Workshop: Arduino for makers - Strumenti Hardware per la prototipazione elettronica

Workshop: Arduino for MakersDAY #1 – SESSION #2

STRUMENTI HARDWARE PER LA

PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA

Workshop: Arduino for Makers

Organizzatore: Gestionali in Opera (GiO) Pisa

Supervisor: Dott. Luigi Francesco Cerfeda

Sommario:

• Day #1: introduzione alla prototipazione elettronica. Strumenti HW, SW e risorse online utili per la prototipazione elettronica.

• Day #2: programmazione elettronica con la suite VIPER: casi studio ed esercitazione pratica.

21 November 2015 - Day #1 Session #2 Workshop:“Arduino for Makers” - Luigi Francesco Cerfeda 2

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DAY #1

1. INTRODUZIONE ALLA PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA

Nascita ed evoluzione di Arduino e del Movimento Maker

2. STRUMENTI HARDWARE PER LA PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA

Presentazione delle principali board di prototipazione (Arduino, Raspberry Pi, UDOO), sensoristica, attuatori e “shield”.

3. CENNI DI PROGETTAZIONE ELETTRONICA ED UTILIZZO DI SOFTWARE ECAD

Realizzazione e simulazione di un semplice circuito tramite LTSpice. Utilizzo di Fritzing e KiCAD.

4. STRUMENTI SOFTWARE PER LA PROTOTIPAZIONE ELETTRONICA

Presentazione di VIPER, download, installazione dell’IDE e “viperizzazione” di una board.


STRUMENTI HARDWARE

PER LA PROTOTIPAZIONE

ELETTRONICA


Physical Computing

• “Physical Computing is about prototyping with electronics, turning sensors, actuators and microcontrollers into materials for designers and artists.”

• “It involves the design of interactive objects that can communicate with humans using sensors and actuators controlled by a behaviourimplemented as software running inside a microcontroller.”

Massimo Banzi, Arduino Co-Founder

• “Con Physical Computing si intende la realizzazione di ambienti FISICI e INTERATTIVI utilizzando hardware e software in grado di PERCEPIRE quello che avviene nell’ambiente circostante e di REAGIRE di conseguenza”.

Maietta / Aliverti, Il manuale del maker Reagire Percepire Analizzare


Interaction Design


Principi di usabilità:

• efficacia

• efficienza

• sicurezza

• facilità di apprendimento

• ricordo delle modalità d'uso

• soddisfazione con cui gli utenti

raggiungono determinati obiettivi in

particolari contesti (utilità)

http://it.emcelettronica.com/dalla-gui-alla-nui-futuro-della-human-machine-interaction

A user portrait drawn by a computer


Tom Igoe & Dan O’Sullivan, 2004

Tangible User Interfaces


Dalla GUI alla NUI


A boad as an organism


A boad as an organism


http://www.slideshare.net/hold3n/arduino-basic-workshop-32937270

Arduino UNO

Arduino Starter Kit


Sistemi embedded

• I SE sono sistemi di elaborazione in stretta relazione con l'ambiente in cui operano, sono integrati nel sistema che controllano attraverso una piattaforma hardware ad hoc.

• progettati appositamente per una determinata applicazione (special

purpose) a differenza dei sistemi general purpose (PC).


http://www.slideshare.net/mancio90/0-arduino

MPU vs MCU

• A microprocessor (μP, uP or MPU) incorporates the functions of a computer’s central processing unit (CPU) on a single integrated circuit (IC, or microchip).

• A microcontroller (μC, uC or MCU) is a small computer on a single integrated circuitcontaining a processor core, memory, and programmable input/output peripherals.

In simple words, microcontroller is a full fledged PC in a single chip!

On the other hand, microprocessor is the CPU of the PC in a single chip!


MPU vs MCU


QUANTI MICROCONTROLLORI AVETE USATO OGGI?

• Un microcontrollore è il «genere di computer in miniatura» che potete trovare in ogni genere di oggetti.

• Ognuno di noi viene a contatto con circa 100 dispositivi a uPembedded al giorno.


• Sistemi di frenata per automobili

• Macchine industriali

• Auto-focus delle fotocamere

• Telefoni cordless

• Card reader

• Sistemi per test medici

• Caricatori per batteria

• DVD player

• Navigatori

• Robot

• Impianti domotici

MPU vs MCU – RaspBerry Pi vs Arduino


MPU + MCU


Le “Originali”


Il successo


Il successo

A metà del 2011è statostimato che oltre300,000 schede

ufficiali Arduino sianostate vendute


8 or 32 bit MCU?

• “MCU suppliers tend to add more features and functionality to their 32-bit devices as opposed to 8-bit products. Consequently, far more setup considerations emerge with a more complex device.

• While some 32-bit MCUs can run with a limited setup similar to that of an 8-bit device, you’re unable to take advantage of the more powerful device’s additional features.”

http://electronicdesign.com/microcontrollers/8-bit-or-32-bit-choosing-your-next-design-s-mcu


Shields e Moduli


TOI Shield

the shield that

smartifies your objects

• http://www.thingsoninternet.biz/pro

ducts/toi-shield/

• https://www.futurashop.it/shield_mu

ltipiattaforma_viper

TOI Shield - Schematic

TOI Shield - Layout


TOI Shield - Brain


TOI Shield - Microphone


TOI Shield – Temperature Sensor


TOI Shield – Light Sensor


TOI Shield – Touch Sensor


TOI Shield – IR Receiver


TOI Shield – IR LED emitter


TOI Shield - Buzzer


TOI Shield – LED NeoPixel


TOI Shield – Expansion Connector


TOI Shield – Aux Pins Map


Concept Progettazione Testing KickStarter Vendita

TOI Shield - Roadmap

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Technology

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