Anche quest’anno la pelosa Bestia Nera che chiamiamo Natale sta per farci visita. Che crediate o meno nella Buona Novella, questa è l’occasione ideale per sfoderare decorazioni di ogni forma e colore.

La Bestia Nera, si sa, ama gli abeti lussureggianti, ma chi, come la sottoscritta, vive in un monolocale che ricorda molto un loculo avrà necessità di optare per festoni di piccole dimensioni.

Onde rispondere a tale pressante esigenza, mi sono permessa di preparare un tutorial che vi guiderà passo passo nella realizzazione di una decorazione luminosa da tavolo dall’aspetto compatto, ma dall’enorme potenziale natalizio. Assemblando il vostro festone, avrete modo di sperimentare la costruzione di un circuito elettrico e di programmare un Arduino affinché lo controlli.

Il risultato finale somiglierà a questo:

Materiali

1 Genuino UNO o Arduino UNO + cavo USB
6 resistenze da 1K Ohm
6 led colorati
1 breadboard
7 cavetti (potete recuperarli aprendo dei cavi ethernet inutilizzati o semplicemente utilizzando del filo di rame)

Fase 1: assemblare il circuito

Per assemblare il circuito elettrico, utilizzeremo la breadboard. Questo strumento è molto comodo per prototipare nuovi circuiti, montandoli e smontandoli a nostro piacimento, senza bisogno di usare il saldatore. Al di sotto dei fori nei quali inserire i nostri cavi e le gambette dei nostri led e delle nostre resistenze, è presente un sistema strip metalliche per creare contatti elettrici e quindi far passare la corrente.

Costruiremo il nostro circuito partendo dalla messa a terra e muovendoci a ritroso fino all’alimentazione.

Come prima cosa, prendiamo un filo di rame o un cavo jumper e inseriamolo un’estremità nel foro dell’Arduino chiamato GND. Esso rappresenta una delle messe a terra della board. Inseriamo l’altra estremità in uno dei fori della breadboard marchiati dal simbolo negativo (o di un colore scuro come blu o nero).

Ora diamo un’occhiata ai led. Essi hanno una gamba più lunga e una più corta. La più lunga si chiama anodo ed è il polo positivo del led. La più corta si chiama catodo ed è il polo negativo.
Dato che vogliamo partire dalla messa a terra del circuito, inseriamo tutte le gambe più corte dei led nella fila di buchi marchiati dal simbolo negativo.
Le gambe più lunghe vanno inserite nella parte centrale della breadboard.

A questo punto, vanno inserite le resistenze. Queste componenti sono necessarie per regolare il flusso di corrente dall’Arduino ai led. Dato che la board alimenta i circuiti esterni con 5V di corrente e i nostri led necessitano di circa 2V, dobbiamo limitare il flusso, onde evitare che i led si fulminino.
Prendiamo allora le nostre resistenze da 1K Ohm e posizioniamole una ad una dopo i led, come ho mostrato nell’illustrazione. Le resistenze non sono polarizzate, quindi potete posizionarle secondo il verso che preferite.

A questo punto non dobbiamo far altro che creare un collegamento tra l’Arduino e i singoli led. Procedete inserendo sei fili di rame nei seguenti ingressi dell’Arduino: 3, 5, 6, 9, 10 e 11. Queste porte sono marchiate da un simbolo di tilde (~), a indicare che si tratta di porte PWM. L’altro capo dei fili di rame va inserito subito dopo ognuna delle sei resistenze.
Dalle porte PWM uscirà l’alimentazione per il circuito, nonché il segnale che trasformerà i led in una decorazione natalizia.

Fase 2: programmare Arduino

Arduino è una scheda elettronica su cui si trova un microcontrollore. Immaginate quest’ultimo come il cervello del vostro microcomputer. L’obiettivo di questa parte del tutorial è programmare il microcontrollore affinché controlli i led che abbiamo posizionato nel circuito.

Cominciate scaricando il software di Arduino (IDE)

Collegate la vostra board Arduino al computer tramite cavo usb.

Scaricate il programmino che farà funzionare la vostra decorazione natalizia da qui. Nel linguaggio di Arduino i programmini che vengono caricati sulla board sono comunemente detti sketch e vengono scritti in una versione alleggerita di C e C++.

Aprite lo sketch appena scaricato con Arduino IDE. Cliccate su Verifica per accertarvi che il programma funzioni. Al termine del processo, Arduino IDE vi comunicherà che la compilazione è stata completata.

Prima di tentare l’upload dello sketch, dal menu a tendina, cliccate su Strumenti.
Alla voce Scheda, verificate che sia selezionato il vostro modello di Arduino.
Alla voce Porta, verificate che sia selezionata la porta usb alla quale avete collegato la vostra board.

Cliccate su Carica. Così facendo, lo sketch sarà caricato sulla board e resterà salvato sul microcontrollore ATmega328 fino a che non lo sovrascriverete con un nuovo programma.
Lo sketch è stato commentato, in modo da permettervi di comprendere cosa significa ogni singolo comando.

ATmega328

Conclusione

Complimenti per aver completato la missione! Ora potete andare per il mondo sapendo di aver costruito un circuito elettrico e programmato un microcomputer. Questo sì che si chiama essere persone bulle.

High five a voi!

Urrà!