Gli hobbisti e i tinker appassionati conoscono Arduino da molto tempo, perché questo microcontrollore compatto in formato matchbox può essere utilizzato per numerosi progetti. Inoltre, offre ai principianti e ai bambini una buona opportunità per familiarizzare con i temi della programmazione e dell’elettrotecnica e per ottenere risultati visibili in tempi relativamente brevi. Nel nostro tutorial su Arduino, vi spieghiamo le basi della programmazione Arduino e vi mostriamo come potete realizzare i vostri primi semplici progetti anche senza conoscenze preliminari.

1° Tutorial Arduino in tedesco: le basi della programmazione Arduino

La scheda Arduino dispone di diversi ingressi e uscite analogici e digitali e può essere collegata al computer tramite una porta USB per caricare i codici del programma. Sono inoltre presenti diversi pin header che consentono di collegare alla scheda display, strumenti di misura, LED e altri dispositivi.

Buono a sapersi: Un microcontrollore non è altro che un piccolo processore con una memoria in cui viene memorizzato il codice del programma e che viene recuperato al momento dell’esecuzione. Può eseguire un solo programma alla volta ed è quindi particolarmente adatto a progetti che prevedono l’esecuzione continua di compiti semplici.

Alcuni modelli sono già dotati di un’interfaccia di rete interna, ma se necessario è possibile installare in un secondo momento anche Ethernet e WiFi tramite uno shield. Si tratta di schede elettroniche di espansione che si inseriscono semplicemente sulla scheda Arduino o su un altro shield senza saldare. In termini di prezzo, tuttavia, uno shield Ethernet è molto più economico della variante WLAN.

1.1 Ambiente di sviluppo e schizzi

I programmi sono chiamati sketch su Arduino e non sono altro che semplici file di testo con estensione *.ino. Per poter importare uno sketch su Arduino, è necessario l’ambiente di sviluppo open source Arduino IDE o l’Arduino Web Editor. L’IDE Arduino, che è fondamentalmente una versione semplificata di C o C++, è disponibile per Windows, Linux e MacOS.

Uno sketch è sempre composto da tre blocchi:

• Blocco 1: qui vengono creati gli elementi del programma, compresi, ad esempio, i tipi di dati (int, byte, booleani, long, ecc.). Se e quali definizioni devono essere inserite dipende sempre dal programma in questione.
• Blocco 2 (Impostazione): In quest’area vengono trasmessi alla scheda, tra l’altro, i pin di ingresso e di uscita. Viene eseguito una sola volta all’inizio e deve essere definito anche se non ci sono definizioni in esso.
• Blocco 3 (Loop): Questo blocco contiene tutte le parti dello schizzo che vengono percorse in modo permanente. Il loop viene elaborato dall’alto verso il basso e riparte dall’inizio dopo ogni esecuzione. Il codice che contiene è quindi in un ciclo continuo.

2° tutorial Arduino: semplici progetti di esempio con istruzioni

Anche se non avete mai lavorato con circuiti e breadboard, potete far funzionare un programma già pronto sul vostro hardware Arduino con pochi passaggi. In questa sezione troverete alcuni semplici progetti Arduino per principianti senza conoscenze precedenti, per i quali potrete utilizzare codice già pronto nell’IDE Arduino .

Buono a sapersi: Una breadboard è una scheda di circuito che consente di costruire circuiti collegandoli invece di saldarli.

2.1 LED lampeggiante

Per questo progetto vogliamo accendere e spegnere un LED ogni secondo, cioè farlo lampeggiare. A scopo di prova, sul pin 13 di Arduino è già installato un LED che lampeggia spesso quando la scheda è collegata e che possiamo anche programmare noi stessi.

Configurazione

1. Se non l’avete ancora fatto, scaricate e installate il software Arduino.
2. Quindi collegare la scheda Arduino al computer tramite cavo USB. Il computer dovrebbe riconoscerla e configurarla automaticamente.
3. Avviare il software Arduino e impostare il tipo di scheda tramite“Strumenti/Scheda“.
4. Configurare la porta tramite“Strumenti/Porta“. Di solito si tratta della porta con il nome della scheda.
5. Questo completa la configurazione. Ora è possibile iniziare la programmazione o importare un codice finito.

