Byor

BYOR Buildyourownrobot MANUALE

DOCENTE

Starter Kit

byor.scuoladirobotica.it

Led COSA FACCIO? Lo scopo di questo esercizio è realizzare un led che lampeggia.

Per farlo verranno introdotti due nuovi elementi nella programmazione: - la modifica dei valori all’interno di una funzione (in questo caso è digital.Write ) - introduzione della funzione delay() per consentire di gestire il tempo in cui il led è acceso o spento.

COSA MI SERVE?

x 1

x 1 x 1

x 4

x 1

2

Led COSA INSEGNARE ?

Per introdurre i LED a scuola si possono ovviamente utilizzare diversi metodi a seconda della tipologia di scuola in cui si insegna. In maniera generica in tutto il manuale cercheremo di presentare la componentistica elettronica in modo che sia usufruibile da docenti di discipline diverse insegnate in contesti differenti.

Prima di definire qualsiasi componente è giusto cercare di legare la creazione del componente a delle storie di vita da parte dei suoi inventori. E’ riconosciuto come inventore del LED l’americano con origini russe Nicholas Holonyak Jr che nel 1962 ha messo a punto il primo esemplare di LED funzionante, in grado di emettere solo luce rossa.

Ma i LED non emettono solo luce rossa, ad oggi è possibile comprare LED in grado di emettere luce di colori diversi. Per esempio grazie allo studio di Asaki, Amano e Nakamura sono stai prodotti i LED a luce Blu, ricerca talmente importante da consentire ai tre scienziati di vincere il premio Nobel. Fare riferimento a fatti importanti legati al mondo reale è molto importante, per esempio parlando di LED può essere possibile Il LED è un output apparentemente molto semplice che consente di emettere luce di diverso colore in maniera affidabile, con lunga durata e con costi molto bassi. Oggi i LED sono usati per numerose applicazioni non solo commerciali ma anche domestiche.

Il principio di funzionamento è permettere agli elettroni di andare ad occupare delle lacune di un materiale semiconduttore liberando dell’energia, quindi dei fotoni. A seconda del livello e quindi dei materiali viene emessa luce con frequenze e quindi colori diversi.

Il led per essere alimentato ha bisogno di corrente costante, ecco perchè è sempre accopiato a una resistenza che permette di regolare il flusso di corrente che raggiunge il diodo.

ESERCIZI DI APPROFONDIMENTO Ecco una lista di esercizi aggiuntivi (non svolti in questi manuali) per consentire il consolidamento delle competenze da parte degli studenti e semplificare una eventuale valutazione da parte del docente: 1. Modificare i tempi di lampeggio del LED, da un secondo come riportato nel manuale studente a 3 secondi.

2. Cambiare il pin digitale (non lo 0 e l’1!) dove è attaccato il e cambiare di conseguenza il programma

LED

3. Modificare il tempo di Lampeggio in questo modo: LED acceso per 1,5 secondi -LED spento per 2,3 secondi.

3

Led LISTA VALUTATIVA Per poter valutare gli studenti ecco alcuni parametri o metodi da controllare: comprensione del circuito elettrico (l’esercizio di approfondimento 2 intende far capire all’insegnante se gli studenti hanno compreso fisicamente quello che stanno facendo); gestione del codice (capacità di risoluzione degli esercizi di approfondimento; capacità di gestire il tempo in millisecondi (grazie all’esercizio 3) lavoro di gruppo: questa fase richiede esperienza e capacità di osservazione da parte del docente ma già in queste prime fasi di lavorazione è possibile individuare le capacità collaborative degli studenti

byor.scuoladirobotica.it

4

BYOR Buildyourownrobot MANUALE

STUDENTE

Starter Kit

byor.scuoladirobotica.it

Led COSA FACCIO? In questo esercizio dovrete montare un LED su arduino e farlo lampeggiare.

COSA MI SERVE?

x 1

x 1

x 1

x 4

x 1

2

Led COSA C’E’ DI NUOVO? HARDWARE IL LED LED è un acronimo in inglese che significa “ligh-emitting diode”, Diodo ad emissione luminosa.

