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Visualino – Visual programming environment for Arduino – lezione 3

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Ormai siete diventati esperti nell’uso dell’interfaccia di Visualino e da questa lezione in poi non ripeterò passo passo la modalità con cui trascinare i vari blocchi all’interno della sezione programma, ma mostrerò una serie di esercizi base da cui partire per sviluppare in modo indipendente le vostre sperimentazioni.

Per la realizzazione degli esercizi che seguono sono necessari i seguenti componenti:

  • Arduino UNO R3
  • Due LED
  • Due Resistori da 220 Ohm

Esercizio 1

Fare lampeggiare contemporaneamente due diodo LED collegati rispettivamente al pin 12 e 11 di Arduino con tempi di accensione e spegnimento pari ad 1 secondo.

Realizzate il circuito come indicato nello schema seguente:

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Visualino – Visual programming environment for Arduino – lezione 2

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Ringraziamenti e dedica 🙂

Dovete sapere che di recente (la scorsa settimana) sono stato contattato via Facebook da una giovane Maker in erba e la sua insegnate, fanno parte della scuola secondaria di primo grado I.C. “Tommaso Cornelio” di Rovito in provincia Cosenza (fantastico come internet unisce) che mi chiedevano aiuto sull’uso di Arduino e sulla robotica da usare nella loro classe. Queste lezioni sono dedicate a loro 🙂 ed un mio tentativo di supportarle a distanza, spero nel breve di riuscire ad organizzarmi anche con dei Webinar.

Informazioni per lo studio.

Ho ricevuto diverse mail di ringraziamento e di metodo su queste brevi lezioni sull’uso di Visualino, ringrazio tutti 🙂 siete sempre gentilissimi.

Queste le principali:

Domanda: Quante saranno le lezioni?
Risposta: Circa una decina o poco di più tutte molto brevi da svolgere al massimo in 1 ora di lavoro (compresa l’organizzazione dell’attività)

Domanda: Siamo insegnanti di scuola elementare, riusciremo, seguendo le tue lezioni a realizzare dei robot con le nostre classi 5′?
Risposta: Sì, il corso è pensato per insegnanti di scuola elementare, media e ritengo che possa essere usato, se opportunamente rimodulato, per un corso introduttivo di coding in prima superiore. Le ultime lezioni saranno dedicate alla realizzazione di un robot completamente programmato con Visualino ed ovviamente il robot sarà DotBot 🙂

Domanda: Impareremo a programmare anche in C?
Risposta: Poiché le lezioni sono indirizzate a studenti e colleghi che non hanno mai programmato o costruito dispositivi elettronici, per ora parlerò di blocchi “alla Scratch” ogni tanto inserirò alcuni contenuti sul C.

Domanda: Possiamo usare i tuoi appunti nelle nostre lezioni?
Risposta: Assolutamente SI’ e se potete mandatemi una mail per dirmi che le avete usate, mi fa piacere, se poi mi mandate anche fotografie dei vostri lavori sono ancora più felice e se mi citate vi ringrazi ancor di più.

Nella precedente lezione abbiamo visto come realizzare con Visualino il programma che consente di far lampeggiare il LED L, quello collegato al pin 13 di Arduino e che trovate sulla scheda, come indicato nell’immagine che segue:

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Vediamo come far lampeggiare un diodo LED esterno, diverso da quello disposto sulla scheda, il procedimento è identico a quello che avete effettuato nella precedente lezione.

Sono necessari i seguenti componenti:

  • Arduino UNO R3
  • Un LED
  • Un Resistore da 220 Ohm

Realizzate il circuito come indicato nello schema seguente:

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Visualino – Visual programming environment for Arduino – lezione 1

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Durante l’ultima MakerFaire di Roma mi sono confrontato con molti colleghi ed amici che sono passati a trovarmi e che volevano avere informazione in merito agli sviluppi del progetto DotBot.

Il confronto con le persone ha messo in luce una necessità importante per quanto riguarda l’uso di Arduino a scuola, quello di rendere la programmazione, almeno nella fase iniziale di un percorso di coding, più semplice per il docente che non ha mai utilizzato l’elettronica nella didattica.

