Tic toc, si avvicina il momento più atteso dell'anno. Eh si! Manca poco al Natale, e voi avete già fatto i regali? Avete pensato proprio a tutti? Familiari, fidanzati e amici di sicuro! E al vostro compagno d'avventure creative Arduino? Si, proprio quella piccola scheda, dove avete realizzato tanti progetti e tante idee. Merita anche lei un piccolo regalino, e in questo topic vi illustrerò 10 idee regalo per altrettanti progetti che potete realizzare con il vostro Arduino o altre schede della stessa tipologia. Dopo non avrete più scuse per lasciare il vostro Arduino a prendere polvere su qualche mensola o in un cassetto.
Introduzione
Quanti progetti già avete fatto con il vostro Arduino o schede equivalenti? Negli ultimi anni, il mondo dei sensori offre sempre maggiori soluzioni a costi più ridotti, e si trovano in commercio molti prodotti con caratteristiche interessanti che possono esserci utili nello sviluppo di nuove idee, dai prototipi ai piccoli progetti di hobbistica, fino alle soluzioni per il settore industriale, elettromedicale e via dicendo. In questo articolo vi mostrerò un pò di sensori meno tradizionali che si possono trovare in commercio e si possono utilizzare direttamente (o adattandoli con qualche piccolo accorgimento tecnico) con le vostre schede di sviluppo come le mitiche Arduino.
Niente chiavi!
Se vogliamo togliere di mezzo le chiavi fisiche per aprire una porta, allora è necessario fare ricorso ad altre tecniche come i tag RFID. Con il nostro Arduino e un sensore come l'integrato NXP MFRC522 (in Figura 1 è riportato il diagramma a blocchi del chip) è possibile aggiungere questa funzionalità alle nostre idee.
Figura 1. Diagramma a blocchi del chip NXP MFRC522 (fonte: www.nxp.com)
L’elenco delle caratteristiche principali è il seguente:
- Modulo RFID 13.56 MHz
- Tensione di lavoro: 2.5 Vcc a 3.3 Vcc
- Comunicazione: SPI, protocollo I2C, UART
- Range di lettura: 5 cm
Rilevamento biometrico
Avete mai pensato di progettare un dispositivo con rilevamento biometrico? Il prossimo oggetto che voglio presentarvi è un sensore di impronte digitali prodotto dalla Sparkfun (Fingerprint Scanner modello GT-521F32 illustrato in Figura 2). In realtà è un vero e proprio smart sensor dotato di un processore ARM Cortex M3 a 32 bit e fornisce un'interfaccia di comunicazione basata su seriale di tipo TTL oppure USB 2.0. Dotato di una tecnologia di identificazione delle impronte digitali ad alta precisione e ad alta velocità, il modulo è fornito di un database alquanto grande di impronte che possono essere registrate in fase di programmazione con un comando ad hoc.
Figura 2. Sparkfun Fingerprint Scanner (GT-521F32) (fonte: https://www.sparkfun.com/)
L’elenco delle caratteristiche principali è il seguente:
- Interfacce di comunicazione UART e USB
- Risoluzione 450 dpi
- Riconoscimento dell'impronta a 360°
- Memoria interna per 200 impronte uniche
- Condizioni di lettura impronte: asciutte, umide o ruvide
- Sensore antigraffio con elevata durezza superficiale
Come vedete è un piccolo oggetto (le dimensioni sono appena 21 x 36 mm) dalle elevate funzionalità che potete integrare nei vostri nuovi progetti con Arduino, come serrature sicure per porte o cassette di sicurezza, mandando già in pensione il chip RFID che vi avevo mostrato poco fa. E nel caso in cui le 200 impronte registrabili non potessero bastarvi, potete sempre usare il fratello più grande GT-521F52 che memorizza fino a 3000 impronte.
Monetizziamo le nostre idee
Natale si avvicina, sei sfortunato con la tombola e i giochi di carte però hai creato un bel gioco arcade con il tuo Arduino e i tuoi amici si stanno appassionando. Allora perché non guadagnarci qualche moneta? Fa al caso tuo il prossimo sensore che ho deciso di mostrarti. Prodotto da Adafruit Industries, il "Coin Acceptor - Programmable 1 Coin Type" è un modulo compatto che consente il riconoscimento di monete, molto simile alle gettoniere dei giochi da bar. Come potete vedere in Figura 3 il modulo è compatto e molto versatile, in quanto può essere programmato con qualsiasi moneta possa entrare nello slot.
