Obiettivo: Realizzazione del classico blinking led senza utilizzare la funzione Delay

Componenti elettronici:

• Arduino UNO
• Breadboard
• Led
• Resistenza (100 Ohm)

Teoria: Se da un certo punto di vista l’impiego della funzione delay è particolarmente utile per la realizzazione di semplici applicativi; da un altro punto di vista molteplici potrebbero essere gli inconvenienti legati all’utilizzo di questa funzione.
E’ infatti, molto importante, considerare che l’istruzione delay è un’istruzione bloccante. Questa istruzione “congela” Arduino nel suo stato corrente, pertanto negli istanti di delay non è possibile fare aggiornamenti, gestire input attraverso letture o comandare attuatori mediante scritture.
Ad esempio, nel caso della realizzazione di un semaforo per perdoni, dove è possibile effettuare la chiamata mediante la pressione di un pulsante, l’impiego della funzione delay è altamente sconsigliato per la gestione del semaforo perchè questo renderebbe invisibile la pressione del pulsate.
Per tutte queste ragioni è opportuno scrivere codici senza l’impiego della funzione delay. Nel dettaglio è opportuno sostituire la funzione delay con la più funzionale ma meno pratica funzione millis.

La funzione millis restituisce il numero di millisecondi che sono passati da quando la board Arduino ha eseguito il programam corrente. Questo numero si riazzera dopo circa 50 giorni.

Collegamento Circuitale:

Codice:

A seguire viene riportato il codice utilizzato per fare lampeggiare il led senza delay. Nello specifico il codice memorizza l’ultimo istante in cui è avvenuta una azione (il led ha cambiato stato) nella variabile previousMillis mentre nella variabile currentMillis viene memorizzato il tempo corrente. Attraverso la differenza tra questi due tempi si comprendere se il led deve cambiare stato (accendersi o spegnersi). Nel dettaglio, se la differenza tra la variabile currentMillis e previousMillis è maggiore di 1000 millisecondi allora lo stato del led cambia.

Personalizzazioni: E’ possibile modificare il comportamento del circuito in questione intervenendo sul valore della variabile interval. Modificando il suo valore infatti cambia la frequenza di lampeggiamento del LED.
E’ inoltre possibile modificare il pin digitale utilizzato per pilotare il LED cambiando rispettivamente hardware e software.

L’utilizzo di una resistenza, in serie al LED, serve appunto per limitare la quantità di corrente presente sul diodo emettitore di luce.

Obiettivo: Realizzazione, mediante breadboard, di un led che lampeggi ad una frequenza specifica (e.g., 1Hz) su un PIN differente dal 13.

Componenti elettronici:

• Arduino UNO
• Breadboard
• Led
• Resistenza (100 Ohm)

Teoria: Al fine di garantire il corretto funzionamento del LED su un pin differente dal 13, è indispensabile l’utilizzo di una resistenza in serie al dispositivo. La resistenza permette di regolare fissare i corretti valori di tensione e corrente necessari ad alimentare il LED.
Ad esempio, considerando una tensione sul pin di Arduino pari a 5V ed i seguenti parametri caratteristici del LED:

• ILed = 20 mA
• VLed = 1,5 V

Data la legge di Ohm V=RI, la resistenza necessaria per garantire un corretto funzionamento del diodo emettitore di luce può essere così calcolata:

R = (5-2)/20*10^(-3)

Collegamento Circuitale:

Codice:

[crayon-674296b7308e5724080103/]

Tinkercad:

https://www.tinkercad.com/embed/ckyY3Pamusd

Personalizzazioni: E’ possibile modificare il comportamento del circuito in questione intervenendo sul valore della variabile ledTime. Modificando il suo valore infatti cambia la frequenza di lampeggiamento del LED.
E’ inoltre possibile modificare il pin digitale utilizzato per pilotare il LED cambiando rispettivamente hardware e software.

Approfondimento Teorico:

Legge di Ohm: La legge di Ohm mette in relazione le tre grandezze elettriche fondamentali Tensione (Volt), Intensità di Corrente (Ampere) e Resistenza (Ohm) secondo la seguente relazione.

V = RI

L’utilizzo di una resistenza, in serie al LED, serve appunto per limitare la quantità di corrente presente sul diodo emettitore di luce.

Obiettivo: Realizzazione di un led che lampeggi ad una frequenza specifica (e.g., 1Hz)

Componenti elettronici:

• Arduino UNO
• Led

Teoria: Il LED (Light Emitting Diode) o Diodo Emettitore di Luce è un dispositivo elettronico che sfrutta le proprietà di alcuni materiali semiconduttori di emettere fotoni (produrre luce).
Questo dispositivo è ampiamente utilizzato in molti applicativi realizzati con Arduino ed è caratterizzato da una propria tensione e corrente di funzionamento. Valori tipici sono:

• ILed = 20 mA
• VLed = 2 V

Valori superiori o inferiori possono danneggiare il dispositivo. Per questo motivo si utilizza solitamente una resistenza in serie al LED al fine di limitarne corrente e tensione.
Per un adeguato funzionamento il LED deve anche essere correttamente polarizzato. Nel dettaglio il terminale più lungo di un led rappresenta l’anodo (+) mentre quello più corto il catodo (-).

Collegamento Circuitale:

Codice:

L’istruzione digitalWrite permette di impostare lo stato logico di un PIN digitale al valore HIGH (5 Volt) o LOW (0 Volt).
Mentre l’istruzione delay permette di bloccare Arduino nello stato in considerazione per un certo numero di millisecondi.

Personalizzazioni: E’ possibile modificare il comportamento del circuito in questione intervenendo sul valore della variabile ledTime. Modificando il suo valore infatti cambia la frequenza di lampeggiamento del LED.

Approfondimento Teorico:

• Pin13: Nelle prime versioni delle schede Arduino, come riportato nella relativa documentazione: “there is, however, about 1000 ohms of resistance on pin 13, so you can connect an LED without external resistor”  il PIN13 presenta un’uscita limitata in correte a causa di una resistenza integrata. Grazie alla presenza di questo elemento non è necessario introdurre una resistenza esterna al fine di limitare la corrente sul LED.