Laboratorio di robotica e meccatronica «impara giocando»

un millimetro al giorno per diventare progettisti

• Desideri imparare a costruire robot o sistemi automatici? 
• Vorresti sapere come funziona Arduino?
• Ti piacerebbe imparare tutti i segreti dell'oscilloscopio?
• Ti interessa come funzionano i sistemi di domotica e IoT?
• Vorresti costruire e programmare Robot?

Lunedì alle ore 13:45

Giochiamo  a fare progetti di robotica e meccatronica

Un percorso in crescendo adatto a tutti, anche coloro che non hanno fatto le scuole tecniche!

Oltre 30 anni di competenze — scolastiche e lavorative — riassunte in poche ore di laboratorio teorico e pratico, dove imparerai solo quello che ti serve per diventare progettista di apparati robotici e meccatronici!

Informazioni

Ogni sessione di laboratorio dura circa 2 ore.

Iscrivendoti al laboratorio di robotica e meccatronica potrai accedere al gruppo privato su telegram per interagire in diretta con vocali o video clip. La sessione di laboratorio è davvero interattiva.

TUTTI  I  LUNEDÌ  ALLE  13:45  ^(*)

^{(*) L'abbonamento prevede almeno una sessione di laboratorio al mese}

Per essere in grado di provare a casa tua le esperienze di laboratorio devi procurarti le seguenti attrezzature:

• Alimentatore stabilizzato: https://amzn.to/3EO7iPQ
• Oscilloscopio Hantek DSO5102P: https://amzn.to/3oXN1Aj
• Kit saldatura con Multimetro: https://amzn.to/3CT7mfb
• Kit Elegoo con Breadboard: https://amzn.to/39yKPrY
• Kit Elegoo UNO R3 Sarter Kit: https://amzn.to/30Kqgaz
• Isolatore USB: https://amzn.to/3pNn3zZ
• Tester multifunzione TC-T7-H: https://amzn.to/3FNcZ0c

Laboratorio virtuale

In alcune sessioni di progettazione ci faremo aiutare dalla piattaforma Virtuale Autodesk per la progettazione meccatronica Thinker Cad.

I progetti che svilupperemo sono liberamente scaricabili e modificabili.

Crea il tuo account qui: https://www.tinkercad.com

Formule di abbonamento

1. progettista anonimo €0,99: sostenitore del canale, avrai una tazza in regalo al dodicesimo mese di abbonamento
2. «IMPARA GIOCANDO» €9,99: almeno un laboratorio interattivo al mese per imparare a fare progetti di meccatronica
3. «PROGETTI INTEGRALI» €24,99: video integrali di progetti completi, senza tagli né musichette, con ragionamenti, specifiche di progetto, realizzazione e collaudo
4. «PROGETTI ON-DEMAND» €49,99: puoi richiedermi veri progetti di caricare open-source sul canale (contattami per verificarne la fattibilità)

Nota bene:

Il laboratorio di meccatronica «IMPARA GIOCANDO» è accessibile anche a tutti gli abbonamenti superiori.

Tutte le sessioni di laboratorio sono disponibili in replica. 

Prima stagione

Albero di Natale a LED [GRATIS] 🔗 "Giochi di luce e suoni" 

• Come si accende un LED
• Come si accendono tanti LED insieme
• Come si genera un suono con Arduino
• Come si crea una melodia da una partitura
• BUON NATALE !!!

Laboratorio #1: 🔗"Grandezze elettriche fondamentali" (parte1)

Laboratorio #2: 🔗"Grandezze elettriche fondamentali" (parte2)

• Tensione elettrica (o Differenza di potenziale)
• Circuiti con resistori
• Corrente elettrica
• Legge di ohm
• Prima e seconda legge di Kirchhoff
• Utilizzo del multimetro digitale
• Utilizzo dell'alimentatore stabilizzato

Laboratorio #3: 🔗"Diodo"

• Cos'è il DIODO
• Come è fatto il diodo
• A cosa serve il diodo
• Raddrizzatore di tensione a singola semionda
• Raddrizzatore di tensione a doppia semionda

Laboratorio #4: 🔗"Diode logic"

