ChatGPT come assistente alla scrittura del codice per progetti con Arduino

Negli ultimi anni, l’avanzamento delle tecnologie di Intelligenza Artificiale ha stravolto il modo in cui affrontiamo lo sviluppo software. ChatGPT, un modello linguistico avanzato sviluppato da OpenAI, si è affermato nel tempo come uno strumento potente e versatile per supportare sviluppatori di ogni livello. Grazie al continuo sviluppo e alle grandi potenzialità, ChatGPT si sta diffondendo in diversi ambiti come l'analisi economica, la generazione di testo, l'assistenza alle fasi di project management, l'applicazione di processi di problem solving e la generazione di immagini. In questo articolo, esploreremo come ChatGPT può essere utilizzato come nostro assistente nella scrittura del codice, analizzando i suoi punti di forza, fornendo esempi pratici e sottolineando i suoi limiti.

Introduzione

ChatGPT è stato originariamente progettato per comprendere e generare testo in linguaggio naturale, ma le sue potenzialità vanno ben oltre una semplice chat. Si tratta, infatti, di un assistente estremamente versatile, capace di affiancare programmatori, studenti e professionisti in una vasta gamma di attività legate allo sviluppo software. Ed ecco alcune delle sue applicazioni più utili e sorprendenti:

Generazione di codice a partire da descrizioni testuali: basta descrivere cosa vuoi ottenere, anche in modo informale, e ChatGPT può trasformare l’idea in frammenti di codice funzionante. Che si tratti di uno script in Python, una funzione JavaScript o una query SQL, può fornire una base concreta da cui partire.
Spiegazioni dettagliate e didattiche: che tu stia cercando di capire come funziona una funzione, un metodo di una libreria o un concetto complesso come la ricorsione o il multithreading, ChatGPT può offrirti spiegazioni passo-passo, chiare e personalizzate in base al tuo livello di esperienza.
Debugging assistito: hai un pezzo di codice che non funziona e non riesci a trovare l’errore? Incollalo nella chat, spiega cosa dovrebbe fare, e ChatGPT può aiutarti a individuare i bug più comuni, suggerendo soluzioni pratiche ed efficaci.
Ottimizzazione del codice: anche se il tuo programma funziona, non è detto che sia scritto nel modo più efficiente o leggibile. ChatGPT può suggerire miglioramenti per renderlo più performante, mantenibile o conforme agli standard di stile più diffusi.
Documentazione e commenti automatici: scrivere codice è solo metà del lavoro. L’altra metà è spiegarlo. ChatGPT può aiutarti a generare commenti chiari e coerenti, nonché a redigere documentazione tecnica ben strutturata per facilitare la collaborazione o il riutilizzo del software.

La combinazione di capacità fa di ChatGPT un compagno di sviluppo ideale sia per chi sta muovendo i primi passi nel mondo della programmazione, sia per i professionisti più esperti e alla ricerca di uno strumento rapido e intelligente per affrontare sfide quotidiane. Andiamo dunque a vedere nel dettaglio come ChatGPT ci può supportare nella progettazione di nuove applicazioni, oppure per imparare un nuovo linguaggio o cercare ispirazione per un progetto.

Esempi pratici di utilizzo

Vediamo come ChatGPT può essere impiegato in diverse situazioni comuni nello sviluppo software. Nel dettaglio mi sono limitato a lavorare con Arduino, in modo tale che chiunque di noi possa provare direttamente sulle schede. Per leggibilità dell'articolo vi riporterò il testo delle risposte di ChatGPT formattato in corsivo e di colore blu.

1. La generazione del codice

Una delle applicazioni più intuitive di ChatGPT è la creazione di codice da zero. Ad esempio, supponiamo di voler scrivere un programma Arduino per far lampeggiare un LED. Andiamo a scrivere un semplice prompt da inviare a ChatGPT (Figura 1).

Prompt: “Scrivi un codice per Arduino che faccia lampeggiare un LED con un intervallo di 1 secondo.”