Ormai è uno standard de facto l’uso di Scratch, soprattutto nella scuola elementare e media, pertanto un’ambiente di programmazione grafico per Arduino è utile e credo anche necessario. Ritengo comunque possibile, perché sperimentato di persona, insegnare a programmare in C agli studenti delle scuole medie, ma preferisco un approccio morbido, che parte da Scratch e giunge pian pianino al C usando Arduino. Come insegnanti abbiamo l’obbligo di progettare in modo inclusivo pertanto in un percorso di coding e di making elettronico bisogna pensare a tutti, ai bambini e ragazzi con necessità specifiche di ogni livello di scuola ma anche ai colleghi di ogni disciplina.

… ma come fare?

Ho analizzato diverse possibilità:

  • S4A
  • ScratchX
  • Snap4Arduino
  • Visualino

per ognuno di essi ne ho realizzato un percorso che utilizzo in funzione delle disponibilità tecniche e delle competenze iniziali degli studenti. Tra le possibilità sopra indicate nelle prossime settimane per corsi indirizzati ad insegnanti di ogni ordine e grado, userò Visualino uno strumento di programmazione visuale per Arduino realizzato da Víctor R. Ruiz e portato avanti dalla comunità spagnola di Arduino.

Avevo sperimentato tempo fa il sistema dopo di che non ne sperimentato l’utilizzo con gli studenti più giovani, ma fortunatamente proprio alla MakerFaire di Roma ho ritrovato Luisa Ravelli, una bravissima formatrice che avevo conosciuto durante un mio corso presso il FabLab di Brescia qualche anno fa. Luisa mi ha confermato l’utilità e la praticità di utilizzo di Visualino con i bambini più piccoli, i suoi consigli e la sua esperienza didattica mi hanno convinto dell’utilità di realizzare un percorso di making di elettronica e di robotica dedicato a docenti e giovanissimi allievi con nessuna competenza in elettronica ed informatica.

Come ben sapete, la “severità” sintattica di linguaggi di programmazione come C o C++ possono, per chi non si è mai occupato di programmazione, rendere difficoltosa la comprensione sull’uso di Arduino che può essere superata partendo da un linguaggio visuale. La soluzione grafica non deve essere intesa come sostituzione ad un IDE testuale, ma potrebbe essere considerato come un inizio “morbido” che conduce in fasi successive al  programmazione in C.

Visualino si basa su Google Blockley e bitbloqs di BQ. Si tratta di software opensource, multi-piattaforma e multi-lingua. Per il suo funzionamento necessita che sia installato sul computer l’IDE Arduino 1.6 o superiore utilizzato come motore di Visualino. E’ possibile installare versioni di Visualino per MacOS X, Ubuntu, Windows ed anche Raspberry Pi 2, quindi alla portata di tutti. Sul sito di riferimento trovate i tutorial in lingua spagnola ed inglese molto semplici che vi guideranno nell’installazione delle versioni per Ubuntu, MacOS X e Windows.

Tutto il codice sorgente di Visualino è disponibile su GitHub: github.com/vrruiz/visualino

Di seguito un tutorial passo passo che spero che possiate utilizzare nei vostri corsi.

Per una prima comprensione dell’uso della breadboard, sintetici principi di elettrotecnica e descrizione generale della scheda Arduino, vi rimando alla sezione di questo sito: Impariamo ad usare Arduino e guardate le prime due slide “L’Alfabeto di Arduino”.

Partiamo ora con la sperimentazione, una guida passo passo all’uso di Visualino

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DotBot – avanzamento lavori e sviluppi futuri

Scrivo questo post perché ho ricevuto molte mail in cui mi si chiedeva dove reperire ed acquistare i materiali e quali saranno i futuri sviluppi del progetto, ho raccolto le principali domande che mi sono state poste. Ricordo prima di ogni cosa che il progetto sviluppato da me Michele Maffucci e l’amico Ludovico Russo è assolutamente open sia nella struttura che nelle parti software.

