità, vi fornirò maggiori dettagli o via mail per chi lo richiederà, oppure durante il corso.

Grazie 🙂

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BBC micro:bit Soil Moisture Sensor

2 Repliche

Continuo con la pubblicazione degli strumenti per l’analisi dell’umidità del terreno, questa volta l’idea è quella di realizzare un dispositivo su cui è possibile alloggiare: sonda, micro:bit e batterie.
Il dispositivo è pensato per attività da svolgere con allievi di scuola elementare e media, pertanto ho creato un design interessante per gli allievi più giovani.

Ovviamente bisognerà poi creare un codice opportuno in modo tale che ci sia il minimo consumo di batterie e far si che l’ossidazione dei puntali della sonda non avvenga rapidamente, è opportuno quindi usare chiodi in acciaio inossidabile, nel caso di chiodi in ferro l’ossidazione potrebbe avvenire dopo qualche giorno.
Per questa sonda ho utilizzato chiodi da 80 mm.

Durante il corso:realizzare laboratori green con il Making e il Coding, mostrerò come realizzare il codice e come leggere remotamente da un secondo micro:bit, i dati rilevati dalla sonda.

Se desiderate replicare la struttura seguite il link sul mio profilo Thingiverse da cui potrete scaricare i sorgenti grafici per la stampa 3D.
Sono necessari poco più di due ore di stampa, è essenziale aggiungere i supporti di stampa.

Buono Making green a tutti 🙂

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