Dimostrazione di Acquisizione e Distribuzione dati della Temperatura tramite Arduino Uno

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ITC FOSSATI A.S. 2012/2013 TESINA di FABIO PRISCO
Applicazione pratica del microcontroller Arduino
UnoDimostrazione di Acquisizione e
Distribuzione dati della Temperatura e Umidità
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Passaggi della progettazione
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Progettazione Cablaggio
Come dispositivo in INPUT utilizzo il sensore
DHT11. I collegamenti da fare sono 3


-pin 1 connesso a 5v -pin 2
connesso al MC e in serie ad una resistenza da
5Kohm -pin 3 connesso a massa

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Progettazione Cablaggio
Il dispositivo in OUTPUT invece sarà uno schermo
LCD 16x2. I collegamenti fondamentali sono -pin
1 connesso a GND -pin 2 connesso a 5v -pin 3
connesso al potenziometro (per il contrasto dei
caratteri) -pin 5 connesso a GND -pin
4,5,10,11,12,13 connessi ai pin digitali
dellArduino -pin 14 connesso in serie ad una
resistenza da 220ohm (per la retroilluminazione)
-pin 15 connesso a massa (per la
retroilluminazione)
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Progettazione Cablaggio
Schema del circuito finale
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Progettazione Cablaggio
circuito fisico
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Progettazione Programmazione

• La programmazione di Arduino necessita luso del
  linguaggio C ( C sharp).
• Cos'è Il CIl C è un linguaggio di
  programmazione orientato agli oggetti e si
  pronuncia C Sharp.Esso è un linguaggio di
  programmazione semplice,combina l'elevata
  produttività dei linguaggi per lo sviluppo rapido
  di applicazioni (Rapid Application Development,
  RAD) con le potenzialità del linguaggio C.

Il Programma del progetto
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Progettazione Programmazione

• Il programma è così strutturato
• -dichiarazione delle librerie, delle variabili e
  dei pin occupati dai sensori
• -ltltVoid Setup()gtgt settaggio delle impostazioni di
  interfacciamento con il pc, dichiarazione degli
  INPUT e degli OUTPUT, chiamata ed esecuzione
  della funzione inizio
• -ltltVoid Loop()gtgt acquisizione dei dati, SE i dati
  sono vuoti visualizzo il messaggio errore, SE
  ci sono i dati li visualizzo su LCD e li invio al
  pc tramite PLX
• -ltltVoid Inizio()gtgt definizione della funzione
  inizio.
• Il programma utilizzato per la programmazione del
  microcontrollore si trova al sito
• http//arduino.cc/en/Main/Software
• mentre il programma per acquisire i dati e
  registrarli su Excel si trova allindirizzo
• http//www.parallax.com/tabid/393/default.aspx

Programma su pc
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Progettazione Acquisizione
Per acquisire i dati dall Arduino ho utilizzato
i comandi Serial.print(t) Serial.print(h) I
quali inviano i dati in via seriale al pc che,
tramite il programma PLX, li visualizza su
Excel. Cosi facendo estraggo i dati da Excel e
li salvo su Access per memorizzarli nel database
che conterrà le temperature ed umidità
raccolte.
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Progettazione Acquisizione
Una volta creato il database ed inseritoli le
temperature, creo le pagine ASP (Active Server
Pages) per interrogare il database e visualizzare
i dati raccolti sul sito web da me creato. Il
sito si trova a questo indirizzo
http//free.7host07.com/fabiopri//index.htm
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Progettazione Pubblicazione
Per creare il mio sito, ho utilizzato pagine HTML
ed ASP. Ho creato una pagina
introduttiva dove bisogna loggarsi o registrarsi
e una volta connessi si visualizza la homepage
che contiene i dati del mio progetto con i
relativi link alle temperature ed umidità
raccolte che ho salvato nel database. Lo schema
del sito è riconducibile a questo
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• Storicamente si riconosce a Galileo Galilei
  (1564-1642) linvenzione del termometro, anche se
  sappiamo che già alcuni secoli prima di Cristo, i
  greci Galeno ed Erone avevano messo a punto
  sistemi per evidenziare le differenze di
  temperatura dellatmosfera sfruttando
  lespansione dellaria legata allaumento della
  temperatura. Galileo in realtà mise a punto un
  termoscopio, in grado di misurare delle
  variazioni di temperatura.
• Un allievo di Galileo, costruttore di strumenti,
  divise la scala del termometro in 360 parti, come
  in un angolo giro, e per questo si cominciarono a
  chiamare gradi le parti della scala del
  termometro.