Figura 3. Adafruit Gettoniera 1 moneta (fonte: www.adafruit.com)
L’elenco delle caratteristiche principali è il seguente:
- Moneta da 10.8 mm a 25.1 mm di diametro (indipendentemente dal materiale)
- Verifica del diametro, spessore, velocità di caduta
- 3 livelli di rigidità
- Uscita con tempo configurabile (20-60 ms)
- Alimentazione 12 Vcc
Per realizzare un'idea con questo oggetto c'è sicuramente bisogno di un pò di manualità con la realizzazione di meccaniche adatte ad ospitarlo, anche per raccogliere le monete inserite. Con questa tipologia di sensore si possono realizzare innumerevoli idee ludiche come flipper, retrogame da bar o semplicemente adattare il mitico calcio balilla. Inoltre, se volete riconoscere più monete, nel catalogo Adafruit è presente anche una gettoniera a 4 monete.
Che tempesta!
Senti il vento che tira forte, ma vorresti sapere di più, o forse sei appassionato di meteorologia? Ecco allora il sensore giusto per la tua stazione meteorologica. Sempre prodotto da Adafruit Industries, questo particolare oggetto riportato in Figura 4 è un sensore di vento (anemometro) in grado di misurare la velocità del vento.
Figura 4. Anemometro Sensore di vento (fonte: www.adafruit.com)
L’elenco delle caratteristiche principali è il seguente:
- Tensione di alimentazione compresa tra 9 Vcc e 24 Vcc
- Uscita analogica da 0.4 V a 2 V
- Minima velocità del vento: 0.2 m/s
- Massima velocità del vento: 70 m/s
- Risoluzione: 0.1 m/s
L'utilizzo di questo sensore è molto semplice, in quanto si tratta di misurare il valore analogico di tensione sul pin di uscita. Le tre coppe (ossia le pale che costituiscono l'anemometro) ruotano con il vento e grazie ad un trasduttore il movimento meccanico dell'albero viene trasdotto in un segnale fisico proporzionale alla velocità del vento. Tecnicamente l'oggetto in questione è un taco-anemometro (ossia misura solo la velocità del vento) e può essere abbinato ad un sensore di tipo gonio-anemometro a banderuola per determinarne anche la direzione, e realizzare così un anemometro completo. Per il collegamento con una scheda Arduino è necessario solo gestire correttamente i potenziali tra l'alimentazione dell'Arduino e l'alimentazione del sensore che richiede una tensione compresa tra 9 Vcc e 24 Vcc. Per chi volesse creare una stazione meteorologica completa, può usare questa tipologia di sensore abbinata ad altri sensori come quelli di pioggia ed umidità, ed eventualmente dotare tutto di un piccolo pannello solare e una batteria per applicazioni stand-alone senza necessità della rete elettrica. [...]
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Trovo interessante l’utilizzo del sensore PGA460 in manteniamo le distanze e soprattutto mi colpisce tra le caratteristiche principali dell’evaluation board PGA460PSM il Sensore ad ultrasuoni il cui funzionamento non viene disturbato dalle condizioni climatiche. Quello del disturbo in generale è un argomento importante per qualunque risultato ottimale nell’utilizzo di sensori e più in generale nell’IoT.
Per quanto riguarda la mia esperienza, un po’ diversa, è legata ad un hackathon a cui ho partecipato sul tema open data. In pratica, unendo IoT e dati è nata l’idea di far confluire dati provenienti da oggetti sulla piattaforma di aggregazione della Regione Toscana attraverso la Rete Telematica della Regione, il Tix. Per dimostrare come inviare dati recuperati dagli oggetti e inviarli in cloud abbiamo utilizzato Arduino yun tramite wifi verso Dropbox poi visualizzati tramite Plotly. Per l’hackathon si è ipotizzato un dialogo tra macchine che sono in grado di generare dati, Ad esempio, una stampante 3D programmata con Arduino e connessa in rete. In questo modo, si può conoscere quante stampanti 3D esistono in una determinata area geografica, dove si trovano e quanto producono. Ma io credo che di applicazioni esistenti ed interessanti ce ne siano tante altre.
In effetti il prodotto della Texas è alquanto interessante (e anche costoso). Ovviamente, come dicevo, è un prodotto che va oltre l’hobbistica e trova applicazioni in settori come i droni professionali o comunque tutti gli oggetti a guida autonoma che hanno necessità di individuare accuratamente ostacoli sul proprio percorso.