• Cos'è la logica di Boole
• Come realizzare la funzione logica OR
• Come realizzare la funzione logica AND

Laboratorio #5: 🔗"Transistor BJT"

• Cos'è il TRANSISTOR BJT
• Transistor BJT come interruttore
• Transistor BJT come amplificatore
• Transistor BJT come porta logica NOT

Laboratorio #6: 🔗"Relè"

• Cos'è il RELÈ (o RELAIS)
• Come è fatto il relè
• Pilotare un relè con un microcontrollore

Laboratorio #7: 🔗"Porte logiche"

• Quali sono le porte logiche
• Il teorema di De Morgan
• Esercizi pratici sulle porte logiche

Laboratorio #8: 🔗"Macchine a stati"

• Cosa è un Automa a stati finiti
• Cosa è un Pallogramma
• Cosa è un Grafcet
• Cosa è Arduino
• Creazione di una macchina a stati con Arduino

Laboratorio #9: 🔗"Tutti i segreti dell'oscilloscopio" (parte1)

• Cosa è un Oscilloscopio
• Dimentica il tasto AUTO-SET!
• Come usare l'oscilloscopio
• Oscilloscopio come multimetro
• Usare i cursori per effettuare misure
• Cos'è il trigger dell'oscilloscopio

Laboratorio #10: 🔗"Tutti i segreti dell'oscilloscopio" (parte 2)

• Come tarare le sonde dell'Oscilloscopio
• Cosa è la modalità X-Y
• Disegnare un quadrato sull'oscilloscopio
• Disegnare un cerchio sull'oscilloscopio
• Disegnare un animale sull'oscilloscopio

Laboratorio #11: 🔗"Tutti i segreti dell'oscilloscopio" (parte 3)

• Cosa è lo spettro di un segnale
• Come visualizzare lo spettro di un segnale con l'oscilloscopio
• Lo spettro di una sinusoide con offset (DC mode)
• Lo spettro di una sinusoide con offset (AC mode)
• Lo spettro di una forma d'onda complessa
• Lo spettro di una onda quadra
• Lo spettro di una onda triangolare
• Lo spettro di una sinusoide modulata in frequenza

Laboratorio #12: 🔗"Disegnare con il Joystick"

• Cosa è un convertitore Analogico-Digitale
• Come usare gli ingressi analogici di Arduino
• Memorizzare dei valori in un array con Arduino
• Disegnare a mano libera sull'oscilloscopio

Laboratorio #13: 🔗"SG90 Servomotore e motore DC"

• Cosa è un motore DC
• Cosa è un SERVOMOTORE
• Come pilotare un motore DC con Arduino
• Come pilotare un servomotore SG90 con Arduino
• Comandare due motori con il Joystick

Laboratorio #14: 🔗"Ponte-H L293D per motore DC"

• Comandare un servomotore con la libreria Servo.h
• Comandare un servomotore con un'uscita PWM 490Hz
• Cos'è L293D e come funziona
• Costruire il ponte-H con L293D su breadboard
• Comandare il servomotore son Arduino e L293D

Laboratorio #15: 🔗"Controllo di posizione in retroazione"

• Cosa è un sistema in retroazione
• Come implementare un controllo in retroazione con Arduino
• Controllore PID (cenni)
• Costruire un servomotore basato su Arduino

Laboratorio #16: 🔗"28BYJ-48 Motore Stepper Unipolare"

• Cosa è un motore passo-passo
• Differenza tra motore stepper unipolare e bipolare
• ULN2003A driver universale per carichi induttivi
• Comandare motore stepper 28BYJ-48 con Arduino
• Costruire un servomotore a motore steppe con Arduino

Laboratorio #17: 🔗"Interpolazione degli assi"

• Cosa vuol dire interpolare gli assi
• Cosa è l'errore di inseguimento nel controllo di posizione
• Cosa fa esattamente la funzione map() di Arduino
• Come sincronizzare il movimento di più motori
• Generare una rampa per partire dolcemente

Laboratorio #18: 🔗"Inseguitore solare per pannelli fotovoltaici"