  1. Quali sono gli obiettivi del progetto?
    L’obiettivo principale del progetto è l’insegnamento del coding per ogni grado di istruzione, sono in progetto software e modifiche di struttura a DotBot (anche diverse dall’attuale forma esagonale) pensate per la scuola elementare, media superiore ed università.
  2. Da quante persone è costituito il gruppo di lavoro?
    I fondatori del progetto sono:
    Michele Maffucci, insegnate di scuola superiore e per ora mi sono occupato dello sviluppo della struttura meccanica e implementazione codice per Arduino.
    Ludovico Russo dottorando presso il Politecnico di Torino e si occupa di Robotica e formazione all’interno del Politecnico ed attualmente è concentrato sullo sviluppo software dell’IDE di programmazione in ROS di DotBot. Al gruppo di lavoro si aggiungeranno studenti delle scuole superiori, insegnanti della secondaria di secondo grado e studenti universitari che ci aiuteranno nello sviluppo delle varie parti della piattaforma.
  3. Sono previste modalità di programmazione alla “Scratch” di DotBot?
    Sì, abbiamo implementato una prerelease ancora in alfa, non appena riusciremo ad entrare in versione beta verrà resa pubblica.
  4. Vorrei modificare la struttura di DotBot, posso farlo?
    Assolutamente Sì, ti chiediamo solamente di citare il progetto DotBot nei documenti che produrrai e renderai pubblici.
  5. Vorrei acquistare DotBot con tutti i componenti elettronici, come posso fare?
    Nel prossimo futuro sì. Siamo insegnanti e non ci siamo mai occupati di vendita, quindi stiamo valutando una forma semplice per permettervi di acquistare DotBot. Prossimamente verrà aperto un sito per raccogliere le richieste e permetterci di valutare la modalità più semplice e veloce per fornire DotBot.
  6. Ma dietro a questa azione di formazione si nasconde una forma di business?
    Non nascondiamo nulla, come puoi vedere su questo sito esiste un campo di donazione che mi permette di mantenere questo servizio (dominio, banda usata, tempo, ecc…) e continuare la mia attività di divulgazione che viene fatta per passione e per amore del mio mestiere. Alla stesso modo per portare avanti un progetto di divulgazione scientifica come DotBot sono necessari investimenti in materiali (elettronica, materiale per la stampa 3D, tempo per lo sviluppo, ecc…), quindi sì chi lo vorrà potrà sostenere il progetto con donazione o acquistando i materiali. Secondo noi questo è l’unico modo per portare avanti un progetto di tale entità.
  7. Vorrei usare DotBot nella mia scuola/università attività di formazione all’interno di un CoderDojo, posso farlo?
    Sì, è l’obiettivo principale del progetto, ti chiediamo se possibile di inviarci documentazione (fotografie, filmati, relazione, ecc…) in modo che noi lo si possa mettere in evidenza sul futuro sito dedicato.
  8. Potete fornirci la lista dei materiali elettronici da acquistare?
    Sì, nel breve forniremo la lista dei materiali consigliati che potrete acquistare da chi vorrete.
  9. Vorrei usare DotBot in attività di formazione a pagamento, posso farlo?
    Sì, ti chiediamo di citare il progetto, con link al sito di riferimento di DotBot, per ora, visto che il sito è in costruzione ti chiedo di fare riferimento a questo sito.
  10. Posso vendere DotBot?
    No.
  11. Pensate di dare supporto software per pilotare DotBot?
    Sì, l’obiettivo è quello di implementare una serie di tutorial da cui partire e permettere alla comunità di migliorare quanto da noi proposto e sviluppare altro software.
  12. Esiste un forum di discussione dove chiedere supporto su DotBot?
    Non ancora, nel breve ne verrà aperto uno. Inoltre l’intenzione è quella di implementare una comunità su cui condividere risorse e scaricare liberamente tutti i sorgenti.
  13. Esistono scuole/università che stanno usando DotBot?
    Il progetto è appena nato, poco più di un mese, ma è stato già utilizzato in beta in attività di formazione in alcune scuole superiori, FabLab, e nel breve sarà usato all’università, pubblicheremo lista degli enti che adottano DotBot.
  14. L’uso di schede elettroniche è però un po’ complicato per bambini di scuola elementare, consigli comunque l’uso di DotBot?
    Abbiamo sperimentato l’uso di DotBot con alcuni allievi, motivati, di scuola media è si riesce a predisporre lezioni coinvolgenti. Per quanto riguarda gli allievi di scuola elementare l’idea è quella di implementare una struttura alla “lego” fatta di moduli funzionali, in cui l’elettronica è nascosta e l’allievo assembla e programma il robot con una filosofia molto simile alla programmazione a blocchi di Scratch, questa fase è stata implementata con un prototipo a cui è stato aggiunto un display oled e altoparlante che permette di implementare messaggi emozionali (esperssioni di un viso), di dimensioni ridotte, comandato con una modalità simile al Bee-Bot, si veda la pre-release nelle immagini allegate a questo post.
  15. Esiste un legame tra il progetto DotBot ed EduRobot?
    Sono progetti paralleli, EduRobot ha l’obiettivo di semplificare al minimo i costi di implementazione per sviluppare una didattica della robotica, DotBot è da intendersi come un “forking project” di EduRobot, ma il progetto EduRobot non verrà abbandonato.

