Arduino

Argomenti relativi alla programmazione con Arduino

Arduino, Time, TimeAlarms e DS1307RTC

Come gestire il tempo con Arduino

I microcontrollori funzionano grazie ad una sorgente di clock che permette di temporizzare e sincronizzare tutti i moduli che lo compongono. Il clock è un segnale con una frequenza fissa e stabile tipicamente prodotta da un oscillatore al quarzo. Questo segnale è la base per tutte quelle applicazioni che devono gestire date e orari. In effetti esistono molte applicazioni in cui la gestione del tempo è il fattore principale, pensiamo a tutti quegli automatismi che vengono attivati in funzione dell’ora e della data corrente o che devono compiere delle azioni cicliche.
La gestione del tempo viene affidata a librerie esterne all’Arduino IDE, on line troviamo decine di progetti, quella che io utilizzo è la libreria Arduino Time scritta da Michael Margolis. Questa libreria comprende le classi Time, TimeAlarms e DS1307RTC, con cui è possibile avere un controllo pressoché completo sulle data e sull’orario.

La sorgente di clock alla base della generazione del dato di tempo può essere quella interna al microcontrollore oppure quella gestita da un circuito esterno, tipicamente chiamato Real Time Clock(RTC) come l’itegrato DS1307.
La differenza sostanziale è che usando un RTC avremmo sempre a disposizione il tempo e la data correnti poiché questo circuito tiene in memoria il conteggio impiegando una batteria tampone. Quando la base dei tempi è il clock interno del mirocontrollore, avremo il vantaggio di risparmiare sul costo dell’hardware esterno, ma purtroppo in caso di reset o mancata alimentazione del circuito, la perdita del conteggio. Quindi quando il nostro progetto ha bisogno di avere una fonte temporale sicura è consigliato l’uso di un circuito RTC. Per tutte le applicazioni di test possiamo invece utilizzare il conteggio interno del microcontrollore.

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Arduino Day 2015 in Sardegna

Arduino Day 2015 si festeggia il compleanno di Arduino

Due gli eventi sardi per festeggiare la scheda di prototipazione creata da M. Banzi e Co. Le manifestazioni sono state organizzate dal Fablab Sardegna Ricerche e dall’Arduino User Group Cagliaritano. Quello a cui ho assistito è stato ospitato dall’istituto superiore Buccari Marconi di Cagliari in collaborazione col Fab Lab Sardegna Ricerche.

Arduino day 2015 cagliari sardegna

Oltre alle ormai onnipresenti stampanti 3D, tra le quali una realizzata dagli studenti dell’istituto, sono stati presentati anche diversi progetti di domotica e automazione.

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Come configurare ed utilizzare la Bluerelay Shield by LemonTech

Utilizzare la BlueRelay per progetti di domotica

Ho ricevuto da Mauro Alfieri una shield per Arduino da lui sviluppata in collaborazione con Luca Dentella che permette, tramite una comunicazione seriale via Bluetooth, di interagire con Arduino.

LemontechBluetooth

Il cuore della scheda è un transceiver HC-05 che permette di instaurare la comunicazione bluetooth di inviare e ricevere dati utilizzando il semplice protocollo seriale. La shield possiede anche due relè che possono essere utilizzati per comandare direttamente altri dispositivi.

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Installare MultiWii sulla centralina di volo del quadricottero

Come installare MultiWii sulla Arduino Mini

Nel precedente articolo ho descritto lo schema elettrico e l’installazione della scheda di controllo. Questa scheda deve essere gestita dal software MultiWii. La programmazione dell’Arduino Mini si traduce semplicemente nel compilare e caricare lo sketch MultiWii.ino.

Iniziamo il tutorial collegandoci all’indirizzo MultiWii.com, spostiamoci nella sezione software e alla fine della pagina clicchiamo sul link per eseguire il download del pacchetto, ospitato da Google Code.

Esistono varie versioni di Multiwii, io per questo tutorial ho utilizzato la versione 2.2

Dopo aver scaricato il file zip sul desktop del nostro computer, scompattiamo il file. Otteniamo due cartelle, una contiene il progetto Arduino MultiWii, l’altra contiene una serie di tools che useremmo per calibrare e configurare la scheda.

La programmazione dell’Arduino Mini può essere eseguita senza alimentare totalmente la scheda di controllo, l’alimentazione viene erogata dalla scheda usb2serial light.
Preferisco questa opzione perché in questo modo alimento solo i circuiti elettronici della scheda ma non gli ESC ed i motori. Questo permette di lavorare in sicurezza, evitando che i motori ruotino senza preavviso, di eseguire dei controlli preliminari e di fare alcuni test pre volo.