Il codice per il LED lampeggiante è già incluso nell’IDE Arduino come esempio standard. È possibile trovarlo in“File -> Esempi -> Nozioni di base -> Blink“.

// La funzione di setup viene eseguita una volta all'accensione o al reset.

void setup() {

 // Inizializza il pin digitale LED_BUILTIN come uscita.

 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

// La funzione loop viene eseguita continuamente

void loop() {

 digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Accende il LED (HIGH è il livello di tensione)

 delay(1000);                       // aspetta 1 secondo

 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // spegne il LED (LOW è il livello di tensione)

 delay(1000); // aspetta 1 secondo

 
}

Carica il codice

1. Per attivare il programma, caricare il codice sulla scheda Arduino tramite [CTRL] + [U] e“Sketch/Upload” o la piccola freccia nell’angolo in alto a sinistra.
2. Dopo un po’, viene visualizzato un messaggio che indica che il caricamento è stato completato.
3. Il LED ora lampeggia a intervalli di 1 secondo. Naturalmente, è possibile modificare i valori come si desidera.

Il video seguente mostra come è possibile far lampeggiare un LED esterno con Arduino:

2.2 Commutazione del LED con il pulsante

In un altro sketch standard dell’IDE, il LED viene attivato premendo un pulsante (“File -> Examples -> Digital -> Button”).

// Le costanti (const) non cambiano.

// Sono usate qui per impostare i numeri dei pin:

const int buttonPin = 2; // Pin del pulsante

const int ledPin = 13; // Pin del LED

// Le variabili cambiano:

int buttonState = 0; // Variabile per leggere lo stato del pulsante

void setup() {

 // Inizializza il pin del LED come uscita:

 pinMode(ledPin, OUTPUT);

 // Inizializza il pulsante come ingresso:

 pinMode(buttonPin, INPUT);

}
 
void loop() {

 // Legge lo stato del valore del pulsante:

 buttonState = digitalRead(buttonPin);
 
 // Controlla se il pulsante è premuto.

 // Se lo è, lo stato del pulsante è ALTO:

 if (buttonState == HIGH) {

 // accende il LED

 digitalWrite(ledPin, HIGH);

 } else {

 // spegne il LED

 digitalWrite(ledPin, LOW);

 }

}

Per questo progetto, oltre alla scheda Arduino, sono necessari una breadboard, un pulsante, un LED, una resistenza da 220 ohm e quattro cavi di collegamento.

Lo schema del circuito si presenta come segue:

Tuttavia, diventa molto più impegnativo con due pulsanti e un LED dimmerabile:

3° Tutorial Arduino: ulteriori informazioni

Ora avete imparato come inserire i programmi in Arduino, come si costruisce uno sketch e cosa si può fare con una breadboard. Con queste nozioni di base, in linea di principio potete costruire tutti i progetti che trovate su Internet. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, si finirà per utilizzare programmi di esempio Arduino già pronti, equipaggiando la scheda plug-in solo di conseguenza.

Sul web è possibile trovare un’ampia gamma di progetti con codici di programma già pronti, come i seguenti:

• Semplice conto alla rovescia Arduino con look retrò
• Esercitazione su Arduino WiFi Shield
• Controllo di un display LCD con Arduino
• Esercitazione sulla shield motore di Arduino
• Tutorial su Arduino Ethernet
• Tutorial sul server web Arduino

Per programmare il vostro codice, invece, dovrete occuparvi molto di più delle basi dell’elettronica e del linguaggio di script. Oltre agli esempi integrati, è possibile utilizzare i numerosi tutorial, istruzioni e video di Arduino in inglese e tedesco disponibili su Internet. Questi sono disponibili in diversi livelli di difficoltà , dal principiante all’hobbista professionista e all’esperto di Arduino.