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Introduzione LaTestaRobotica Una Introduzione ad Arduino Prof. Michele Scarpiniti DipartimentodiIngegneriadell’Informazione,ElettronicaeTelecomunicazioni “Sapienza”Universit`adiRoma http://ispac.diet.uniroma1.it/scarpiniti/index.htm [email protected] M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 1/69 Introduzione LaTestaRobotica 1 Introduzione Introduzione L’IDE Gli esempi 2 La Testa Robotica L’hardware Il software Il funzionamento M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 2/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Introduzione Introduzione M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 3/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Introduzione L’obiettivodiquesteslides `ediintrodurreedillustrareilfunzionamentodella scheda Arduino attraverso semplici esempi. Si vedr`a, in particolare, l’applicazione di Arduino nel controllare una testa roboticaingradodilocalizzareunasorgenteinmovimentoall’internodiuna stanza attraverso una coppia di microfoni (orecchi) e una coppia di webcam (occhi). Maggiori informazioni su Arduino e accessori possono essere reperite al link http://www.arduino.com/ da cui `e anche possibile scaricare l’ambiente grafico (IDE) per la programmazione del dispositivo. M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 4/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Arduino in sintesi Arduino `e una piccola scheda equipaggiata con un microcontrollore e una circuiteria di contorno, utile per creare rapidamente prototipi. Con Arduino si possono realizzare in maniera relativamente rapida e semplice, piccoli dispositivi per il controllo di sensori e attuatori. Completamente italiano, il progetto di Arduino `e stato sviluppato presso l’Interaction Design Institute, un istituto di formazione post-dottorale con sede a Ivrea, fondato da Olivetti e Telecom Italia. M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 5/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi La storia di Arduino Il nome della scheda deriva da quello di un bar di Ivrea frequentato da alcuni dei fondatori del progetto. Il progetto ha preso avvio in Italia ad Ivrea, nel 2005, con lo scopo di rendere disponibile, a progetti di Interaction design realizzati da studenti,undeviceperilcontrollochefossepiu`economicorispettoadaltrisistemi di prototipazione disponibili all’epoca. I progettisti sono riusciti nell’intento di creare una piattaforma di semplice utilizzo ma che, al tempo stesso, permettesse una significativa riduzione dei costi rispetto amoltiprodottidisponibilisulmercato. Aottobre2008eranogi`astativendutipiu` di 50.000 esemplari di Arduino in tutto il mondo. A partire dal 2015, per via di alcune scelte dei creatori del progetto, il marchio Arduino `e disponibile solo sul mercato americano. Nel resto del mondo, le stesse schede vengono commercializzate con il nuovo marchio Genuino. M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 6/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Arduino UNO (Genuino UNO) La scheda piu` comune e diffusa della famiglia Arduino`e senz’altro Arduino UNO (ovvero Genuino UNO, in Europa), equipaggiato di un micro-controllore ATme- ga328P della Atmel. E’ poi presente una porta USB per interagire con il PC e caricare il software e vari connettori per l’I/O, in particolare: 1 14 connettori per l’I/O digitale (numerati da 0 a 13); 2 6 connettori specificamente dedicati a ingressi di segnali analogici (collegati quindi ad una ADC). M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 7/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Arduino UNO: specifiche tecniche Le specifiche tecniche di Arduino UNO sono riportate nella seguente tabella. Microcontrollore ATmega328P Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12 V Input Voltage (limit) 6-20 V Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) PWM Digital I/O Pins 6 Analog Input Pins 6 DC Current per I/O Pin 20 mA DC Current for 3.3V Pin 50 mA Flash Memory 32 KB of which 0.5 KB used by bootloader SRAM 2 KB EEPROM 1 KB Clock Speed 16 MHz Length 68.6 mm Width 53.4 mm Weight 25 g M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 8/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Arduino UNO: l’anatomia della scheda DescriviamonellospecificolevariepartieivaricomponentidellaschedaArduinoUNO. 1 Pindigitali: perleggeredasensoriescriveresuattuatori; 2 LEDpin13: utileperildebugging; 3 LEDaccensione: indicaselascheda`eaccesa; 4 MicrocontrolloreATmega: ilcuoredellascheda; 5 Ingressianalogici: perleggerevalorianalogici; 6 PinalimentazioneGNDe5V:perfornirel’alimentazioneaai dispositivicollegati; 7 Connettorealimentazione: peralimentarelaschedasenon connessatramiteportaUSB.Accettatensioninell’intervallo 7-12V; 8 LEDdiTXeRX:indicanolacomunicazionetralaschedae ilcomputer; 9 PortaUSB:percollegarelaschedaalcomputer; 10 TastodiReset: perresettareilmicrocontrollore. M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 9/69 Introduzione Introduzione L’IDE LaTestaRobotica Gliesempi Altre schede della famiglia Arduino Esistono diverse varianti alla scheda Arduino/Genuino UNO. Le piu` diffuse sono elencate nella seguente tabella. Entry Level Genuino UNO, Genuino 101, Genuino MICRO Enhanced Features Genuino MEGA, Genuino ZERO, Genuino Yu`n Internet of Things Genuino MKR1000 In particolare, l’ultima scheda `e stata progettata per offrire una soluzione praticaeconvenientepercoloroiqualicercanodiaggiungereailoroprogetti la connettivit`a Wi-Fi con il minimo sforzo. M.Scarpiniti UnaIntroduzioneadArduino 10/69
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