Momentaneamente, verrà aperto su questo sito una sezione (accessibile con bottone in colonna destra) dove reperire tutte le informazioni pubblicate su DotBot.

Entro la prossima settimana verrà resa pubblica la versione 2 del telaio di DotBot a cui sono state fatte alcune modifiche elencate di seguito con dettagli fotografici:

  • struttura per motori passo passo 28BYJ-48
  • struttura per motori passo passo NEMA 17
  • struttura servo motori a rotazione continua (360°) questo per consentire a chi lo vorrà di non utilizzare uno shield motori aggiuntivo risparmiando sulle spese per l’acquisto dell’elettronica.
  • sostituzione dei supporti esagonali metallici da 25 mm con struttura stampata in 3D con fori in ogni direzione in modo da avere un elemento multifunzionale per aggancio di altre strutture, questa modifica ha permesso una riduzione dei costi su viti e dadi e l’aumento della velocità di assemblaggio.
  • Variazioni delle basi di appoggio con fori per: alloggiamenti nuovi motori, sensori per implementare segui linea, passaggio cavi, fissaggio per tutte le tipologie di motori, facilitazione per assemblaggio, predisposizione per terzo livello di DotBot dove poter alloggiare ulteriori elementi (schede elettroniche, adattamenti estetici, ecc…)

Alla nuova versione, con la nuova tipologia di motori, verranno resi pubblici esempi di programmazione.

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Alfa version per studio di fattibilità pensato per bambini di scuola elementare, nella versione successiva i componenti elettronici saranno rinchiusi all’interno di involucri che il bambino assemblerà in modo simile ai mattoncini lego:

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L’importanza del design 3D e Digital Prototyping a Brescia

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Ricevo e volentieri pubblico la segnalazione di una bella iniziativa di didattica laboratoriale svolta nella nostra scuola pubblica e che porta giovani studenti all’utilizzo di software e di tecnologie utilizzate in azienda.

Presso l’Istituto di Istruzione Superiore Giacomo Perlasca in provincia di Brescia,
grazie alle sinergie tra SolidWorks nella persona di Alessandro Tornincasa di Nuovamacut (Partner SolidWorks) e FabLab di Brescia gli allievi hanno ottenuto la certificazione CSWA (Certified SolidWorks Associate), importante competenza che aggiunge un passo importante nella formazione tecnica di questi studenti.

Ma come si raggiungono questi obiettivi didattici?

A mio avviso sono necessari docenti illuminati e forse un po’ visionari che credono nella forza intellettuale dei ragazzi e del cambiamento, ma necessariamente in tutto il percorso è essenziale trovare aziende innovative in grado di supportare nuovi processi formativi ed una di queste è senza dubbio è SolidWorks.

Infatti, come ben sottolineato dall’amico e collega Prof. Fabio Carruccio nell’articolo allegato, la recente riforma richiede agli studenti specifiche competenze certificate spendibili nel mondo del lavoro.

Ritengo che l’aspetto innovativo in questa azione è il processo che ha permesso tutto ciò, la sinergia importantissima tra FabLab, scuola e azienda dove dove il FabLab funge da collante.

Ecco è così che un FabLab deve funzionare! Agire sul territorio per creare e favorire imprenditorialità. Quindi oltre la moda attuale del: “maker è bello”, favorire e sponsorizzare reti di relazioni che permettano di aggiungere competenze a tutti gli attori del processo.
Certo è che tutto ciò accade dove ci sono persone che “pensano differente”, docenti come Fabio che sono fondatori di “Veri FabLab”.

Complimenti a te Fabio e ai tuoi bravi studenti.

Per maggiori informazioni vi rimando al blog di SolidWorks