Proponiamo, in questo articolo, una divertente ma utile applicazione che utilizza ESPertino. Si tratta di un gadget che mostra, su un display a Led, quanti secondi mancano alla mezzanotte del 2017, in modo da festeggiare il capodanno con la tecnologia. Il progetto, molto didattico, abbraccia tanti concetti, come vedremo durante la lettura. Il dispositivo presentato può essere ampliato ed adattato ad altre mille diverse esigenze.
Introduzione
Questa volta ESPertino ci aiuta in un progetto molto istruttivo. Il suo funzionamento sfrutta tante potenzialità che andremo ad approfondire durante la sua realizzazione. Un display che visualizza il numero di secondi al capodanno lo si può trovare anche in rete, sotto forma di programma o di sito web. Ma la sfida di realizzarlo con le proprie mani è stata davvero un'occasione per entrare, ancor di più, nella programmazione dello straordinario cuore di ESPertino, che poi è il potente ESP32.
I compiti del prototipo
Come detto prima, il dispositivo che stiamo andando a realizzare visualizza "semplicemente" il numero di secondi che mancano alla mezzanotte del prossimo capodanno. Ma dietro questa apparente semplicità si nascondono tanti concetti, librerie, programmazione e tanto altro che il programmatore sarà felice di constatare quante conoscenze entrino a far parte di un piccolo gadget, a prima vista così innocuo. Il conteggio a ritroso avviene in tempo reale e viene preso, come riferimento, proprio il momento in cui l'utente consulta il display. Nella sua semplicità circuitale, il contatore è costituito da una board ESPertino e da un modulo a otto display a 7 segmenti.
A grandi linee, ecco quali compiti dovrà espletare il nostro speciale orologio:
- Collegarsi al WiFi di casa o dell'ufficio o di qualsiasi altro posto, con le corrette credenziali;
- Collegarsi, tramite protocollo HTTP e richiesta GET, ad una pagina Web che fornisca un valido timestamp in modalità "grezza";
- Decodificare il messaggio in arrivo e prelevare solo l'informazione del timestamp;
- Calcolare il numero di secondi tra "adesso" e la mezzanotte di capodanno che si avvicina inesorabilmente;
- Visualizzare tale differenza sul display a Led.
Tutte queste operazioni, previste nello sketch, saranno esaminate nel proseguo dell'articolo.
Il modulo del display a Led
E' un modulo di visualizzazione (vedi figura 1) estremamente economico (può costare, infatti, anche meno di 2€, su Internet). Lo abbiamo anche utilizzato nel progetto "Tachimetro con ESPertino", dove troverete più informazioni su di esso. Il modello da noi utilizzato è composto da ben otto display a 7 segmenti, gestiti dal circuito integrato MAX7219. Per il suo funzionamento esso usa il protocollo SPI.
Figura 1: il modulo di visualizzazione composto da otto display a Led
Schema elettrico
Iniziamo subito a descrivere lo schema elettrico della figura 2, peraltro molto semplice. E' necessario solo collegare fisicamente il display al modulo di ESPertino, con le indicazioni fornite anche nelle operazioni di cablaggio.
Figura 2: lo schema elettrico
Collegamenti elettrici
Anche l'assemblaggio è estremamente semplice, come si evince dalla figura 3, e non presenta particolari difficoltà. Il modulo a display a Led è collegato ad ESPertino con 5 cavetti diversamente colorati, da inserire negli appositi zoccoletti. Alcuni modelli di display potrebbero prevedere una diversa piedinatura, per cui occorre prestare molta attenzione e consultare il relativo datasheet. Si devono seguire le indicazioni riportate in figura 3 per collegare, tra loro, i due dispositivi.
Figura 3: il cablaggio del sistema
Metodo per calcolare il numero di secondi fino a capodanno
Apparentemente, il problema presenta non poche difficoltà, poiché occorrerebbe considerare l'orario, composto da ore, minuti e secondi, e la data. Alcuni mesi sono composti da 30 o 31 giorni e, nel caso di febbraio, si potrebbe presentare anche il bisestile. Un algoritmo di calcolo della differenza tra due date è, obbiettivamente, complicato da scrivere. Ma esiste una soluzione più veloce e semplice: quella di utilizzare il timestamp.
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Il sistema continua il conteggio a ritroso senza consultare Internet, per un minuto, in maniera del tutto autonoma. Se si dispone di un collegamento alla Rete problematico, si può allungare drasticamente tale valore.
Vi immaginate, infatti, che si verifichi una caduta di linea proprio a 10 secondi dal Capodanno… 🙂
Ci si può sbizzarrire ovviamente andando a sostituire il display con un altro grafico per rendere “accattivamente” il count down 🙂