Figura 1: Screenshot della richiesta a ChatGPT

Risposta:

Ecco un semplice codice Arduino che fa lampeggiare un LED con un intervallo di 1 secondo (1000 millisecondi):

// Imposta il pin a cui è collegato il LED
const int ledPin = 13; // Il pin 13 è collegato al LED integrato su molte schede Arduino

void setup() {
// Imposta il pin del LED come uscita
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(ledPin, HIGH); // Accende il LED
delay(1000); // Attende 1 secondo
digitalWrite(ledPin, LOW); // Spegne il LED
delay(1000); // Attende 1 secondo
}

Note:
Questo codice utilizza il LED integrato (di solito sul pin 13) presente sulla maggior parte delle schede Arduino come UNO, Nano e Mega.

Se stai usando un LED esterno, collega il catodo (il terminale corto) a GND e l'anodo (il terminale lungo) al pin scelto (es. 13) attraverso una resistenza da 220Ω o 330Ω.

Vuoi anche una variante con la funzione millis() al posto di delay()?

Come osserviamo, ha generato un codice che funziona e ci fornisce anche indicazioni su quali collegamenti realizzare per provare l'esempio. Inoltre, propone anche eventuali modifiche in base alle funzionalità che può utilizzare. Ad esempio, se chiediamo di effettuare la variante con millis, otteniamo il seguente risultato.

const int ledPin = 13; // LED collegato al pin 13
unsigned long previousMillis = 0; // tempo dell'ultimo cambio di stato
const long interval = 1000; // intervallo di lampeggio (1 secondo)
bool ledState = false; // stato attuale del LED

void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); // imposta il pin come uscita
}

void loop() {
unsigned long currentMillis = millis(); // tempo corrente

if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
// è passato abbastanza tempo, cambia lo stato del LED
previousMillis = currentMillis; // aggiorna il tempo

ledState = !ledState; // inverte lo stato
digitalWrite(ledPin, ledState); // aggiorna il LED
}

// qui puoi eseguire altre operazioni senza bloccare il codice
}

Vantaggi di millis():

Il programma non si blocca in attesa come con delay().
Puoi gestire più attività in parallelo (es. leggere sensori, gestire pulsanti, ecc.).
Fammi sapere se vuoi aggiungere un pulsante per attivare/disattivare il lampeggio!

2. Spiegazione del codice

Nel precedente esempio abbiamo visto come ChatGPT sia capace di scrivere il codice per il nostro progetto a partire dal nostro input. Ovviamente, quanto più è complesso e dettagliato il messaggio di prompt inserito nella richiesta a ChatGPT, tanto più articolato sarà il codice che ci verrà fornito in risposta. Tuttavia, un altro scenario molto utile è quando si ha la necessità di comprendere meglio il funzionamento di un codice già scritto. Andiamo dunque a fare la richiesta a ChatGPT partendo dal codice che troviamo all'interno dell'esempio Calibration della cartella "03. Analog" (Figura 2).

Figura 2: Screenshot dell'esempio Calibration

Prompt: “Ti trasmetto un codice per Arduino. Mi spieghi il suo funzionamento nel dettaglio?”

Risposta: "Certo! Inviami pure il codice Arduino e te lo spiego riga per riga, indicando cosa fa ogni parte e come funziona nel contesto generale."

A questo punto, copiamo e incolliamo il codice dello sketch da analizzare e la risposta è la seguente:

Questo sketch Arduino legge un valore da un sensore analogico (come un sensore di luce, un potenziometro o un fotodiodo), calibra dinamicamente i valori minimi e massimi durante i primi 5 secondi di esecuzione, e poi usa quei valori calibrati per controllare la luminosità di un LED tramite PWM.

Vediamo nel dettaglio:

DICHIARAZIONE DELLE COSTANTI E VARIABILI

const int sensorPin = A0; // pin che legge il sensore analogico
const int ledPin = 9; // pin collegato al LED (PWM)

sensorPin → Il pin analogico A0 legge il valore da un sensore.

ledPin → Pin 9 è un'uscita PWM, utile per regolare la luminosità del LED.

int sensorValue = 0; // Valore letto dal sensore
int sensorMin = 1023; // Minimo iniziale (il massimo possibile per analogRead)
int sensorMax = 0; // Massimo iniziale (il minimo possibile)

sensorMin e sensorMax verranno aggiornati durante la fase di calibrazione.

FUNZIONE setup()

pinMode(13, OUTPUT);
digitalWrite(13, HIGH);

Pin 13 è usato per segnalare visivamente (con il LED integrato su molte schede) che la calibrazione è in corso.

[...]

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