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Costruire la centralina di volo del quadricottero

Come costruire e posizionare la centralina di volo sul quadricottero

Lo schema elettrico ci permette di capire come sono collegati tra loro i diversi elementi elettronici. Nella pratica dobbiamo usare le nostre manualità per costruire il circuito in maniera corretta e ordinata.
Nell’elenco seguente trovate il riepilogo dei materiali presenti nello schema elettrico che ho usato per costruire la scheda di volo:

  • Arduino Mini (Acquistabile ovunque nel mondo!)
  • IMU GY80 (Acquistabile su Ebay)
  • Regolatore di tensione LM7805
  • Fili, connettori e stagno
  • Led rosso da 3mm
  • Resistenza da 330 ohm e da 4.7Kohm
  • Condensatori elettrolitici da 100uF
  • Condensatori poliestere sa 100nF

Come supporto per montare i componenti ho usato una basetta mille fori. I collegamenti sono stati realizzati usando filo da 1 mm per la sezione di alimentazione e filo da 0.25 mm per il collegamento dei componenti elettronici.

Centralina Arduino Multiwii Quadricottero

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Arduino e multiwii, costruire la scheda di controllo quadricottero

Arduino e Multiwii, come costruire una scheda di controllo volo

Tutti i componenti che abbiamo assemblato nello scorso articolo devono essere controllati da una centralina elettronica che elabori i segnali provenienti dal radiocomando e quelli provenienti dai sensori inerziali.
In commercio esistono soluzioni già pronte semplici da installare e con impostazioni e calibrazioni pronte al volo. Nel nostro caso utilizzeremo invece una scheda Arduino Mini e un sistema inerziale a nove assi.

La parte software che girerà su Arduino Mini è un progetto open source molto popolare che ha riscosso nel tempo diversi successi, MultiWii. Essendo un progetto open abbiamo la possibilità di vedere gli algoritmi che gestiscono il quadricottero, opportunità sicuramente interessante e formativa.

Tutte le informazioni riguardo il montaggio e il caricamento del software sono disponibili sul sito ufficiale MultiWii.com e su MultiWii.it. In questo tutorial illustrerò questi passaggi in modo semplice affinché gli utenti con poca esperienza possano riuscire nella realizzazione di questo progetto.
Possiamo usare diverse schede Arduino, ma quella che consiglio è la Mini, questo perchè ha dimensioni e peso contenuti, l’unico inconveniente, se cosi si può definire è che dobbiamo utilizzare il convertitore usb2serial light per effettuarne la programmazione.

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Assemblare i componenti del quadricottero

Come costruire un quadricottero. Unire i componenti.

Dopo aver affrontato in maniera generica gli argomenti basilari riguardanti il volo e i componenti che compongono un quadricottero, è il momento di iniziare a smanettare con cacciaviti e saldatore per assemblarli tra loro.
Il materiale che ho acquistato per realizzare il quadricottero è elencato di seguito:

I componenti sono stati acquistati da HobbyKing.com, ma potete recuperarli anche in altri negozi online. E’ possibile acquistare materiali simili che rispettino le stesse caratteristiche tecniche ad esempio un Esc di altra marca che eroghi comunque 20A, oppure un radiocomando modo 2 piuttosto che modo 1.
Per chi acquista da HobbyKing.com per la prima volta il mio consiglio è quello di selezionare il magazzino europeo o inglese tramite l’apposito link, in modo da non avere problemi relativi a pagamenti doganali aggiuntivi, poiché di default la merce arriva dal magazzino cinese.

Dovete anche procurarvi un minimo di attrezzatura, come chiavi e cacciaviti, un saldatore a stagno e eventualmente una terza mano, utile per tenere fermi i componenti mentre effettuate le saldature.

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I componeti di un quadricottero

Costruire un quadricottero, i componenti principali

Nel precedente articolo abbiamo appreso le nozioni base che riguardano il volo di un quadricottero. In questo andiamo a vedere nel dettaglio quali sono i componenti principali che costituiscono il nostro aeromodello.
Partiamo subito da un elenco delle parti per poi analizzare in dettaglio gli elementi

  • 2 Eliche CW (senso di rotazione Orario)
  • 2 Eliche CCW (senso di rotazione Antiorario)
  • 4 motori Brushless
  • 4 ESC (Electronic Spedd Controller)
  • 1 FC (Flight Controller)
  • 1 Frame (Telaio)
  • 1 Batteria LiPo (Polimeri di Litio)
  • 1 radiocomando con ricevitore 4 o più canali
Premessa

La descrizione e la scelta degli elementi viene affrontata in modo pratico, basato sulla mia piccola esperienza, non vengono analizzati tutti gli aspetti tecnici legati alle leggi fisiche e ai calcoli matematici che portano la scelta e l’abbinamento delle varie parti. Come anticipato nello scorso articolo questa è solo una guida molto basilare, con lo scopo di introdurre semplici nozioni che dovranno necessariamente essere approfondite per avere nozioni complete sulla costruzione e sul volo dei quadricotteri.

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