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 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!

Ogni sessione di laboratorio dura circa 2 ore.

Tutte le sessioni di laboratorio «impara giocando» sono disponibili in replica a tutti gli abbonati di livello «IMPARA GIOCANDO» o superiore. 

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

BRACCIO ROBOTICO

• assemblaggio del braccio robotico [🔗 parte 1] [🔗 parte 2]
• 🔗 conversione delle coordinate polari in rettangolari
• interpolazione degli assi SPLINE
• comandare il braccio con telecomando IR
• afferrare oggetti
• giocare a tris con il braccio robot
• ... 

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

Informazioni

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

L'abbonamento prevede almeno una sessione di laboratorio al mese, ma fintanto che sarà possibile cercherò di garantire una sessione tutti i lunedì alle ore 13:45.

Per essere in grado di seguire il laboratorio in modo interattivo devi avere alcune attrezzature con te, ti faccio una piccola lista della spesa per allestire il tuo piccolo laboratorio privato:

Materiale e attrezzatura necessaria

• 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.