• Cosa è un pannello solare fotovoltaico
• Quanta corrente può generare un pannello solare
• Inseguitore solare a pannello singolo
• Inseguitore solare a 2 quadranti
• Inseguitore solare a 4 quadranti

Laboratorio #19: 🔗"UART, la porta seriale di Arduino" (parte1) [€0,99]

Laboratorio #20: 🔗"UART, la porta seriale di Arduino" (parte2) 

• Cosa vuol dire UART
• Differenza tra seriale TTL, RS232 e RS485
• Come ricordare DTE e DCE (la regole delle 3T)
• Porta seriale all'oscilloscopio
• Loop di interfaccia
• SoftwareSerial su Arduino
• Differenza tra SoftwareSerial e UART fisica
• serialEvent() per sfruttare gli interrupt
• Introduzione al JSON per comunicare

Laboratorio #21: 🔗"HC-SR04 sonar ad ultrasuoni" 

• La propagazione delle onde sonore
• Cos'è un sonar
• Cos'è HC-SR04 e come funziona
• Programmare HC-SR04 con le librerie e senza librerie
• Costruire un sensore di parcheggio

Laboratorio #22: 🔗"Arcade Game con Arduino" (parte1)

Laboratorio #23: 🔗"Arcade Game con Arduino" (parte2)

Laboratorio #24: 🔗"Arcade Game con Arduino" (parte3) 

Laboratorio #25: 🔗"Arcade Game con Arduino" (parte4)

• Quali sono le colonne portanti di un videogioco
• Dispositivi di input (Joystick e pulsanti)
• Dispositivi di output (Audio e video)
• Gli sprites (personaggi animati)
• Gestione del movimento degli sprites
• Gestione delle collisioni tra gli sprites
• Gestione del punteggio e delle "vite"
• La macchina a stati di un videogame
• Punteggio e classifica
• MAX7219 Dot-Matrix LED 8x8

Laboratorio #26: 🔗"Buzzer attivi e passivi"

• Cosa è un buzzer
• Differenza tra Buzzer Attivo e Buzzer Passivo
• Come pilotare un buzzer attivo (hardware e software)
• Come pilotare un buzzer passivo (hardware e software)
• Aggiungere i suoni al videogame Pong

Laboratorio #27: 🔗"LCD1602 Display alfanumerico"

• Cosa è un display LCD
• A cosa serve la retroilluminazione negli LDC
• Come si collega LCD1602 su Arduino
• Differenza tra LCD1602 e LCD2004
• Come scrivere su LCD1602
• Visualizzare il punteggio dei giocatori del videogame Pong

Laboratorio #28: 🔗"Grafica con LCD1602 alfanumerico"

• Cosa è un display alfanumerico
• Cosa è un display grafico
• Come si fa la grafica con LCD1602 su Arduino
• Creare una animazione grafica su LCD1602
• Usare LCD1602 in modalità grafica su tutto lo schermo

Laboratorio #29: 🔗"Termistori NTC e PTC"

• Cosa è la temperatura
• Cosa è un termistore (NTC e PTC)
• A cosa serve la sonda NTC
• Come si usa un NTC
• Calcolare la temperatura da un NTC da una formula
• Ricavare la retta di taratura di una sonda NTC

Laboratorio #30: 🔗"DHT11 sensore di umidità e temperatura"

• Cosa è il DHT11
• Come funziona un DHT11
• DHT11 con Arduino
• Librerie DHT11
• DHT11 one wire protocol

Laboratorio #31: 🔗"Sensore di pioggia a terra"

• Conducibilità elettrica dell'acqua
• Conducibilità elettrica del terreno
• Come rilevare la pioggia con Arduino
• Pluviometro digitale
• La terra elettrica
• Curiosità: la trasmissione di segnali elettrici con un solo filo (il telegrafo)
• Perché le apparecchiature elettroniche vanno collegate a terra

Laboratorio #32: 🔗"Interruttore crepuscolare e fotoresistore"

• Cosa è un fotoresistore
• Registrazione della luce solare su SDCARD
• Analisi dei dati di luce/buio con foglio di calcolo Excel
• Come riconoscere alba e tramonto (filtrando i disturbi)
• Come riconoscere il giorno dell'anno e stimare l'ora
• Interruttore crepuscolare con Arduino