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• Nel 1714 fu introdotto luso del mercurio perché
  più affidabile nellaccuratezza della misura.
  Solo nel 1742, grazie al contributo di Anders
  Celsius (1701-1744), si fissarono il punto di
  congelamento e quello di ebollizione dellacqua
  come i due parametri per la taratura dei
  termometri e la divisione in 100 parti dello
  spazio compreso tra i due limiti. Thomas Clifford
  Albutt (1836-1925), modificò il termometro
  divenne lungo 15 cm e permise di ottenere la
  misura in modo rapido e accurato è lo stesso
  termometro che usiamo noi oggi o meglio che
  abbiamo usato fino al 2009 ,da quando è stato
  bandito luso dei termometri a mercurio a causa
  della tossicità di questo elemento, ora
  sostituito da una lega di gallio, indio e stagno.

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• Negli ultimi anni però è stato sviluppato, grazie
  allelettronica,
• un nuovo tipo di termometro detto digitale.Il
  principio di funzionamento è questo c'è un
  sensore di temperatura (di solito una
  termoresistenza) che, opportunamente alimentato a
  corrente costante, genera un segnale in tensione
  variabile con la temperatura. Il segnale in
  tensione viene campionato e convertito in formato
  digitale con un ADC (Analog to Digital
  Converter), e il valore ottenuto viene mandato a
  un display.

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Arduino
Arduino è un framework open source che permette
la prototipazione rapida e l'apprendimento veloce
dei principi fondamentali dell'elettronica e
della programmazione. È composto da una
piattaforma hardware sviluppata presso l
Interaction Design Institute, fondato da Olivetti
e Telecom Italia. Il nome della scheda deriva da
quello di un bar di Ivrea frequentato da alcuni
dei fondatori del progetto. Questa si basa su un
circuito stampato che integra un microcontrollore
con pin connessi alle porte I/O e USB che
permette la comunicazione con il computer.
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Arduino

• La piattaforma hardware Arduino è spesso
  distribuita agli hobbisti in versione
  pre-assemblata, acquistabile in internet o in
  negozi specializzati. Grazie alla base software
  comune, ideata dai creatori del progetto, per la
  comunità Arduino è stato possibile sviluppare
  programmi per connettere a questo hardware più o
  meno qualsiasi oggetto elettronico, computer,
  sensori, display o attuatori. Dopo anni di
  sperimentazione è oggi possibile fruire di un
  database di informazioni vastissimo.

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Possibili sviluppi..

• Molti programmatori, negli ultimi anni, si sono
  appassionati a questa piattaforma e per questo è
  possibile trovare numerosi esempi di utilizzo
  dell'Arduino online con video dimostrativi. Il
  più interessante, a mio parere, è lutilizzo
  dellArduino nella domotica. Con lo sviluppo
  degli smartphone, che ormai hanno rimpiazzato i
  normali telefoni cellulari, sono stati creati
  programmi che, tramite lutilizzo di specifiche
  applicazioni, interagiscono con lArduino e di
  conseguenza con la casa.
• In questo modo si potrà controllare la sicurezza
  della propria casa o magari interagire con gli
  oggetti elettronici presenti in essa, (come luci,
  porte, sistema di riscaldamento, frigorifero)
  anche quando si è molto lontani da casa, solo
  grazie al proprio cellulare.

Esempio
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Il progetto
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Collegamenti

• Cablaggio
• DHT11 --------
• LCD --------
• Arduino -------
• Video
• domotica ------

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gtFINE
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Domotics

• Domotics is a remote control of principal
  electronics parts of house. With a simple
  smartphone you can check your fridge or activate
  the heating system, if you want a warm house when
  finish work and return home.

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DataSheet
DHT11
LCD 16x2
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Framework

• In informatica, e specificatamente nello sviluppo
  software, un framework è una struttura logica di
  supporto su cui un software può essere progettato
  e realizzato. Alla base di un framework c'è
  sempre una serie di librerie di codice
  utilizzabili con uno o più linguaggi di
  programmazione, spesso corredate da una serie di
  strumenti di supporto allo sviluppo del software,
  come ad esempio un IDE, un debugger, o altri
  strumenti ideati per aumentare la velocità di
  sviluppo del prodotto finito.

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Open Source

• Open source, (termine inglese che significa
  codice sorgente aperto), in informatica, indica
  un software i cui detentori dei diritti ne
  permettono e favoriscono il libero studio e
  l'apporto di modifiche da parte di altri
  programmatori indipendenti.
• Il fenomeno ha tratto grande beneficio da
  Internet, perché esso permette a programmatori
  geograficamente distanti di coordinarsi e
  lavorare allo stesso progetto.

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Il Programma
Programma principale
Parte 2 della funzione
Parte 1 della funzione