Illuminazione domotica con Arduino

Arduino è una piattaforma che facilita lo sviluppo e la programmazione di progetti di piccoli dispositivi, come i controllori di luci, in modo relativamente rapido e semplice.

Sulla scheda si trovano il microcontrollore e pochi altri componenti elettronici che servono a far funzionare il micro e provvedono all’interfaccia USB tramite la quale è possibile alimentare Arduino e farlo dialogare con un computer (sono supportati Windows, Mac e Linux). I programmi si realizzano tramite un ambiente di sviluppo integrato, liberamente scaricabile dal sito ufficiale www.arduino.cc.

LA CREAZIONE

Ideato da Massimo Banzi e da altri collaboratori come un progetto per l’Interaction Design Institute nella “Casa Blu” di Ivrea (Olivetti), grazie alla sua semplicità, all’uso della lingua inglese e alla scelta di renderlo “Open Hardware*”, questa piccola scheda italiana si è diffusa in tutto il mondo ed è alla base di quasi la totalità dei progetti realizzati dai cosiddetti makers, ovvero hobbisti che si divertono a creare oggetti nuovi oppure a riparare o modifi care prodotti esistenti condividendo il loro lavori in rete.

ARDUINO. Scatola contente la scheda elettronica. Accanto una moneta da 1€ per rendere comprensibili le reali misure del microcontroller.
COM’È FATTO

Possiamo paragonarlo a un piccolo PLC (Programmable Logic Controller) dove però gli ingressi e le uscite sono a livello logico TTL (Transistor Transistor Logic) di 5 V con poche decine di mA di corrente, per cui spesso per interfacciarsi al mondo esterno si ha bisogno di altri componenti come ad esempio transistor e relè. Il microcontrollore permette di gestire sia ingressi analogici (come la tensione variabile proveniente da un sensore) sia digitali (la tensione On/ Off proveniente da un contatto); una volta acquisiti i segnali si possono elaborare e gestire in maniera molto versatile perché si avrà a disposizione una buona potenza di calcolo. Le uscite sono sia digitali (0 o 5 V) sia di tipo PWM**, modalità che permette di avere un segnale in uscita molto simile a una tensione variabile con continuità da 0 a 5 V, la quale rende possibile comandare dispositivi elettronici di potenza con tensioni e correnti alte, utili ad esempio a controllare la velocità di un motore in corrente continua.

IL PRIMO PROGRAMMA CON ARDUINO

I listati dei programmi Arduino si chiamano sketch, nella figura 1 è riprodotto il primo e si chiama Blink, dove si è utilizzato una sorta di “hello word” per microcontrollore, e lo si trova tra gli esempi inclusi nell’IDE Arduino, i commenti tradotti in italiano facilitano la comprensione del listato. Una volta caricato su Arduino il listato fa lampeggiare il LED integrato nella scheda e collegato all’uscita 13, se il LED lampeggia con periodo di due secondi vuol dire che lo sketch è stato caricato correttamente.

FIGURA 1. Come si presenta l’IDE e lo sketch Blink commentato in italiano.
UNA CONSIDERAZIONE IMPORTANTE

La scheda Arduino è molto economica, costa poco più di 20€ e si trovano schede non originali a meno di 5€, ma è giusto ricordare che non può essere utilizzata direttamente negli impianti elettrici in quanto non risponde alle necessarie certificazioni che devono avere i componenti elettrici. Per colmare questa lacuna sono nati dispositivi certificati compatibili con l’IDE Arduino e che quindi possono far girare i nostri sketch ed essere direttamente interfacciati all’impianto domestico.

UNA SEMPLICE APPLICAZIONE DOMOTICA
L’applicazione presente nella foto fa riferimento a un impianto di illuminazione di tre stanze – ognuna delle quali è comandata da un pulsante – e di un quarto pulsante da installare vicino alla porta d’uscita che attiva lo scenario “uscita di casa” che, se premuto infatti spegne tutte le luci eventualmente accese. Questo sketch di Arduino è solo un esempio didattico, il numero di lampade è limitato per semplicità inoltre si poterebbero implementare anche altre funzioni come l’azionamento dei motori per la chiusura delle tapparelle. Qui troverai il listato completo! 

PROGETTI CON ARDUINO
Progetti con Arduino è una guida pratica con 26 progetti che si possono realizzare immediatamente anche con minime conoscenze di elettronica. Imparerete a costruire circuiti elettronici che cambiano il loro comportamento, un interruttore sensibile alla luce, progetti basati su LED, come un riflettore tascabile.

 


*Open Hardware è la versione hardware dell’open
source, signifi ca che Arduino è privo di brevetti
ed i suoi schemi sono pubblici e liberamente
distribuibili, solo il marchio è proprietario.

**Pulsed width modulation signifi ca che il segnale
viene portato in On/Off con frequenze dell’ordine
dei kHz con una larghezza d’impulso modulata
in modo da ottenere in uscita un valor medio
desiderato tramite tecnologia switching.

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