Laboratorio #33: 🔗"Centralina di irrigazione"

• In quali giorni bisogna irrigare il giardino
• Quanto bisogna irrigare in base alla temperatura
• Cosa fare se piove
• Valvole monostabili e bistabili per irrigazione
• Realizzazione dello sketch completo per Arduino

Laboratorio #34: 🔗"Display a 7 segmenti"

• Cosa è un display a 7 segmenti
• Differenza tra anodo comune e catodo comune
• Come pilotare un display a 7 segmenti con Arduino
• Come pilotare un display a 7 segmenti con 74HC595

Laboratorio #35: 🔗"Display a 7 segmenti a 4 cifre"

• Cosa è un display a 7 segmenti quadruplo
• Come si pilota un display a 7 segmenti quadruplo solo con Arduino
• Come si pilota un display a 7 segmenti quadruplo con MAX7219
• Visualizzazione di un numero intero a 4 cifre da ingresso analogico
• Visualizzazione di un numero con la virgola a 4 cifre 

Laboratorio #36: 🔗"Telecomando a infrarossi"

• Cosa sono gli infrarossi
• Perché infrarossi e non luce visibile?
• Come si trasmette un codice
• Visualizzare un codice del telecomando su oscilloscopio
• Come ricevere codici infrarossi con Arduino

Contenuti Extra

[per tutti gli abbonati] 🔗 Timer 555 oscillatore astabile e monostabile

[per tutti gli abbonati] 🔗 Calcolo del tempo di carica del condensatore

• Cosa è il timer 555
• Oscillatore Astabile
• Timer Monostabile
• Osservare all'oscilloscopio le forme d'onda del 555
• Timer Monostabile retriggerabile

Parte #1:  🔗 Progettare PCB con KiCad 6 (schema di principio)

Parte #2:  🔗 Progettare PCB con KiCad 6 (layout PCB e sbroglio)

Parte #3:  🔗 Progettare PCB con KiCad 6 (file gerber)

Parte #4:  🔗 Assemblaggio, saldatura e collaudo

• Cosa è KiCad
• Lo schema di principio
• Posizionamento dei componenti
• Sbroglio delle piste di circuito stampato
• Realizzazione dei file Gerber per la produzione di PCB
• Saldatura a stagno dei componenti e collaudo

Seconda stagione

RETI NEURALI

• reti neurali con Arduino UNO [🔗 parte1] [🔗 parte2] [🔗 parte3] [🔗 parte4]

BRACCIO ROBOTICO

• assemblaggio del braccio robotico [🔗 parte 1] [🔗 parte 2]
• conversione coordinate polari-rettangolari [🔗 video]
• cinematica inversa [🔗 parte1] [🔗 parte2]
• traiettorie lineari e spline  [🔗 parte1] [🔗 parte2] [🔗 parte3]
• mappa 3D di una stanza [🔗 link]
• comandare il braccio con telecomando IR
• ... 

ESP32 CAM TELECAMERA INTELLIGENTE

• primi passi con ESP32CAM
• riconoscere oggetti dal colore
• inseguire oggetti colorati
• ...

AUTOMOBILE A GUIDA AUTONOMA

• assemblaggio della smart car
• controllo della velocità delle singole ruote con encoder
• gestione della sterzata
• sensore degli ostacoli (sonar)
• programmazione di un percorso
• comando della smart car con telecomando IR
• inseguitore di luce
• sirena e lampeggiatore su fonti di calore
• ...

Lista della spesa

Per la seconda stagione occorre procurarsi il seguente materiale:

• Mano robot : https://amzn.to/3ohXmai
• ESP32 CAM: https://amzn.to/3Cqe4wG
• Smart car chassis: https://amzn.to/3ol3U8a
• Encoder: https://amzn.to/3Baazd0
• L298N : https://amzn.to/3aQfOEc
• Batterie e caricabatterie : https://amzn.to/3PLjgOS

Solo per chi non ha lo starter kit:

• Kit Elegoo MEGA R3 : https://amzn.to/3cvlq6V