E’ un sistema differente rispetto alle lampadine a incandescenza o a quelle a fluominescenza. La parte che si illumina del LED è creata attraverso dei materiali semiconduttori che si scambiano all’arrivo della corrente elettrica elettroni. Il salto di livello degli elettroni permette l’emissione di fotoni e quindi di luce.

Per alimentare il LED ci vorrebbe corrente costante, per cui si accoppia in serie al LED sempre una resistenza.

SOFTWARE

digital.Write(13,LOW)

LOW: in Arduino scrivere LOW significa togliere tensione ai cavi connessi al pin, in questa maniera non alimentando più il pin il LED si spegne.

13 è il pin a cui è connesso il LED Questa funzione consente di spegnere il LED (o qualsiasi output) connesso al pin 13 di Arduino. delay(1000)

1000 è il tempo del ritardo, la cui unità di misura è in millisecondi Questa funzione permette di inserire un ritardo fra due altre funzioni.

byor.scuoladirobotica.it

3

Fritzing A B C D E

F G H

I

J

5

5

10

10

RESET

1

ICSP2

1

L

TX RX

GND 13

IOREF

15

RESET

12

Arduino

15

AREF

3V3 5V

11 10 9

GND

8

POWER

GND VIN

DIGITAL (PWM=

20

TM

20

A0 A1

A3

30

ICSP

ON

A5

5 4 3

1

A4

6

)

25

ANALOG IN

25

A2

7

2

TX0

1

RX0

0

30 A B C D E

F G H

I

J

SE NON FUNZIONA? Se il LED non si accende ricordati di controllare le seguenti cose: - il LED è collegato in maniera giusta ad Arduino? Cioè il polo positivo è collegato alla “gambetta lunga” del LED? Se non è così prova a invertire il collegamento.

- Sul codice hai indicato un pin diverso rispetto al PIN a cui è collegato il LED. -I piedini della resistenza e quelli del LED sono su due file diverse della breadbord.

4

Schema

COME SI LEGGE? IL LED può essere rappresentato in molto maniere. La cosa più importante per usarlo è quella di capire perchè le due gambette sono di lunghezza differente.

Infatti è importante collegare il LED ai cavi della corrente in maniera giusta, l’inversione dei cavi non rovina il LED ma non lo fa accendere.

Per cui alla gamba più lunga si associa la polarità positiva mentre a quella più corta quella negativa. Ogni volta che collegheremo un led, dobbiamo ricordarci della resistenza da collegare in serie in modo da stabilizzare la corrente che raggiunge il LED. La resistenza può essere messa sia collegata alla gambeta lunga (+) o a quella corta (-). Per consentire un funzionamento ottimale del LED la resistenza dovrà essere di 220 ohm.

5

Codice

#define Led 12 /*creo una costante chiama “Led”. Scrivo nella costante “Led” il numero 12.

La costante “Led” contiene il numero 12. Ogni volta che scrivo la parola “Led” nel software in automatico Arduino richiama il suo contenuto.

I nomi delle variabili possono essere qualsiasi tipo: pippo,pluto ecc. */

void setup() { pinMode(Led, OUTPUT); //imposto “Led” come output.Facendo cosi è come se impostassi il pin 12 come output. } void loop() { digitalWrite(Led, HIGH); 5V=HIGH) delay(1000); digitalWrite(Led, LOW); so=0V=LOW) delay(1000); }

//metto a livello alto “Led” (Livello alto=//attendo 1000ms, cioè un secondo //metto a livello basso “Led” (Livello bas//attendo 1000ms, cioè un secondo

FAI ATTENZIONE A: il numero del pin reale collegato al LED deve essere lo stesso di quello nel software

SE NON FUNZIONA? - ricordati la W di digital.Write maiuscola! L’ide di Arduino è case sensitive, per cui le maiuscole!

- ricordati che il tempo all’interno della funzione è in ms!!

byor.scuoladirobotica.it

6